Результат интеллектуальной деятельности: Способ эксплуатации опорных валков непрерывных широкополосных прокатных станов

Изобретение относится к прокатному производству на непрерывных широкополосных станах и может быть использовано в клетях кварто для горячей и холодной прокатки полос.

Известен способ эксплуатации опорного валка листопрокатной клети кварто, включающий чередование его работы в контакте со смежным рабочим валком с перешлифовками для снятия поврежденного наклепанного слоя, по которому величину съема при перешлифовке устанавливают равной 0,2-0,3 длины дуги контакта опорного валка со смежным рабочим валком (патент РФ № 2113297, МПК В21В 28/02, опубл. 20.06.1998).

Такой способ эксплуатации опорного валка не учитывает износ и увеличение твердости бочки после прокатной кампании, различающихся по клетям непрерывного стана, и приводит к снижению наработки их рабочего слоя и росту доли затрат на валки в расходах по переделу.

Также известен способ эксплуатации опорного валка, включающий чередование работы взаимно прижатых рабочего и опорного валков с перешлифовками для снятия поврежденного слоя, по которому величину съема по диаметру устанавливают равной 2,5-7,5 мм по отношению твердостей рабочего и опорного валков и погонного усилия их взаимного прижатия (патент РФ № 2184631, МПК В21В 28/02, опубл. 10.07.2002).

Недостатком известного способа является невозможность учета длины прокатываемых полос по клетям непрерывного стана за прокатную кампанию, влияющей на глубину поврежденного слоя, что приводит к нерациональному расходованию активного слоя бочки опорных валков.

Наиболее близким по своей технической сущности является способ эксплуатации опорного валка, включающий чередование его завалок в клеть с многопроходными перешлифовками со съемом не более 0,05 мм поверхностного слоя за каждый проход и подачей на валок при пререшлифовках смазывающе-охлаждающей жидкости с величиной съема 0,6-1,8 мм за перешлифовку, а после 2-4 завалок в клеть валок подвергают профилактической перешлифовке с величиной съема 2-4 мм, при этом смазывающе-охлаждающую жидкость подают с удельным расходом не менее 0,5⋅10^-3 м³/с (патент РФ № 2374017, МПК В21В 28/02, опубл. 27.11.2009).

Недостатком известного способа, принятого в качестве ближайшего аналога, является невозможность учета при перешлифовке опорного валка показателей его работы в прокатной кампании, различающихся по клетям непрерывного стана, что повышает расходный коэффициент опорных валков.

Задачей изобретения является снижение расходного коэффициента опорных валков, увеличение наработки их рабочего слоя.

Поставленная задача решается тем, что в заявленном способе эксплуатации опорного валка клети кварто, включающем чередование его работы по клетям стана в контакте со смежным рабочим валком с перешлифовками для снятия поврежденного слоя, согласно изобретению, величину съема при перешлифовке после прокатной кампании регламентируют в зависимости от номера клети стана на основе коэффициентов, определяемых соотношениями длины прокатанной полосы и средней погонной нагрузки в межвалковом контакте в рассматриваемой клети к самой нагруженной клети непрерывного широкополосного стана.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Эксплуатация опорного валка непрерывного прокатного стана, учитывающая интенсивность его работы в каждой клети стана целесообразна, поскольку длина прокатываемых полос по клетям непрерывного стана и средняя погонная нагрузка в межвалковом контакте являются ключевыми факторами, характеризующими величину износа и приращение твердости бочки опорного валка после прокатной кампании. Экспериментально установлено, что в процессе прокатки происходит различный износ бочек опорных валков и повышение их твердости по клетям стана.

Количественные значения длины полосы L_пi (км) и средней погонной нагрузки в межвалковом контакте q_i (т/мм) в каждой i-й клети прокатной кампании определяются путем обработки данных, фиксируемых автоматической системой измерения и контроля параметров прокатки.

Длина полосы L_пi после прокатки в i-й клети, км:

(1)

где L_j, B_j, H_j - длина, ширина и толщина исходной заготовки - сляба, мм; h_ji и b_ji толщина и ширина j-й полосы после i-й клети, мм.

Средняя погонная нагрузка в межвалковом контакте в i-й клети за кампанию, т/мм:

, (2)

где m - общее число полос, прокатанное за кампанию; P_ji - усилие прокатки j-й полосы в i-й клети, Н; L_оп. - длина бочки опорного валка прокатного стана, мм.

Определение длины полосы L_пi после прокатки в i-й клети и q_i необходимо для нахождения комплексного коэффициента съема металла k_i для каждой клети стана:

k_i = k_Lпi ⋅ k_qi, (3)

где k_Lпi - соотношение длины полосы, прокатанной в i-й клети, к самой нагруженной клети непрерывного стана за прокатную кампанию и k_qi - соотношение средней погонной нагрузки в i-й клети к самой нагруженной клети непрерывного стана:

k_Lпi = L_пi / L_пбаз; k_qi = q_i / q_баз, (4)

где L_пбаз и q_баз - длина прокатанной полосы и средняя погонная нагрузка в межвалковом контакте в базовой клети, являющейся последней и/или предпоследней клетью стана с высоким значением прокатываемого километража, а также нагрузки в контакте.

Для снятия поврежденного слоя опорных валков, эксплуатируемых в самых нагруженных клетях, необходимо и достаточно, как показала практика, величину съема при перешлифовках связывать с массой прокатываемого металла и выполнять за каждые прокатанные 80000 т металла 1 мм съема. В этом случае величина съема в базовой клети составит:

, (5)

где Q - масса прокатанного металла за кампанию, т; Q_Δ1мм - масса прокатанного металла, соответствующая 1 мм съема и численно равная 80 000 т/мм.

Тогда величину съема при перешлифовке опорного валка Δ_i после прокатной кампании в i-й клети определяют из выражения

Δ_i = k_i ⋅ Δ_баз. (6)

Различный съем по клетям стана при перешлифовке опорных валков на основе учета длины прокатанной полосы и средней погонной нагрузки в межвалковом контакте в каждой клети непрерывного широкополосного стана после прокатной кампании приводит к существенному снижению расхода валков по клетям стана.

Изобретение поясняется примером эксплуатации опорных валков в чистовой группе стана 2000.

В клети № 6 - № 12 стана устанавливают пары опорных валков с длиной бочек L_оп = 2000 мм из марки стали AST70X, исходя из допустимых диаметров бочек для каждой клети из диапазона D_оп = 1620 - 1480 мм (таблица 1). Затем устанавливают рабочие валки и осуществляют горячую прокатку полос. После прокатки Q = 300 тыс. т металла производят вывалку опорных валков из клетей и перешлифовку на вальцешлифовальном станке с дифференцированной величиной съема в зависимости от номера клети, в которой был установлен валок. В таблице 2 приведены рассчитанные значения длины прокатанной полосы L_пi и значения средней погонной нагрузки в межвалковом контакте q_i в каждой клети при прокатке m = 13031 полос по формулам (1) и (2) за прокатную кампанию по данным, фиксируемым автоматической системой измерения и контроля параметров прокатки. Из таблицы следует, что максимальной интенсивностью работы по длине прокатанных полос и средней погонной нагрузки в межвалковом контакте характеризуется клеть № 11, что подтверждается практикой работы стана, и она принимается в качестве базовой клети.

Величина съема на диаметр опорных валков за перешлифовку после работы в клетях стана № 11 и № 12 при Q_Δ1мм = 80 000 т/мм равна:

После шлифовки диаметры бочек опорных валков, работавших в верхнем положении в клетях № 11 и № 12, составят 1542,1 мм и 1547,2 мм соответственно, а в нижнем положении - 1572,1 мм и 1546,8 мм соответственно.

Для клети № 6 расчетные коэффициенты получаются равными:

k_{L п6} = L_п6 / L_п11 = 1585 / 8473 = 0,19;

k_{q 6} = q₆ / q₁₁ = 1,13/0,74 = 1,53;

k ₆ = k_Lп6 ⋅ k_q6 = 0,19 ⋅ 1,53 = 0,29.

Тогда величина съема на диаметр при перешлифовке опорных валков после прокатной кампании в клети № 6 составит:

Δ₆ = k₆ ⋅ Δ_баз = 0,29 ⋅ 3,8 = 1,1 мм.

После шлифовки диаметры бочек опорных валков, работавших в клети № 6, будут равны 1490,7 мм и 1581,4 мм.

Аналогично определяется величина съема для остальных клетей № 7 - № 10 (таблица 3). Значения диаметров бочек валков после шлифовки с дифференцированной величиной съема представлены в таблице 4.

Перешлифованные опорные валки вновь устанавливают в клети чистовой группы непрерывного стана кварто 2000 и осуществляют горячую прокатку полос. Периодические перевалки и перешлифовки опорных валков ведут до полной выработки активных слоев их бочек.

Данные опытной проверки эксплуатации опорных валков показывают, что их последовательная установка в клети № 6 - № 12 и использование предлагаемого способа позволяет гарантированно увеличивать наработку рабочего слоя не менее, чем на 10 % без увеличения степени наклепа и износа бочки, а также обеспечивать снижение расхода опорных валков в 1,2 раза с 0,089 кг/т до 0,074 кг/т.

Таким образом, указанный выше технический результат изобретения может быть достигнут.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4