Файл: Совершенствование теплового процесса листовой прокатки..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 95

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

возрастают, вызывая существенное увеличение тепловой

выпук­

лости валков (рис.

72, б).

 

 

 

 

 

Сравнивая динамику изменения тепловой выпуклости

валков

при

разных температурах подката

(рис. 72, в и 73),

видим,

что при

tH

=

60° С

градиент

возрастания профиля равен 0,194 мм/ч, а при

tH

=

20° С — 0,044

мм/ч, т. е. в 4,5 раза меньше.

температурой

 

Таким

образом,

дрессировка

полосы с высокой

вызывает резко увеличение нестабильности профиля валков, затруд­

няет управление профилем и может увеличить отсортировку

металла

л .

 

 

 

 

 

по неплоскостности.

 

 

 

 

 

 

 

Из сказанного можно сде­

 

 

 

 

 

 

лать

следующие выводы:

 

 

 

 

 

 

 

1.

В

условиях

процесса

1

 

 

 

 

 

дрессировки

колебания

тем­

 

 

 

 

 

 

пературы

подката

приводят

•Я й02\~

 

 

 

 

 

к существенным

нарушениям

 

 

 

 

 

 

стабильности

теплового

ре­

 

 

 

 

 

 

жима

и соответствующим

ко­

 

 

 

 

 

 

лебаниям

температуры рабо­

 

 

 

 

 

 

чих и опорных

валков.

 

 

 

 

 

 

 

2.

С

ростом

температуры

Рис. 73.

Динамика

тепловой выпуклости

рабочих

полосы увеличиваются темпе­

валков при

разных

температурах

подката

( И д р =

ратуры валков и их тепловые

=

18

м/сек;

ft = 0,5 мм;

е = 1%)

 

выпуклости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Для обеспечения устойчивой работы стана в условиях неста­ бильной температуры дрессируемого металла необходимы эффек­ тивные средства стабилизации теплового профиля рабочих и опорных валков.

При высокой температуре полосы возникает опасность перегрева валков, подшипников, деталей привода и т. д., что может привести к ухудшению условий их работы и снижению стойкости, а также

потребовать специальных мер для дополнительного

охлаждения

этих узлов.

 

 

Влияние толщины

полосы и относительного обжатия

 

Удельный расход энергии и давление металла на валки при

дрессировке полос различной толщины с одинаковыми

обжатиями

колеблются в очень

широких пределах (см. рис. 20, а,

в).

Естественно, что нестабильность энергосиловых параметров при­ водит к различному тепловыделению в очаге деформации. Кроме того, от давления зависят размеры контактных площадок /с „ и Ьвп, определяющие площадь теплообмена между полосой, рабочими и

опорными валками.

 

Как

видно из уравнения (38),

количество тепла, выделившегося

в очаге

деформации в единицу

времени, прямо пропорционально

толщине полосы и удельной работе дрессировки, а количество тепла, выделившегося в единице объема полосы Qn p . 1 = - ^ р а п Р ) пропор-

232


ционально только величине апр. Последняя в соответствии с рис. 74, а для тонких полос (п = 0,5-5-0,7 мм) в 3,5—4 раза больше, чем для толстых (h = 1,5-5-2,0 мм). Поэтому увеличение температуры по­ лосы на выходе tK, которое прежде всего зависит от величин апр и Qn pi, для тонких полос оказывается значительно большим, чем

д - 1с п и 6 оп> h > м м

для толстых (рис. 74, б). В связи с этим для тонких полос по сравне­

нию с толстыми больше

и

теплоотвод к

валкам

(Qp),

пропорцио­

нальный разности

-

tp^ (рис.

74, г).

Эту

зависимость

еще более усиливает разница в размерах площадок контакта 1сП, которые, как видно из рис. 74, д для полос h = 0,5-5-0,7 мм на 25— 30% выше, чем для полос h = 1,5-5-2,0 мм.

233

 

Кроме того, при одинаковой массе рулона дрессировка

тонких

полос требует большего машинного времени (больше

 

величина

Флцикла Р и с - 70, д), а следовательно, и большего

тепловыделения Qn p

за

одинаковый промежуток времени

(рис. 74, в).

 

 

 

 

 

 

Таким образом, все перечисленные факторы приводят

к

тому,

что

температура рабочих, а следовательно,

и опорных

валков при

дрессировке полос

толщиной

h = 0,5-^-0,7 мм

наиболее

 

высокая,

 

 

 

 

 

 

а при дрессировке более толстых

 

 

 

 

 

 

полос

h =

1,5-^2,0

мм

разогрев

 

 

 

 

 

 

валков незначителен

и

прежде

 

 

 

 

 

 

й,мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'h =0,5мм

 

0,08

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,06

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h -0,5мм

 

ОМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0-1

 

 

 

 

 

 

0,02

 

 

 

 

 

 

 

0-й

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

—"—JFS?

 

 

 

 

2,5 е, %

 

0,5

1

1

 

1

6

 

 

 

 

 

 

1,0

1.5

2,0

 

2,5 £,%

 

Рис.

75.

Зависимость

параметров

теплового

баланса дрессировки от

режима

 

обжатия

при О д р =

18 м/сек; t =

20° С.

Сплошные

линии

толщина

0,5

мм;

 

 

 

 

штриховые

— 2,0 мм

 

 

 

 

 

 

 

всего

определяется

температурой

полосы

на

входе

в стан. Вы­

ше

было

показано, что рост

температуры

валков

в

 

середине

бочки приводит к соответствующему росту перепада температур по

длине валков, а также величины и динамики их теплового

профиля.

Поэтому

для наиболее тонких

полос

оказывается максимальной

и величина

тепловой

выпуклости

валков (рис. 74, е).

 

 

Рассмотрим в заключение влияние относительного обжатия при

постоянной

толщине

полосы на температуру и тепловой

профиль

валков.

Поскольку

удельный

расход

энергии

при

дрессировке

с ростом

обжатия возрастает (см. рис. 70, в) и, кроме

того, увели­

чивается размер площадки контакта 1сп, температура

полосы и

валков при больших

обжатиях

также возрастает

(рис. 75, а). Соот­

ветственно увеличивается и тепловая выпуклость валков (рис. 75, б). Как видно из рис. 75, для полос толщиной 1,5—2,0 мм все эти изме-

234


нения не важны, а для тонких полос h = 0,5 мм тепловая выпуклость валков с ростом обжатия от 0,5 до 3% возрастает в 1,5—2 раза.

Всвязи с изложенным выше можно сделать следующие выводы:

1)максимальное тепловыделение и разогрев валков наблю­ даются при дрессировке наиболее тонких полос (h — 0,5н-0,7 мм). При этом максимальной является величина тепловой выпуклости валков и наиболее напряженной — динамика ее изменений в про­

цессе работы стана;

2) дрессировка полос толщиной 1,5—2,0 мм (когда tH =sS 40° С) не приводит к заметному разогреву валков и существенным коле­ баниям их теплового профиля;

3)автоматическая стабилизация теплового профиля валков не­ обходима прежде всего для полос толщиной 0,5—0,7 мм и более тонких;

4)увеличение относительного обжатия вызывает рост тепло­ выделения и температуры валков, а также их теплового профиля, причем для полос толщиной свыше 1—1,5 мм эти изменения незна­ чительны.

Г Л А Б А IX

П Р О Ф И Л И Р О В А Н И Е В А Л К О В Т О Н К О Л И С Т О В Ы Х С Т А Н О В

С У Ч Е Т О М Т Е М П Е Р А Т У Р Н О Г О

РЕ Ж И М А

1.ОСОБЕННОСТИ ИЗНОСА РАБОЧИХ И ОПОРНЫХ ВАЛКОВ

Рабочие валки тонколистовых станов горячей и холодной про­ катки обычно профилируют выпуклыми, вогнутыми (по параболе) или цилиндрическими.

Выпуклость применяют главным образом при холодной про­ катке, где, помимо прогиба, требуется компенсировать весьма зна­ чительное сплющивание. При горячей прокатке, где сплющивание

незначительно, чаще всего

используют вогнутый профиль. Лишь

в конце межперевалочного

периода опорных валков для компен­

сации их износа иногда рабочие валки шлифуют с выпуклостью. Опорным валкам горячей и холодной прокатки, как правило, придают цилиндрический профиль со скосами длиной 150—300 мм

по краям бочки.

Измерение профиля рабочих и опорных валков после их работы

показывает

значительную неравномерность распределения

износа

по длине

бочки.

 

На рис. 76, 77 представлены характерные профилограммы

износа

рабочих и опорных валков дрессировочного и четырехклетевого станов 1700 холодной прокатки Череповецкого и Ждановского металлургических заводов. Из этих данных видно, что максималь-

235


b = 1030

0,03

 

 

 

0,01

i i i I i

I

i c

 

 

A = 1280

 

 

 

юса 1200 то

то

х,мм

Рис. 76. Профилограммы износа рабочих валков станов 1700 после холодной

 

 

прокатки

и дрессировки:

 

 

 

 

Рису­

Клеть

Исходная

Прокатано

Размер полосы,

мм

нок

выпуклость,

стали, т

 

 

мм

 

 

 

 

 

а

IV

0,40

470

 

0,5Х

1030

 

б

I I I

0,40

2200

1,0Х

0,5Х

1030

1030

в

Дрессиро­

0,17

700

1030

1,5Х

г

вочная

0,0

300

 

1,5Х

1280

 

То же

 

1000

а

»

0,0

400

0,8Х 1000 -i-

1,5Х

 

 

50

 

2,0Х

1420

 

 

 

 

460

0,5Х

1,5Х

1280

1020

 

 

 

550

1020 -т- 2,0Х

236


ный местный износ рабочих валков наблюдается на расстоянии 50— 100 мм от кромок полосы и достигает на дрессировочном стане 0,03— 0,05 мм, на чистовых клетях четырехклетевого стана 0,05—0,1 мм;

Рис. 77. Профилограммы износа опорных валков станов 1700 после прокатки

 

 

и

дрессировки:

Рисунок

Клеть

Прокатано, m

(за время, суткч)

а

Дрессировочная

41 826 (15)

б

IV (верхний

валок)

34 419 (14)

в

34 536 (10)

г

I V (нижний

валок)

34 536 (10)

износ на соседних участках бочки на 0,03—0,05 мм меньше макси­ мального. На некоторых валках наряду с местным износом в прикромочных участках наблюдается увеличенная выработка в сере­ дине бочки (рис. 76, д).

237

Если валки прокатывали полосы разной ширины, то на профилограммах после их работы наблюдается несколько участков с по­ вышенной выработкой (см. рис. 76, д). Характерно, что после про­ катки или дрессировки даже наиболее узких полос (Ь = 1000-н 1030 мм) расстояние вдоль бочки между участками максимального износа вблизи кромок полосы равно 800—950 мм (см. рис. 76, а, б).

Профиль изношенных опорных валков этих станов характери­

зуется

аналогичными закономерностями

(см. рис. 77). Общая ве­

личина

износа

опорных

валков

за

одну

кампанию

достигает на

 

 

ОС, мм

 

 

дрессировочных

станах 0,1—0,2 мм,

 

 

 

 

в IV клети

непрерывного стана 0,2—

д т ш ш 800300 то то то то

0,5

мм, а

неравномерность

износа

~/7Ч 1

 

 

 

 

 

валка

вблизи

кромок

полосы

соот­

 

 

 

 

 

 

 

ветственно

равна

 

0,05—0,1

и

0,2—

 

 

 

: ТА

0,35 мм. Опорные

валки I — I I I

кле­

 

 

 

тей изнашиваются еще более интен­

//\

-0,08

сивно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

///\

\~°-

 

Характер

износа

валков

тонко­

 

 

 

листовых

станов

 

горячей

прокатки

 

 

 

\

 

Ж

имеет много общего с описанным

//\

'

,'-0,08

 

износом валков

холодной

прокатки.

 

 

Из рис. 78 видно, что общая

глу­

у2?\

%

~ojs

 

 

 

бина

выработки

рабочих

валков

 

 

 

 

в течение одной

кампании

достигает

Рис. 78. Профилограммы износа рабо­

0,2—0,3 мм, а неравномерность изно­

чих валков шестиклетевого стана 1700

са

по

длине

бочки

0,06—0,15 мм.

после горячей

прокатки

полос

шири­

При этом,

как и на рис. 76,

макси­

ной

1040 — 1300 мм в клетях:

а — 111,

прокатано

1360 т; б V,

мальный местный износ наблюдается

1276 т;

a — V I ,

1400 т

 

на расстоянии от торцов бочки 400—

 

 

 

 

 

 

 

500 мм, т. е. отрезок

между

участ­

ками с максимальной выработкой равен 800—900 мм, что на 100— 200 мм меньше ширины самой узкой полосы, прокатываемой на данном стане.

Общая выработка опорных валков этого стана за кампанию (18—25 дней) составляет 0,3—0,8 мм, глубина местных износов (неравномерность выработки) 0,1—0,3 мм, а расстояние между максимумами износа такое же, как у рабочих валков, т. е. 800—

900мм (рис. 79).

Всвязи с тем что исходная твердость опорных валков станов горячей прокатки сравнительно невысокая (30—55 HSh), они под­ вергаются в процессе работы усиленному наклепу. Особенно боль­ шой наклеп наблюдается на участках максимальной выработки

вблизи кромок

полосы, где твердость увеличивается за кампанию

на 10—20

HSh

и превышает твердость на соседних участках на

5—15 HSh

(см. рис. 94). Неравномерность наклепа по длине бочки

опорных валков приводит к выкрашиванию их поверхностного слоя; чаще всего это происходит в прикромочных участках. В результате опорные валки станов горячей прокатки преждевременно выходят из строя.

238