ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ЗАКАЛКИ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ
DEVICE FOR QUENCHING OF FORMING ROLLS

Изобретение относится к конструкциям приспособлений для фиксации прокатных валков в процессе закалки и может быть использовано в машиностроении, например, при производстве рабочих и опорных валков для листовых и сортовых станов горячей и холодной прокатки.
Для придания необходимой твердости и соответствующих эксплуатационных характеристик, прокатные валки подвергают закалке, т.е. нагреву до температуры выше критической с последующим быстрым охлаждением в жидкости. В торцевых участках бочки валка, из-за более интенсивного их охлаждения, возникают значительные растягивающие термические напряжения, которые могут привести к нарушению сплошности металла валка в виде трещин и сколов. При этом, твердость бочки на этих участках снижается, что не позволяет обеспечить допустимую разнотолщинность по сечению готового проката.
Известна конструкция приспособления, принятая в качестве прототипа, которая используется в процессе закалки прокатных валков для предотвращения образования трещин и сколов на торцах бочки. Перед нагревом под закалку торцы бочки изолируют специальными кожухами из мягкого листового железа. Зазоры между бочкой валка и кожухом закрывают кольцами из листового железа, при этом кольца в нескольких местах приваривают к кожуху. В зазоры между кожухом и шейкой заливают жароупорный бетон (Полухин И.И., Николаев В.А., Тылкин М.А. и др. Надежность и долговечность валков холодной прокатки: 2-е издание, переработанное и дополненное - М.: Металлургия, 1976, стр. 185, рис. 86).
Данное приспособление характеризуется сложностью конструкции, а также высокой трудоемкостью ее изготовления, монтажа на валке и удаления после закалки. Использование данной конструкции практически невозможно, например, при индукционной закалке, где совершается непрерывно-последовательный нагрев при вращении валка, при этом зазор между индуктором и валком минимален.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в создании простого и технологичного в изготовлении приспособления для надежной фиксации прокатного валка в процессе закалки, обеспечивающего равномерное распределение заданного уровня твердости по всей длине бочки валка и предотвращающего образование трещин и сколов по торцам бочки.
Поставленная проблема решается тем, что в приспособлении для фиксации прокатного валка при закалке, включающем две изолирующие части для установки вплотную к торцам бочки валка и фиксирующие их элементы, согласно изобретению, изолирующие части выполнены в виде съемных дисков, наружный диаметр которых равен диаметру бочки валка, а обращенные к бочке валка поверхности съемных дисков выполнены ответной формы к ее торцевым поверхностям, при этом фиксирующие элементы выполнены с возможностью охвата шеек валка и упора в противоположные поверхности съемных дисков. Съемные диски выполнены металлическими, либо неметаллическими, а фиксирующие элементы съемных дисков выполнены в виде двух полувтулок, с возможностью соединения между собой, например, болтами.
На чертеже изображен общий вид приспособления для фиксации прокатных валков при закалке.
Предлагаемое приспособление состоит из двух съемных металлических, либо неметаллических дисков 1 с наружным диаметром равным диаметру бочки валка 2. Съемные диски могут быть изготовлены из рядовой (нелегированной) стали с содержанием углерода не более 0,3% (например, из стали 3 сп), что исключит образование хрупкого мартенсита при закалке и позволит использовать их многократно. Неметаллический материал, используемый при изготовлении съемных дисков (например, суперизол) должен обладать низкой теплопроводностью, выдерживать тепловые удары и не разрушаться при закалке.
Внутренний диаметр дисков 1 выбирается с учетом возможности свободного их прохождения вдоль участков 3 шеек, которые непосредственно примыкают к бочке валка. Обращенные к бочке валка 2 поверхности съемных дисков 1 выполнены ответной формы к торцевым поверхностям бочки валка, чтобы обеспечить их полный контакт на весь период закалки. Если переходные участки бочки валка от торцевых поверхностей к рабочей выполнены со скосами (фасками), по радиусу или любым иным образом, то соответствующие участки съ1мных дисков должны быть выполнены аналогичным образом. Фиксирующие элементы 4, выполненные в виде двух полувтулок, упираются своими торцевыми поверхностями в противоположные от бочки валка 2 поверхности съемных дисков 1, при этом соединяются между собой, например, болтами.
Приспособление для фиксации прокатных валков при закалке используется следующим образом. Оба диска 1 последовательно или одновременно надеваются с торцов валка 2 на его шейки 3 таким образом, чтобы их поверхности, выполненные ответной формы к торцевым поверхностям бочки валка, были обращены навстречу друг другу. Диски 1 смещают в продольном направлении до их стыковки с торцами бочки валка 2. Прижатие и жесткая фиксация дисков 1 относительно бочки валка 2 производится при помощи двух полувтулок 4, которые соединяются между собой, например, болтами. В собранном виде валок устанавливают в устройство для закалки и подвергают технологическому процессу термообработки в соответствии с заданным режимом.
За счет такой конструкции значительные растягивающие термические напряжения оказываются смещенными в съемные диски, которые не подвержены охрупчиванию. В самой же бочке валка формируется равномерное по всей длине тепловое поле, что исключает появление дефектов в виде трещин, сколов и т.п.
Удаление с валка приспособления для фиксации производят после завершения полного цикла закалки.
Таким образом, в результате указанного исполнения конструкции приспособления для фиксации прокатных валков повышается технологичность изготовления его составных частей, облегчается операция сборки и разборки, при этом обеспечивается равномерное распределение заданного уровня твердости по всей длине бочки валка и предотвращается образование трещин и сколов по торцам бочки.