СПОСОБ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ РАБОЧИХ ВАЛКОВ
METHOD OF SURFACE STATE ESTIMATE OF WORKING ROLL

Изобретение относится к способам контроля инструмента и может быть использовано для оценки состояния поверхности рабочих валков станов холодной прокатки полосовой стали.
Клети современных листовых станов холодной прокатки содержат обычно четыре валка: два опорных и два рабочих, которые являются основным инструментом для прокатки полос. Особенности листопрокатных валков описаны, например, в книге А.А. Королева «Механическое оборудование прокатных и трубных цехов», М., «Металлургия», 1987, с.59. Для получения необходимой длительности рабочей кампании валков весьма важна своевременная профилактика их дефектов, в особенности - поверхности бочек рабочих валков.
Известен способ определения шероховатости поверхности путем приложения постоянного высокого напряжения между контролируемой поверхностью и электродом и измерением тока утечки, при котором между этой поверхностью размещают каплю полярной жидкости, а контролируемую поверхность предварительно охлаждают до определенной температуры (см. а.с. СССР №970094, кл. G01B 7/34, опубл. в БИ №40, 1982 г.). Однако этот способ непригоден для профилактики дефектов цилиндрической поверхности валков.
Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является профилактика предупреждения разрушения бочек опорных валков стана холодной прокатки, предложенная в книге Л.И. Боровика «Эксплуатация валков станов холодной прокатки», М., «Металлургия», 1968, с.187.
Эта профилактика заключается в местной зашлифовке определенных участков бочки валка с осмотром зачищенных участков и характеризуется тем, что при непригодности валка к работе после такой зашлифовки осуществляют сплошную переточку бочки валка для удаления поврежденного наклепанного слоя. Недостатком такого способа оценки состояния поверхности валков является неопределенность его параметров, в частности - отсутствие конкретизации освещенности при осмотре валка и типа брусков, используемых для местной зашлифовки.
Действительно, так как закаленный поверхностный слой бочки валка обладает значительной твердостью и, следовательно, малой пластичностью, то использование при зашлифовке брусков с уменьшенной зернистостью их материала не позволит выявить дефекты, а при излишне крупной зернистости его возможны выкрошки зачищаемой поверхности бочки, т.е. приведение валка в нерабочее состояние.
Технической задачей настоящего изобретения является продление рабочей кампании валков за счет профилактики дефектов поверхности их бочек.
Для решения этой задачи в предлагаемом способе оценки состояния поверхности рабочих валков стана холодной прокатки путем местной зашлифовки определенных участков бочки валка и осмотра зашлифованных участков зашлифовку осуществляют шлифовальным бруском на расстоянии 100±5 мм от обоих краев бочки возвратно-поступательным движением бруска с амплитудой 50…100 мм вдоль поверхности бочки, а зашлифованную поверхность рассматривают под разными углами к ней с освещением поверхности не менее 300 люкс; для зачистки может использоваться брусок типа 25 А8 ПСТП ББ 20×7×170 по ГОСТ 2456.
Сущность заявляемого технического решения заключается в определении оптимальных параметров способа и в конкретизации применяемого для зашлифовки бруска. В результате этого обеспечивается своевременное обнаружение дефектов валков, их удаление и продление, таким образом, рабочей кампании инструмента. Предлагаемый способ может быть реализован как при осмотре валков вне стана, так и валков, находящихся в его клетях.
Опытную проверку предлагаемого способа осуществляли на валках широкополосного стана 2500 холодной прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».
С этой целью при осмотре валков варьировали ширину зоны оценки (т.е. расстояние от краев бочек), амплитуду движения шлифовального бруска и ее направление (вдоль и поперек поверхности бочки), величину освещения осматриваемой поверхности, а также опробовали для зашлифовки бруски различной фракционности (зернистости) их материала.
Наилучшие результаты (обнаружение, практически, всех поверхностных дефектов) получены с использованием заявляемого способа. Отклонения от рекомендуемых его параметров ухудшали достигнутые показатели.
Так, уменьшение (менее 95 мм) ширины участков зашлифовки бочек снизило количество обнаруженных дефектов, что отрицательно сказалось на работоспособности валков. В то же время, расширение этих участков не увеличивало количество обнаруженных дефектов. К аналогичным результатам привело уменьшение амплитуды (менее 50 мм) движения шлифовального бруска (снизилось количество обнаруживаемых дефектов) и ее увеличение (более 100 мм - результаты не улучшились).
Достигнутые показатели снизились при поперечной зашлифовке поверхности бочек валков, а также при снижении рекомендуемой освещенности этой поверхности. Использование мелкозернистых шлифовальных брусков не вскрывало дефекты поверхности с упрочненным слоем (твердость - от 85 ед HRB до 105 ед HRB), а крупнозернистые шлифовальные бруски вызывали появление «задиров» поверхности бочек, что вынуждало внеочередную перешлифовку ее и уменьшало длительность рабочей кампании валков.
Способ оценки состояния поверхности валков, выбранный в качестве ближайшего аналога (см. выше), в опытах не проверялся ввиду неопределенности параметров зашлифовки. Таким образом, опытная прокатка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.
Технико-экономический анализ, выполненный в Центральной лаборатории ОАО «ММК», показал, что использование настоящего изобретения на стане 2500 холодной прокатки комбината позволит снизить отсортировку в несоответствующую продукцию по дефектам валков, своевременно скорректировать технологию насечки валков, продлить рабочую кампанию его валков не менее чем на 20%, что соответственно снизит производственные затраты, связанные с изготовлением и эксплуатацией валков.
Пример конкретного выполнения
Оценивается состояние поверхности бочек рабочих валков холоднопрокатного стана 2500, изготовленных из стали 9Х2МФ.
Оценка производится шлифовальным бруском типа 25 А8 ПСТП-1 ББ 20×7×170 по ГОСТ 2456 путем зашлифовки краевых участков бочки валков шириной 100 мм, а движение шлифовального бруска вдоль поверхности бочки осуществляется возвратно-поступательным образом с амплитудой 75 мм.
Осмотр зашлифованной поверхности - с освещением 400 люкс.