Файл: Совершенствование теплового процесса листовой прокатки..pdf

Отмеченные особенности износа наблюдались рядом исследова­ телей на других тонколистовых станах [27, 31, 32]. Однако до сих пор не было дано удовлетворительного объяснения повышенной выработки валков на участках, расстояние между которыми на 50— 200 мм меньше ширины полосы, и не имелось рекомендаций по устра­ нению этого нежелательного явления, сокращающего время между перевалками, увеличивающего расход активного слоя валков и приводящего к ухудшению геометрии полосы.

По мнению некоторых авторов, повышенная выработка в ука­ занных зонах происходит в результате взаимодействия острых кро­ мок полосы с поверхностью бочки валка. Но в этом случае расстоя­ ние между максимумами износа не может быть на 50—200 мм меньше ширины полосы; оно должно быть больше ширины полосы, так как при прокатке полоса не сохраняет строго своего положения отно­ сительно середины бочки. Кроме того, опорные валки не находятся в контакте с полосой, хотя местная выработка в тех же участках у них значительно глубже, чем у рабочих валков. Отмеченное в ра­

Для выяснения причины неравномерного износа было проана­ лизировано влияние формы кривой теплового профиля валков на формирование профиля их активной образующей в процессе про­ катки (дрессировки). В результате исследования было установлено, что кривая распределения температуры, а следовательно, и форма теплового профиля валков не соответствуют параболическому за­ кону, принятому большинством авторов при расчете профилировок (см. рис. 57, б и 58, б). На среднем по длине бочки участке протя­ женностью более 2 / 3 Ь температура почти не изменяется, а на край­ них участках наблюдается резкое снижение температуры в направ­ лении торцов бочки.

Указанное отличие кривой теплового профиля от параболы должно вызывать неравномерность деформации по ширине полосы, так как суммарная выпуклость валка (шлифовочная + тепловая) компенсирует его сплющивание и прогиб, описываемый, как из­ вестно 133], кривой параболического типа.

Рассмотрим упрощенную схему образования формы активной образующей рабочего валка при прокатке или дрессировке (рис. 80). Пусть кривая / — тепловая выпуклость валка (принимаем, что валок отшлифован цилиндрическим и охлаждается равномерно по ширине полосы); 2 — парабола, соединяющая середину и края бочки. Кривая 3 — прогиб активной образующей валка; тогда без учета сплющивания форму активной образующей (межвалковой щели) 4 получим как суперпозицию кривых 1 я 3. Кривая 4 со стороны прокатываемого металла имеет две характерные выпуклости на расстояниях 50—100 мм от кромок полосы. В результате выравни­ вающего действия сплющивания и жесткости профиля полосы окон­ чательная форма межвалковой щели, очевидно, становится более

239

равномерной, чем кривая 4, однако на участках, соответствующих выпуклостям, валок испытывает максимальные удельные давления и должен подвергаться повышенному местному износу.

Это рассуждение полностью применимо и к опорному валку, имеющему такую же форму кривой теплового профиля, как и ра­ бочий валок. Проанализируем это положение более детально на примере взаимодействия верхних валков и полосы в рабочей клети стана 1700.

Пусть опорный валок выполнен цилиндрическим со скосами длиной по 300 мм. Верхний рабочий валок со шлифовочной выпук-

бочки составляют при условии средних значений перепадов тем­

Л, мм

-0,0В

него опорного валка (в контакте с рабочим) и верхнего рабочего валка (в контакте с опорным и в контакте с полосой) (рис. 81). На рис. 82 показано совмещение активных образующих опорного и рабочего валков, находящихся в контакте, построенных таким же способом. Как видно, крайние точки а и б, средняя точка в у этих образующих совпадают, а между указанными точками кривые имеют наибольшее расхождение. При этом активная образующая рабочего валка оказалась ближе к оси опорного валка, чем его собственная активная образующая, т. е. валки как бы «внедрились» друг в друга.

В действительности активные образующие после сплющивания должны совпадать в одну линию, занимающую промежуточное поло­ жение между кривыми 1 и 2. Кривая 3, построенная по разности ординат кривых 1 и 2, характеризует, таким образом, неравно­ мерность контакта и сплющивания рабочего и опорного валков.

242

Такое же явление условного внедрения наблюдается при контакте рабочего валка с полосой (см. 4 и 5 на рис. 81).

Кривая / на рис. 83 характеризует неравномерность контакта и сплющивания между полосой и валками; она построена по раз­ ностям ординат кривых 4 и 5 рис. 81. Из рис. 83 видно, что нерав­ номерность контакта и сплющивания максимальная на участках, расстояние между которыми составляет 800—900 мм. Это, во-первых,

А, мм 0/0

Рис. 81. Схема построения профиля активной образующей рабочего валка в контакте с по­ лосой:

/ — тепловая выпуклость; 2 — шлифовочная выпуклость; 3 — прогиб валка; 4 — резуль­ тирующий профиль активной образующей (суперпозиция кривых /—3); 5 — поперечный про­ филь полосы

подтверждает выводы, сделанные из анализа кривых рис. 80, и, во-вторых, убедительно объясняет основную причину неравномер­ ного износа валков тонколистовых станов, показанного на рис. 76— 79, которая состоит в несоответствии теплового профиля валков параболической форме. Если предположить, что кривые теплового профиля (см. рис. 80—83) параболические, то условная неравно­ мерность контакта стала бы равной нулю.

Характерно также, что максимальная неравномерность контакта опорного и рабочего валков (см. рис. 82, 3') в четыре раза больше соответствующей неравномерности контакта рабочего валка с поло­ сой (рис. 83, / ) . Этим объясняется повышенный местный износ опорных валков.

Заслуживает внимания и тот факт, что форма изношенной по­ верхности валков на рис. 76—79 в ряде случаев напоминает зеркаль­ ное отображение кривой 4 рис. 80. С точки зрения изложенного

зации условий деформации по ширине полосы было предложено изменить форму шлифовочного профиля валков, чтобы заранее скомпенсировать показанные на рис 80—82 выпуклые участки

активных образующих.

400 600х,мм

Рис. 83. Условная неравномерность контакта с полосой активных образую­ щих верхнего (/) и нижнего рабочих валков (2)

2. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ НОВЫХ ПРОФИЛИРОВОК ВАЛКОВ

ВЦЕХАХ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ

Высокие требования к точности размеров и формы холоднока­ таного листа, а также большие скорости прокатки требуют особенно тщательного контроля профиля валков при перешлифовках.

244