ВАЛКИ КЛЕТИ ДУО ТОЛСТОЛИСТОВОГО СТАНА

Полезная модель относится к инструменту для обработки металлов давлением и может быть использовано при горячей прокатке толстых листов из непрерывнолитых слябов.
Основным инструментом при производстве листовой стали являются валки, которые на толстолистовых станах горячей прокатки устанавливаются в клетях дуо или кварто (т.е. двух- или четырехвалковых). 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 поверхности прокатываемого металла на бочках валков этих станов нередко выполняются продольные проточки-канавки (лунки). 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 поперечную устойчивость проката в валках (см. а.с. СССР №398298 кл. В 21 В 27/02, опубл. 12.02.74 г.). Однако такой валок не создает паровзрывного эффекта при горячей прокатке.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту являются валки клети дуо толстолистового стана, описанные в книге В.Б.Бахтинова "Прокатное производство", М., "Металлургия", 1987, с.316-317 и рис.153.
Эти валки содержат бочки заданных размеров, на поверхности которых выполнены продольные лунки, расположенные в шахматном порядке, и характеризуются тем, что лунки имеют овальную форму с глубиной 5 мм, шириной 30 мм и длиной 40 мм.
Недостатком таких валков является менее интенсивное удаление окалины на верхней стороне раската с возможным образованием дефекта "вкатанная окалина" на поверхности листов, что ухудшает их качество, приводит к внеплановым остановкам стана и снижает его производительность.
Технической задачей настоящей полезной модели является повышение выхода качественного листового проката и производительности стана.
Для решения этой задачи у валков клети дуо толстолистового стана, содержащих на поверхности их бочек продольные замкнутые проточки-канавки, расположенные в шахматном порядке, диаметр верхнего валка Dв составляет 0,984...0,988 от диаметра нижнего валка Dн, а глубина проточек-канавок на верхнем валке равна (0,0048...0,0060)Dв и на нижнем валке - (0,0024...0,0035)Dн, причем, длина канавок равна 6,3...6,5 их ширина.
Приведенные параметры валков получены при обработке опытных данных и являются эмпирическими.
Сущность заявляемого технического решения заключается в более интенсивном удалении окалины с верхней стороны раската. При этом на нижней его стороне образуются относительно невысокие выступы, наличие которых не травмирует поверхность металла при различной линейной скорости вращения валков (обусловленной неравенством диаметров верхнего и нижнего валков) в последующих проходах, что исключает образование дефекта "вкатанная окалина" на нижней стороне листов.
В результате этого повышается выход качественного проката и сокращается внеплановые простои стана, связанные с появлением указанного дефекта.
Предлагаемые валки показаны на фиг.1, а на фиг.2 - продольное сечение проточки-канавки на их бочках.
1
1
2
Верхний 1 и нижний 2 валки клети дуо (см. фиг.1) выполнены с диаметрами их бочек, соответственно, Dв и Dн, причем, Dв=(0,984...0,988)·Dн, и содержат продольные замкнутые проточки-канавки 3, расположенные на поверхности бочек в шахматном порядке. Глубина h (см. фиг.2) проточек верхнего валка равна: h=(0,0048...0,0060)·Dв, а нижнего валка h=(0,0024...0,0035)·Dн и длина "l" всех проточек равна 6,3...6,5 их ширины "в".
Приведенные параметры валков получены при обработке опытных данных и являются эмпирическими.
Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что для интенсивного удаления более толстой окалины с верхней грани прокатываемых слябов проточки на верхнем валке выполнены с большей глубиной. Кроме того, из-за разной линейной скорости валков в очаге деформации, обусловленной разностью их диаметров (Dн>Dв связано с необходимостью создания "нижнего давления" на прокатываемый металл, чтобы предотвратить прогиб его переднего конца вниз с возможным застреванием раската на рольганге), на нижней грани раската может образовываться дефект "вкатанная окалина". Меньшая глубина проточек на нижнем валке в значительной степени устраняет этот дефект.
При прокатке охлаждающая вода попадает в проточки - канавки, в результате чего происходит мгновенное ее сжатие при высокой температуре, что приводит к взрыву образовавшейся в объеме проточки пароводяной смеси и разрушению окалины.
Опытную проверку предлагаемых валков осуществляли на толстолистовом стане 2350 ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат".
1
2
С этой целью при горячей прокатке листовой стали сортамента этого стана использовали валки клети "дуо" с выполненными на их бочках разного диаметра проточками различных размеров. Длина бочек всех валков была одинаковой, а величина соотношения Dв/Dн=1,0...0,97; глубину проточек на бочках валков варьировали в пределах: h=(0,004...0,007)·Dв, h=(0,001...0,005)·Dн, а их длину - l=(6,0...6,8)·в.
Результаты опытов видны из таблицы.
Таблица 1
D<sub>в</sub>/D<sub>н</sub>
h<sub>1</sub>=f'(D<sub>в</sub>)
h<sub>2</sub>=f''(D<sub>н</sub>)
l/в
Результат
0,984
0,0048
0,0024
6,3
Максим. производительность. стана и наибольший выход качественного проката
0,986
0,0054
0,0030
6,4
0,988
0,0060
0,0035
6,5
0,97...0,983
0,0046...0,0058
0,001...0,0023
6,5
Снижение производительности на 5...7% и выхода качественного листа на 2...3%
1,0...0,989
0,0062...0,0075
0,005...0,0035
6,5
Наилучшие результаты, как видно из табл.1, получены при использовании предлагаемых валков.
Отклонения от заявляемых их параметров ухудшали достигнутые показатели (производительность стана и выход качественного листового проката были меньше).
Были также опробованы валки, выбранные в качестве ближайшего аналога (см. выше). Производительность стана при их использовании снизилась (от максимально достигнутой) почти на 8%, а выход качественного листа уменьшился на 3%.
Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущества перед известным объектом.
По данным технико-экономических исследований, проведенных в ОАО "ММК", использование валков предлагаемой конструкции в клети "дуо" толстолистового стана 2350 позволит повысить его производительность не менее, чем на 5%, с одновременным повышением выхода качественного горячекатаного толстого листа (годного) примерно на 2%, что соответственно снизит производственные затраты с повышением прибыли от реализации.
Пример конкретного выполнения
Валки клети "дуо" стана 2350 имеют вид, показанные на фиг.1 (см) Размеры валков: L=2390, Dн=850, Dв=0,986×Dн=0,986·850≅838 мм. Размеры проточек канавок (см. фиг.2):
1
2
в=40 мм; l=6,4·в=6,4·40=256 мм; h=0,0054·Dв=0,0054·838≅4,5 мм. h=0.003·Dн=0,003·850≅2,5 мм.