ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ВАЛОК

Полезная модель относится к прокатному производству и может быть использована для изготовления полосовой стали на широкополосных непрерывных станах горячей прокатки.
Известен вертикальный валок, содержащий бочку с нижней и верхней профилированными частями, из которых верхняя состоит из конического участка, сопряженного меньшим основанием с цилиндрическим участком, который соединен с симметричным ручьем, имеющим вогнутые стенки одного радиуса и выпуклость в середине дна с радиусом, равным половине радиуса кривизны стенок, в нижней части бочки дополнительно выполнены цилиндрический участок и сопряженный с ним ручей, конфигурация которого идентична верхнему ручью бочки (А.с. СССР №1603595).
Недостатком аналога является сложность изготовления.
Ближайшим аналогом к заявляемой конструкции является вертикальный валок, содержащий шейки, конусообразную бочку, сопряженную меньшим основанием с буртом (Инструкция по эксплуатации «Непрерывный широкополосный стан 2000 горячей прокатки» №2858 ИЭ, 1991г., чертеж НКМК №1-181065).
При прокатке широких раскатов их момент инерции и момент сопротивления заметно увеличиваются, поэтому конусность рабочей части вертикальных валков необходима, чтобы обеспечить их устойчивость. Кроме того, придание бочке вертикальных валков конусности обеспечивает точность геометрии проката и повышение выхода годного, так как увеличивается обжатие верхней части боковых граней раската. При этом обеспечивается прямоугольность полосы в плане, уменьшаются наплывы, заметно снижается количество обрези. Специфика данной профилировки валков такова, что при деформации металла со стороны валка на раскат действует результирующая напряжений, вследствие чего раскат прижимается к буртам, т.е. металл при деформации вдавливается в бурт. Таким образом, течение
металла на нижней поверхности раската происходит к краю бурта, а затем вертикально вдоль бурта, обтекая его. При таком неустойчивом формоизменении происходит подрез металла нижней поверхности раскатов в кромочной области.
Технической задачей полезной модели является повышение выхода годного проката за счет уменьшения дефектов на кромках путем стабилизации процесса прокатки.
Поставленная задача решается тем, что в вертикальном валке, включающем шейки и конусообразную бочку, сопряженную меньшим основанием с буртом, последний выполнен из двух частей, одна из которых коническая и сопряжена меньшим основанием с торцом бочки, а большим основанием сопряжена с другой частью бурта, выполненной цилиндрической.
Выполнение бурта из конической и цилиндрической частей позволяет уменьшить наплывы металла на широкие грани при проходах в вертикальной клети, увеличить течение металла в направлении линии прокатки, что обеспечивает устойчивое формообразование раската в вертикальной клети, что ведет к повышению выхода годного металла.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображен общий вид предлагаемого валка.
Вертикальный валок включает шейки 1, конусообразную бочку 2 с буртом. Бурт выполнен из двух частей, одна часть бурта коническая 3, а другая часть цилиндрическая 4. Коническая часть 3 меньшим основанием сопряжена с бочкой 2, а большим основанием сопряжена с цилиндрической частью 4 бурта.
Раскат попадая в вертикальные валки прижимается к бочке 2 и буртам, в следствии чего происходит удержание раската от смещения перед прокатной клетью. Течение металла на нижней поверхности раската от контакта с конической частью 3 бурта происходит вдоль линии прокатки, и лишь незначительная часть металла идет в наплывы, которые легко без образования кромочных дефектов устраняются дальнейшей прокаткой.
Была изготовлена модель вертикальных валков и прокатан образец.
Экспериментальное изучение формоизменения металла при прокатке в модели вертикальных валков предлагаемой конструкции произвели с помощью метода координатных сеток. Размеры экспериментальной установки клети с вертикальными валками были рассчитаны на основе теории подобия при полном соблюдении геометрического подобия. При горячей деформации упрочнение не происходит, поэтому опытный образец заготовки был выполнен из свинца, который при 20^С удовлетворяет данному условию.
В результате опробования предложенных вертикальных валков можно сделать вывод о том, что высота наплыва на поверхностях образца по ширине распространения локальной области деформации значительно уменьшились, и как следствие на нижней поверхности в кромочной области дефекты не наблюдались. При деформации в таких валках происходит растягивание материальных волокон металла, т.е. течение металла увеличивается в направлении линии прокатки, в результате объем наплыва в области локальной пластической деформации (в кромочной области уменьшается в 2 раза.