ВАЛОК КЛЕТИ ДУО ТОЛСТОЛИСТОВОГО СТАНА

Полезная модель относится к инструменту для обработки металлов давлением и может быть использовано при горячей прокатке толстых листов.
Основным инструментом при производстве листовой стали являются валки, которые на толстолистовых станах горячей прокатки устанавливаются в клетях дуо или кварто (т.е. двух- или четырех - валковых). Конструкции прокатных валков, в том числе - листовых станов, описаны, например, в книге А.И.Целикова и др. "Машины и агрегаты металлургических заводов", т.3. М., "Металлургия", 1988, с.196-198.
С целью улучшения удаления окалины с прокатываемого металла на бочках валков этих станов нередко выполняются продольные проточки - канавки, которые служат для создания паровзрывного эффекта, разрушающего окалину.
Известен рабочий валок листопрокатной клети с криволинейной образующей бочки, концы которой выполнены в виде обратного конуса, что обеспечивает боковую устойчивость проката в валках (см. а. СССР №398298 кл. В21В 27/02, опубл. 12.02.74г.). Однако такой валок не создает паровзрывного эффекта при горячей прокатке.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является валок клети дуо толстолистового стана, описанный в книге В.Б.Бахтинова "Прокатное производство", М., "Металлургия", 1987, с.316-317 и рис.153.
Этот валок содержит выпуклую бочку заданных размеров, на поверхности которой выполнены продольные замкнутые проточки (лунки), расположенные в шахматном порядке, и характеризуется тем, что лунки имеют овальную форму с глубиной R=5, ширина в=30 и длина l=40 мм. Недостатком такой конструкции валка является наличие на поверхности его бочек относительно большого количества лунок, что ухудшает износостойкость валка и снижает качество поверхности листового проката, уменьшая выход годного.
Технической задачей настоящей полезной модели является повышение стойкости валков и выхода годного проката.
1
2
Для решения этой задачи у валка клети дуо толстолистового стана, содержащего выпуклую бочку заданных размеров, на поверхности которой выполнены продольные замкнутые проточки - канавки, расположенные в шахматном порядке, длина l каждой канавки составляет 0,105...0,109 от длины бочки, а ширина в=(0,15...0,16)·l, при этом по краям бочки на участках, каждый протяженностью 0,33 длины бочки, проточки выполнены с глубиной h=2...3 мм, а на остальной части бочки - с глубиной h=4...5 мм.
Приведенные параметры валка получены при обработке опытных данных и являются эмпирическими.
Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что на средней части длины бочки проточки - канавки имеют большую глубину,
чем по ее кроям. В результате этого при большем износе средней части бочки, сопровождающемся уменьшением ее диаметра, сохраняется глубина проточек, обеспечивающая должный паровзрывной эффект с разрушением окалины. Кроме того, уменьшение общего количества проточек (и их суммарной площади) повышает износостойкость валка.
Предлагаемый валок показан на фиг.1, а на фиг.2 - продольное сечение проточки.
1
2
На бочке 1 валка 2, диаметр которой на середине ее длины больше, чем на торцах (D>d) выполнены продольные проточки - канавки 3, расположенные в шахматном порядке. Краевые участки 4 бочки длиной Lk=0,33L (L - полная длина бочки) имеют проточки с глубиной h=2...3 мм, а средний ее участок - с глубиной h=4...5 мм. Длина l и ширина "в" всех проточек одинакова: l=(0,105...0,109)·L, и в=(0,15...0,16)·l.
При работе валка охлаждающая вода попадает в проточки, в результате чего происходит мгновенное ее сжатие при высокой температуре, что приводит к взрыву образовавшейся в объеме проточки пароводяной смеси и интенсивному разрушению окалины.
Опытную проверку заявляемого технического решения осуществляли на толстолистовом стане 2350 ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат".
С этой целью при горячей прокатке листовой стали сортамента этого стана использовали валки клети "дуо" с выполненными на их бочках проточками различных размеров. При этом величина (Lk=0,33L) участков бочки с диаметром меньше D оставалась неизменной, как это и принято для клети "дуо" стана 2350 ОАО "ММК". Основные размеры предлагаемого валка: L=2390 мм; Lk=795 мм; D=850 мм; d=849 мм.
Наилучшие результаты (максимальная стойкость валков, т.е. сохранение необходимой глубины проточек, и высокий выход годного проката) получены при использовании предлагаемого валка. Отклонения от заявляемых его параметров ухудшали достигнутые показатели, что видно из таблицы (см.).
Таблица
Результаты опытной прокатки
l=f'(L)
в=f"(l)
h<sub>1</sub>, мм
h<sub>2</sub>, мм
Результат
0,105
0,150
2,0
4,0
Максимальная стойкость валков; наибольший выход качественного проката
0,107
0,155
2,5
4,5
0,109
0,160
3,0
5,0
0,104
0,149
1,5
3,5
Снижение стойкости на 2...3%; снижение качества проката
0,110
0,161
3,5
5,5
Был также опробован валок, выбранный в качестве ближайшего аналога (см. выше). Стойкость его оказалась почти на 15% ниже (по количеству прокатанного качественного листа), чем у предлагаемого валка, а выход качественного проката (в основном, по дефекту "вкатанная окалина") снизился почти на 2%.
Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущества перед известным объектом.
По данным технике - экономических исследований, проведенных в ОАО "ММК", использование валка предлагаемой конструкции в клети дуо толстолистового стана 2350 позволит повысить длительность рабочей кампании не менее, чем на 10%, с одновременным повышением выхода качественного горячекатаного толстого листа не менее, чем на 1,5%. Это соответственно снизит производственные затраты и увеличит прибыль от реализации проката.
Пример конкретного выполнения
Вам клети "дуо" толстолистового стана 2350 имеет вид, показанный на фиг.1 (см).
Размеры валка: L=2390, Lk=795, D=850, d=849 мм.
Размеры проточек - канавок (см. фиг.2):
1
2
l=0,107·L=0,107·2390≅256 мм; в=0,155·l=0,155·256≅40 мм; h=2,5 мм; h=4,5 мм.