ВАЛОК КЛЕТИ ДУО ПРОКАТНОГО СТАНА

Предлагаемая полезная модель относится к прокатному оборудованию и может быть использована при производстве горячекатаной листовой стали.
Основным инструментом при производстве такой стали являются валки, выполняемые обычно цельными и содержащие бочку и цапфы, устанавливаемые в опорах (подушках) клети прокатного стана. Таких валков в клети может быть два (клеть "ДУО"), а их бочки выполняются как цилиндрическими, так и более сложной конфигурации. Конструкции валков прокатных станов (в том числе -листовых) достаточно подробно описаны, например, в справочнике под редакцией Е.С. Рокотяна "Прокатное производство", т.1, M., Металлургиздат, 1962, с.180-187. Рабочей частью валка является его бочка, от конкретного исполнения которой зависит геометрия прокатываемых листов.
Известен рабочий валок листопрокатной клети с криволинейной. образующей бочки, концевые участки которой выполнены в виде обратного конуса (см. а.с. СССР №398298 к. В 21 В 27/02, опубл. 12.02.74 г.). Однако такой валок непригоден для прокатки толстых листов в клетях "ДУО" из-за недостаточной устойчивости раската в растворе валков, что приводит к его перемещению в поперечном направлении при прокатке и появлению дефекта "серповидность" в результате неравномерности обжатий по ширине.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является листовой валок, приведенный в книге А.И.Целикова и др. "Машины и агрегаты металлургических заводов" т.3, M., "Металлургия", с.15, рис.1.5а.
Этот валок содержит бочку заданной конфигурации и размеров и характеризуется тем, что бочка выполнена цилиндрической, т.е. ее образующая - прямая линия. Недостатком известного валка является возможность получения такого дефекта геометрии прокатываемых толстых листов как серповидность
искривление листа в горизонтальной плоскости), что снижает уровень качества проката.
Действительно, использование валка с цилиндрической бочкой в клети "Дуо" может привести к неравномерному обжатию по ширине листа вследствие перекоса валка при неточной настройке стана, а также из-за неравномерного износа бочки валка по ее длине, когда диаметры на торцах неодинаковы. Результатом неравномерности обжатия по сторонам является серповидность прокатываемых в этой клети листов.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение качества проката за счет улучшения геометрии листов.
Техническая задача решается тем, что валок клети "Дуо" прокатного стана, содержащий бочку заданной длины L и диаметра D, отличается тем, что средняя часть бочки выполнена цилиндрической с длиной цилиндрического участка =(0,5÷0,6)В, где В - средняя ширина прокатываемых листов, а краевые участки выполнены коническими, с минимальным диаметром на концах d=D-0,03h, где h - средняя толщина прокатываемых листов, мм.
Приведенные математические соотношения получены при обработке опытных данных и являются эмпирическими.
Сущность заявляемого технического решения заключается в создании такой конфигурации бочки валка клети "Дуо" толстолистового стана, которая предотвращает появление серповидности (ребровой кривизны) прокатываемых листов, причем, определенные параметры бочки связаны с толщиной и шириной проката.
На фиг.1 изображен схематично валок предлагаемой конструкции, на фиг.2 показана схема обжатия листа в результате прогиба валка предлагаемой конструкции.
Валок, имеющий длину бочки L выполнен с цилиндрической средней частью 1, диаметр которой равен D, а длина =(0,5÷0,6)B. Краевые участки 2
бочки - конические, с минимальным диаметром d на ее торцах, который равен D-0,03h. С обеих сторон бочки имеются цапфы 3, устанавливаемые в опорах клети. В и h - средняя ширина и толщина прокатываемых листов, мм.
Наличие конических участков определенных размеров на бочке валка предотвращает неравномерное обжатие околокромочных участков прокатываемых листов в результате прогиба валка при прокатке и изменении конфигурации очага деформации (см. Фиг.2).
Опытную проверку заявляемого валка осуществляли в черновой клети "Дуо" толстолистового стана 2350 горячей прокатки ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат".
С этой целью при прокатке листов толщиной h=20÷50 мм и шириной В=1450÷2200 мм из различных марок стали использовали валки с различными величинами С и d (при постоянных величинах L и D), оценивая полученные результаты по величине серповидности выходящих из черновой клети листов.
Наилучшие результаты (серповидность листов в пределах норм ГОСТ 19903 - 3 мм на 1 м длины листа) получены при установке в черновой клети валков предлагаемой конструкции. Отклонения от рекомендуемых параметров бочки валков ухудшали качественные показатели проката (серповидность листов более 3 мм на 1 м их длины и недопустимая разнотолщинность по ширине листов).
Так, при d>D-0,03h (где h=35 мм) серповидность листов возрастала до 4-6 мм/м. При d<D-0,03h толщина по ширине листов была неодинаковой и эту разнотолщинность не удавалось исправить в чистовой клети стана 2350. При <0,5B (где В=1825 мм) возрастала серповидность листов, а при >0,6В - наблюдалась недопустимая разнотолщинность по ширине листов.
Конкретная прокатка с использованием в черновой клети стана 2350 валков с цилиндрической бочкой, взятых в качестве ближайшего аналога, привела к отсортировке до 2% проката по дефекту "серповидность".
Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для выполнения поставленной задачи и его преимущества перед известным объектом.
Технико-экономический анализ, выполненный в ОАО "ММК", показал, что использование предлагаемых валков в черновой клети дуо стана 2350 повышает выход годного на 0,02%, с соответственным повышением прибыли от реализации толстолистового проката.
Пример конкретного выполнения
1. Валок черновой клети дуо толстолистового стана горячей прокатки выполнен с бочкой, показанной на Фиг.1, для прокатки листов с h=35 мм и В=1825 мм.
Основные размеры бочки:
L=2390 мм; D=850 мм; d=D-0,03h; т.е. d=850-1=849 мм; С=0,55В=0,55×1825≈1004 мм.
2. Валок черновой клети дуо толстолистового стана горячей прокатки выполнен с бочкой, показанной на фиг.1, для прокатки листов с h=35 мм и В=1450 мм.
Основные размеры бочки:
L=2390 мм; D=850 мм; d=D-0,03 h, т.е. d=850-1=849 мм; =0,55В =0,55×1450≈798 мм.
3. Валок той же клети для прокатки листов с h=35 мм и В=2200 мм.
Основные размеры бочки:
L=2390 мм; D=850 мм; d=849 мм; С=0,55В=0,55×2200≈1210 мм.