ВАЛОК ТОЛСТОЛИСТОВОГО СТАНА

Предлагаемая полезная модель относится к прокатному производству, в частности, к инструменту и может быть использована при изготовлении толстых горячекатаных рифленых листов.
Основным инструментом при производстве листовой стали являются валки, которые на толстолистовых станах устанавливаются в клетях дуо или кварто. Материалом для таких валков может служить серый чугун заданного химсостава, что обеспечивает требуемую твердость поверхности основного элемента валка - его бочки. Конструкции прокатных валков, в том числе и листовых станов, описаны, например, в книге А.И.Целикова и др. «Машины и агрегаты металлургических заводов», т.3, М., «Металлургия», 1988, с.196-198.
Один из важнейших параметров валка - твердость его бочки. Для прокатки рифленых листов на поверхности бочки валка выполняются углубления-лунки, размеры которых соответствуют размерам выступов (рифлений) на листе.
Известен рабочий валок листопрокатной клети с криволинейной образующей бочки, концы которой выполнены в виде обратного конуса, что обеспечивает боковую устойчивость проката в валках при прокатке (см. а.с. СССР №398298 кл. В 21 В 27/02, опубл. 12.02.74 г). Однако такой валок непригоден для прокатки рифленых листов.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является валок толстолистового стана («лунчатый» валок), описанный в справочнике под ред. В.И.Зюзина и А.В.Третьякова «Технология прокатного производства» книга 2, М., «Металлургия», 1991, с.509 и рис.V.15.
Этот валок содержит бочку заданной твердости с углублениями-лунками на ее поверхности и характеризуется тем, что лунки выполнены
треугольными, а их глубина и ширина зависят от радиуса валка и величины обжатия при прокатке. Известный валок также непригоден для производства толстых рифленых листов.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение возможности производства горячекатаных углеродистых рифленых листов относительно большой толщины (6÷10 мм) при минимальных трудозатратах и высоком качестве проката.
3
Для решения этой задачи у валка толстолистового стана, содержащего бочку заданной твердости с овальными углублениями-лунками на ее поверхности, расположенными под углом 45° к продольной оси валка, твердость бочки Т в пределах 50÷55 единиц по Шору определяется величиной ее диаметра D, как Т=(2,500÷3,025)×10/D, где D - в см, смежные лунки взаимно перпендикулярны друг другу, глубина овальных лунок принимается равной h=(0,015÷0,037)Т, мм и соотношении их длины к ширине выбрано в пределах 4,0÷4,8.
Приведенные соотношения параметров валка получены при обработке опытных данных и являются эмпирическими.
Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации твердости рифленой бочки валка и размеров углублений-лунок на ее поверхности, что обеспечивает высокое качество проката. Кроме того, предлагаемый диапазон величин твердости поверхности бочки из серого чугуна позволяет использовать отработанные валки, бочка которых имела отбеленный поверхностный слой, износившийся в процессе эксплуатации валков, что снижает трудозатраты на производство рифленых листов.
Предлагаемый валок толстолистового стана показан на Фиг.1.
Валок содержит бочку 1 диаметром D, а также цапфы 2 и приводной конец 3. На поверхности бочки выполнены овальные лунки глубиной h с длиной l и шириной b, расположенные под углом 45° к продольной оси валка хх, причем, смежные лунки взаимно перпендикулярны друг другу.
В процессе прокатки горячий листовой металл (углеродистая сталь) проходит между вращающимися валками и при обжатии листа на них формируются выступы (рифления) заданных размеров и заданного расположения, обеспечиваемые конструкцией бочки валка. Высота выступов может изменяться (в ограниченных пределах) за счет изменения величины зазора между валками.
Опытную проверку предлагаемого валка осуществляли на толстолистовом стане 2350 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». С этой целью при прокатке рифленых листов толщиной 6-10 мм опробовались чугунные валки с бочками без отбеленного слоя разных диаметров (в пределах D=500÷510 мм) и разной величины твердости (в пределах Т=45÷60 единиц по Шору), на поверхности которых располагались под углом 45° к оси хх взаимно перпендикулярные овальные лунки, параметры которых варьировались.
Наилучшие результаты (выход качественных листов до 99,6÷99,8%) получены при использовании валков предлагаемой конструкции. Отклонения от оптимальных величин вышеприведенных соотношений ухудшали полученные результаты.
к
к
Так, уменьшение величины Т до 45÷49 ед. по Шору ускоряло износ валков с уменьшением выхода качественных рифленых листов, а при Т>55 ед. по Шору наблюдались выкрошки отдельных участков бочек около лунок, что вынуждало преждевременную перевалку валков. Зависимость T→f(D) объясняется увеличением температурных напряжений с уменьшением длины l зоны контакта валка с прокатываемым металлом (величина l прямо пропорциональна D при постоянном обжатии), что обусловливало необходимость повышения твердости бочек. При глубине лунок h<0,015Т сокращалась продолжительность рабочей кампании валков (из-за уменьшения высоты рифлений на листах сверх допуска), а при h>0,037Т появлялись выкрошки на бочке по краям лунок, что ухудшало качество
листов. При l/b>4,8 ухудшался эффект противоскольжения рифленых листов, а при l/b<4,0 наблюдалось появление микротрещин на поверхности бочек.
Валки, выбранные в качестве ближайшего аналога (см. выше) не испытывались ввиду их непригодности для производства толстых рифленых листов.
Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость заявляемого технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.
По данным технико-экономических исследований, выполненных в ОАО «ММК», использование предлагаемого изобретения на толстолистовых станах, аналогичных стану 2350 комбината, позволит уменьшить трудозатраты при производстве толстых рифленых листов из углеродистой стали ориентировочно на 7÷10% (за счет возможности применения чугунных валков с выработанным отбеленным слоем) и повысить выход качественного проката не менее чем на 2%.