Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОКАТНОГО ВАЛКА
СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОКАТНОГО ВАЛКА

СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОКАТНОГО ВАЛКА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для стальных рабочих прокатных валков станов холодной прокатки. Способ включает низкотемпературный отпуск валка перед вводом его в эксплуатацию в течение (0,33 - 0,48) D/r, работу валка в клети и периодический отдых, состоящий из нагрева со скоростью 25 - 80°С/ч, выдержки при 160 - 190°С в течение (13 - 17)N/ч и охлаждения со скоростью 10 - 60°С/ч, при этом отдых проводят через каждые 3 - 8 кампаний эксплуатации валка, где D- диаметр бочки валка, мм; N - количество кампаний. В результате такого режима эксплуатации валка снижается уровень остаточных напряжений, остающихся в валке после его изготовления, и уменьшается уровень остаточных рабочих напряжений. Залечиваются субмикроскопические трещины, образующиеся при эксплуатации валка. В результате повышается стойкость валка путем уменьшения количества отслоений и выкрашивания активного слоя валка. 3 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2015757
Класс(ы) патента: B21B28/02
Номер заявки: 5055733/27
Дата подачи заявки: 21.07.1992
Дата публикации: 15.07.1994
Заявитель(и): Новолипецкий металлургический комбинат им.Ю.В.Андропова
Автор(ы): Ветер В.В.; Гриднев А.Т.; Настич В.П.; Швецов В.В.; Смирнов А.А.; Сарычев И.С.; Самойлов М.И.; Белкин Г.А.; Рассказов Н.П.
Патентообладатель(и): Новолипецкий металлургический комбинат им.Ю.В.Андропова
Описание изобретения: Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано преимущественно для стальных рабочих прокатных валков станов холодной прокатки. Известен способ эксплуатации прокатных валков, в котором рабочие прокатные валки в процессе эксплуатации подвергаются отдыху. Отдых заключается в нагреве валков до 170-180оС, выдержке при этой температуре и охлаждении. Недостатком известного способа является низкая стойкость валков, которые выходят из строя вследствие образования отслоений и выкрашивания активного слоя валка. Это связано с тем, что в известном способе не регламентирована длительность отдыха, его цикличность и отсутствует низкотемпературный предварительный отпуск валка.
Наиболее близким к заявляемому является способ эксплуатации прокатного валка, при котором валок нагревают со скоростью 10-20 град/ч до 165-180оС, выдерживают при этой температуре в течение 6 ч, затем охлаждают в печи до 80оС, далее на воздухе.
Недостатком известного способа эксплуатации прокатного валка является невысокая стойкость стальных рабочих прокатных валков станов холодной прокатки из-за образования отслоений в активном слое валка. Это связано с тем, что в способе-прототипе не применяется низкотемпературный отпуск валка перед вводом его в эксплуатацию. Невысокая скорость нагрева валка, небольшое время выдержки при повышенной температуре и нерегламентированная скорость охлаждения валка не позволяет значительно снизить накопленные внутренние напряжения в процессе эксплуатации валка и, следовательно, уменьшить отслаивание. В результате снижается стойкость валка.
Согласно инструкции по эксплуатации стальных рабочих прокатных валков станов холодной прокатки на Новолипецком металлургическом комбинате, они перед вводом в эксплуатацию подвергаются естественному старению путем вылежки на складе валков в течение 6 месяцев с целью частичного снятия остаточных внутренних напряжений, образующихся в валке в результате его закалки. Однако такая вылежка при цеховой температуре, во-первых, неэкономична - возникает необходимость в увеличении парка валков в размере полугодового запаса, а, во-вторых, не приводит к значительному снижению остаточных внутренних напряжений и такие валки быстро выходят из строя из-за отслоений и выкрашивания поверхности бочки валка.
Цель изобретения - повышение стойкости валка путем уменьшения отколов и выкрашивания поверхности бочки валка.
Сущность изобретения заключается в том, что новый валок перед вводом в эксплуатацию вместо вылежки на складе в течение 0,5 г подвергают низкотемпературному отпуску при 160-190оС в течение (0,36-0,48) D (ч), где D - диаметр бочки валка, мм. Проведенный отпуск позволяет значительно снизить общий уровень остаточных напряжений, возникающих от закалки валка в процессе его изготовления. Затем валок эксплуатируют в течение 3-8 кампаний. За это время валок "устает", накапливаются остаточные эксплуатационные напряжения и валок подвергают отдыху. Его нагревают со скоростью 25-80оС/ч до 160-190оС, выдерживают при этой температуре в течение (13-17) N (ч) и охлаждают со скоростью 10-60оС/ч (где N - количество кампаний). В результате проведенного отдыха снижается уровень остаточных эксплуатационных напряжений, залечиваются образовавшиеся субмикроскопические трещины, что приводит к уменьшению количества отколов и выкрашивания поверхности валка. Причем отдых проводят периодически в течение всего срока эксплуатации валка. В результате повышается стойкость валка.
При проведении предварительного низкотемпературного отпуска время выдержки отпуска определено в зависимости от диаметра валка, так как чем больше диаметр бочки валка, тем больше масса закаленного слоя и выше уровень остаточных напряжений и, следовательно, требуется больше времени отдыха для их снижения. Установлено, что при выдержке меньше 0,33 Д (ч) практически не происходит снятия остаточных внутренних напряжений и валки выходят из строя по отслоениям. Повышение времени отпуска выше 0,48Д (ч) практически не увеличивает стойкость прокатных валков. При этом значительно возрастают затраты на проведение отпуска.
В процессе эксплуатации стальные рабочие прокатные валки подвергаются циклическим нагрузкам, при этом накапливаются остаточные напряжения в поверхностном слое валка, которые накладываются на остаточные напряжения от закалки валка и приводят к образованию субмикроскопических трещин в закаленном слое. В дальнейшем под действием циклической нагрузки при прокатке, такие трещины приводят к образованиям макротрещин и в результате отслоениям. Во избежание этого рекомендуется проводить промежуточный низкотемпературный отдых валка.
Исследованиями установлено, что промежуточный отдых целесообразно проводить через каждые 3-8 кампаний эксплуатации прокатного валка. При проведении отдыха чаще, чем через три кампании, резко возрастают затраты на проведение отдыха, возникает необходимость в значительном увеличении парка валков, что в целом делает отдых экономически нецелесообразным. Проведение отдыха при периодичности более, чем через 8 кампаний, он уже не способствует повышению стойкости валка, т.к. образовавшиеся субмикротрещины в активном слое валка уже не залечиваются и развиваются в макротрещины, приводящие к отслоениям и выкрашиванию.
Продолжительность промежуточного отдыха определяют в зависимости от количества кампаний эксплуатации прокатного валка от предыдущего отдыха. Установлено, что при длительности отдыха менее 13xN (ч) не происходит снижения остаточных напряжений и залечивания субмикроскопических трещин, а при продолжительности отдыха более 17xN (ч) эффект повышения стойкости не проявляется, так как работает весь активный слой. Кроме того, при дальнейшем увеличении продолжительности отдыха значительно возрастают затраты на его проведение, увеличивается парк валков и отдых становится экономически нецелесообразным.
При скорости нагрева валка менее 25оС/ч не происходит повышения стойкости валка, а при скорости нагрева более 80оС/ч не залечиваются субмикроскопические трещины. При скорости охлаждения менее 10оС/ч стойкость валка не повышается, а при скорости охлаждения более 60оС/ч возникают высокие термические напряжения, которые приводят к образованию микротрещин.
Ниже приведены конкретные примеры выполнения предложенного способа эксплуатации прокатных валков.
П р и м е р 1. Выбрали новый рабочий валок диаметром 440 мм пятиклетевого стана 1200 НЛМК, изготовленного из стали 7Х2СМФ, масса валка 1,57 т. Произвели очистку поверхности бочки валка от защитного покрытия. Загрузили валок в колпаковую муфельную электропечь. Произвели нагрев со скоростью 55оС/ч, выдержку при 170оС в течение 176 ч (0,4 х 400 = 176 ч). Затем охлаждение со скоростью 40оС/ч. После полного охлаждения валок подвергали шлифовке, сборке в секцию и завалке в клеть. Через 5 кампаний эксплуатации валка его загрузили в колпаковую печь, нагрели со скоростью 55оС/ч до 170оС, выдержали при этой температуре в течение 75 ч (15 х 5 = 75) и охладили со скоростью 35оС/ч. После полного охлаждения валок шлифовали и снова пускали в работу вновь до наработки им 5-ти кампаний. Далее циклы "отдых - эксплуатация" продолжали аналогично описанному до полного выхода валка из строя.
Ряду валков аналогичного диаметра, марки стали и завод-изготовителя производили низкотемпературный отдых перед эксплуатацией и периодический отдых в течение эксплуатации по различным режимам. Режимы эксплуатации и стойкость стальных рабочих валков стана 1200 холодной прокатки представлены в табл. 1.
Как видно из данных табл. 1 проведение отдыха при работе валка менее 3-х кампаний не повышает его стойкость (N 1), а при периодическом отдыхе более, чем через 8 кампаний происходит отслаивание активного слоя валка (N 5). Несоблюдение времени выдержки при отдыхе валка менее рекомендуемого (13xN) приводит к снижению стойкости прокатных валков из-за отслоений (N 6). Повышение времени выдержки более 17xN (N 10) не приводит к значительному повышению стойкости, т.к. валки в этих случаях выходят из строя в результате износа своего активного слоя. Аналогичные явления происходят и при несоблюдении рекомендаций по продолжительности низкотемпературного отпуска валка перед эксплуатацией (NN 11 и 15).
Проведение только низкотемпературного отпуска валка перед вводом его в эксплуатацию без последующего отдыха (N 16) и проведение только периодического отдыха без предварительного отпуска валков (N 17) повышают стойкость по сравнению со способом-прототипом (N 18) в 1,5 и 1,7 раза соответственно. Однако при этом уступают по стойкости в 1,3-1,4 раза валку, для которого проводился на оптимальном режиме и предварительный отпуск и периодический отдых. Стойкость валка по предлагаемому способу возросла по сравнению со способом-прототипом в 2, 3 раза (N 8 и N 18).
П р и м е р 2. Проводилась эксплуатация прокатных валков на режимах согласно примеру 1. Отличие состояло в том, что применялись различные скорости нагрева и охлаждения при отдыхе валков. Результаты эксплуатационных данных представлены в табл. 2.
Как видно из данных табл. 2, уменьшение скорости нагрева и охлаждения валка менее регламентированного (NN 1 и 6) не повышает стойкости валка. Увеличение скорости нагрева более 80оС/ч и скорости охлаждения более 60оС/ч приводит к образованию отслоений и выкрашиванию, что снижает стойкость валка (NN 5 и 10).
П р и м е р 3. Производилась эксплуатация прокатных валков с различными диаметрами бочки. Режимы эксплуатации - согласно примеру 1. Результаты промышленных испытаний представлены в табл. 3.
Как видно из данных табл. 3, определение времени низкотемпературного отпуска в зависимости от диаметра бочки рабочего прокатного валка является оптимальным. Причем это показано для различных диаметров валков (NN 2-4, 7-9, 12-14).
Преимущества предложенного способа эксплуатации прокатного валка состоят в том, что нормирование периодичности проведения промежуточного отдыха валка в зависимости от числа кампаний эксплуатации, а также назначение предварительного низкотемпературного отпуска валка, продолжительность которого определяют в зависимости от его диаметра, позволяют залечивать субмикроскопические трещины, образующиеся в активном слое валка в процессе эксплуатации. В результате повышается стойкость валка за счет уменьшения числа отслоений и выкрашивания закаленного слоя. Уменьшается число внеплановых перевалок валков, а следовательно и дополнительных простоев стана, что повышает его производительность. Уменьшается количество перешлифовок валков, сборок и разборок подшипников и подушек, в результате уменьшается загруженность шлифовальных станков, потребное количество основных рабочих и др.
Формула изобретения: СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОКАТНОГО ВАЛКА, включающий работу валка в клети и периодический принудительный отдых, состоящий из нагрева, выдержки при 160 - 190oС и охлаждения, отличающийся тем, что валок перед вводом в эксплуатацию повергают низкотемпературному отпуску в течение (0,33 - 0,48)D ч, после чего работу валка в клети ведут в течение 3 - 8 кампаний, затем его подвергают принудительному отдыху со скоростью нагрева 25 - 80oС/ч, выдержкой в течение (13 - 17)N ч и охлаждения со скоростью 10 - 60oС/ч, где D - диаметр бочки валка, мм, N - количество кампаний.