КЛЕТЬ ТРИО ТОЛСТОЛИСТОВОГО СТАНА

Полезная модель относится к прокатному производству и может быть использована при изготовлении толстых листов.
Толстолистовую сталь прокатывают чаще всего на двухклетевых станах, одна из клетей которых содержит три валка и средний из них имеет наименьший диаметр. Образующие бочек этих валков - криволинейные, причем, бочки могут быть как выпуклыми, так и вогнутыми. Конструкции существующих клетей трио и особенности их валков достаточно подробно описаны, например, в книге П.И.Полухина и др. «Прокатное производство», М., Металлургиздат, 1960, с.591-592.
Известна прокатная клеть, содержащая рабочие валки, установленные в опорах-подушках, причем, в них предусмотрены выступы, которые при работе входят в зацепление и фиксируют положение подушек, а при перевалке разводятся за счет подъема верхнего валка (см. пат. РФ №1602145, кл. В 21 В 31/10, опубл. 06.12.73). Однако эта клеть неприемлема для прокатки толстых листов.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является трехвалковая клеть стана Лаута, описанная в книге П.И.Полухина и др. «Прокатное производство», 3-е изд., М., «Металлургия», 1982, с.357-359.
Эта клеть содержит верхний, нижний и средний валки разных диаметров их бочек и характеризуется тем, что диаметр бочки среднего валка в 2,4...3,5 раза меньше, чем у верхнего и нижнего валков, а длина бочки у них больше диаметра в 2,5...3,0 раза.
Недостатком такой конструкции клети является неопределенность конфигурации бочек валков, что повышает трудозатраты при их использовании для получения качественного проката при максимальной
износостойкости валков, обеспечивающей требуемую длительность рабочей кампании инструмента.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является снижение трудозатрат за счет повышения качества проката и продление рабочей кампании валков.
с
с
Для решения этой задачи в клети трио толстолистового стана, содержащей верхний, нижний и средний валки с заданной конфигурацией их бочек, в начале рабочей кампании бочки верхнего и нижнего валков выполнены с выпуклой круговой образующей их поверхности, имеющей максимальную выпуклость δ на середине длины бочки, а образующая поверхности бочки среднего валка эквидистантна упомянутым образующим, при этом абсолютная величина δ среднего валка равна величинам δ, изменяя поверхность его бочки, по мере износа бочек верхнего и нижнего валков, от вогнутой до выпуклой, а экстремальные значения δ находятся в пределах ±0,003R, где R - радиус бочки среднего валка.
Сущность заявляемого технического решения заключается в выборе оптимальной (для достижения поставленной цели) конфигурации и твердости бочек валков клети трио. При этом конфигурация (величина δ) на верхнем и нижнем валках являются как бы зеркальным отображением конфигурации бочки среднего валка, а по мере износа верхнего и нижнего валков, когда выпуклая образующая становится сначала прямолинейной, а затем - вогнутой, соответственно изменяется и вид образующей бочки среднего валка. Но в любой момент величина межвалкового зазора остается, практически, постоянной, т.е. кривые образующих - эквидистантны. В результате этого, как показали опыты (см. ниже) достигается максимальная длительность рабочей кампании валков при высоком качестве прокатанных толстых листов.
Предлагаемая клеть трио схематично показана на Фиг.1.
Эта клеть содержит верхний и нижний валки 1 и средний валок 2 с радиусом бочки R, цапфы 3 которых установлены в подушках-опорах (не
показаны), размещенных в станинах. Образующие бочек 4 валков выполнены по дуге окружности, при этом, если у валков 1 эта образующая (в начале кампании) - выпуклая с максимальной стрелой δ, то у валка 2 она - вогнутая, причем, заданная величина межвалкового зазора Δ остается все время постоянной. Длина бочек валков - L.
с
По мере износа бочек валков 1 их образующая от выпуклой переходит к вогнутой (показано пунктиром), а образующая валка 2 - от вогнутой переходит к выпуклой, причем, наибольшее значение стрелы дугообразной образующей бочки этого валка δ=±0,003R.
с
Так как средний валок 2 переваливается (по износу) значительно чаще верхнего и нижнего валков 1, то по мере износа их бочек (с изменением величины δ) величину δ среднего валка принимают при перешлифовке его бочки такой, чтобы величина зазора Δ была равна заданной на всей длине L.
Опытную проверку заявляемого технического решения осуществляли на толстолистовом стане 2350 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».
С этой целью при прокатке толстолистовой стали различного сортамента варьировали конфигурацию всех валков клети трио этого стана (диаметр бочек верхнего и нижнего валков - 950 мм, среднего - 550 мм), изменяя не только величину выпуклости (вогнутости), но и характер образующей бочек (параболическая или круговая), а также используя набор валков с непостоянным межвалковым зазором.
Наилучшие результаты: выход проката 1-го сорта в пределах 99,5...99,8% при максимальной износостойкости (длительности рабочей кампании) валков получены при реализации предлагаемого объекта. Отклонения от рекомендуемых параметров бочек валков ухудшали полученные результаты.
Например, изменение величины межвалковых зазоров по длине бочек валков (т.е. нарушение эквидистантности их образующих) сокращало выход 1-го сорта до 87...92%, а длительность рабочей кампании валков, - в среднем,
с
c
в 1,3 раза. К аналогичным результатам привело и уменьшение величины δ (на среднем валке) до 0...0,002R (выпуклость - в начале его работы), а при δ>0,003R - на бочке среднего валка наблюдались микротрещины, вынуждающие преждевременную перевалку (замену этого валка).
При слишком большой вогнутости среднего валка (-0,006R...-0,004R) ухудшалась геометрия готовых листов, а при малой его вогнутости в начале рабочей кампании ускорялся износ двух других валков.
Применение параболических эквидистантных образующих не повысило ощутимо выход проката 1-го сорта, но уменьшило максимально-допустимую длительность рабочей кампании валков на 10...15%.
Устройство, выбранное в качестве ближайшего аналога, не использовалось из-за неопределенности параметров валков. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.
Технико-экономические исследования показали, что использование настоящей полезной модели в ОАО «ММК» позволит повысить выход качественных толстых листов и износостойкость валков клети трио стана 2350 комбината, что снизит производственные затраты не менее, чем на 12%.
Пример конкретного выполнения
Клеть трио толстолистового стана содержит верхний и нижний валки с диаметром 950 мм и средний валок с диаметром 550 мм (R=275 мм).
Профиль бочек валков в процессе работы изменяется от выпуклого до вогнутого, а межвалковый зазор остается постоянным за счет эквидистантности круговых образующих бочек.
Экстремальное значение стрелы образующей среднего валка на середине длины его бочки:
с
δ=±0,003R=±0,003×275≈0,08 мм.