книги из ГПНТБ / Мерло О.Э. Качество чугунных прокатных валков

менения из-за структурных превращений и напряжений, создаваемых при остывании поверхности и сердцевины, имеющих различные коэффициенты усадки. Такие на­ пряжения при малейшем нарушении технологии способ­ ствуют образованию трещин, поэтому запрещается пе­ рестановка формы до полного остывания залитого вал­ ка. Продолжительность остывания в форме должна

быть не менее 100 ч.

В условиях прокатного производства стойкость вал­ ка зависит от усилий, испытываемых валком при эксплуатации, от прочности материала валка, от соотно­ шения размеров элементов валка, от количества прокат­ ных валков, работающих в клети, и от качества на­ стройки стана. Поэтому чугунные валки должны быть расположены в прокатных станах строго горизонтально в одной вертикальной плоскости. Достаточная проч­ ность обеспечивается выбором материала валка и тех­ нологией его отливки для конкретных условий эксплуа­ тации с учетом нагрузки на каждый валок.

Прокатные станы делят по характеру производства и выпускаемой продукции на обжимно-заготовоч­ ные, листопрокатные, сортопрокатные, трубопрокатные и станы специального назначения. Поэтому и чугунные прокатные валки в зависимости от их назначения назы­ вают листопрокатными, сортопрокатными и трубопро­ катными.

ЛИСТОПРОКАТНЫЕ. ВАЛКИ

Основой для выбора листопрокатных валков Л яв­ ляется характеристика свойств, обеспечивающих изно­ состойкость валка в конкретных условиях эксплуатации при соблюдении установленной технологии проката ли­ ста.

77

Все валки листопрокатных станов можно разделить на две разновидности — тонколистовые и толстолисто­ вые.

Первые валки предназначены для прокатки тонкого листа толщиной менее 4 мм, а вторые валки — для про­ катки листа толщиной более 4 мм.

Рис. 11. Макроструктура металла валков:

А — из обычного отбеленного чугуна; Б — из чугуна, обработанного магнием; / — треф; 2 — шейка; 3 — бочка

Втолстолистовых прокатных станах применяют ли­ стопрокатные валки I, II, III групп и отливают их в большинстве случаев, отбеленными или с невыражен­ ным отбелом из нелегированного чугуна.

Втонколистовых прокатных станах применяют ли­ стопрокатные валки III, IV, V групп и отливают их от­

беленными или с невыраженным отбелом как из неле­ гированного, так и легированного чугуна.

Если листопрокатные валки выходят из строя по ес­ тественному износу после большого количества перето­ чек, то подбор характеристик рабочего слоя и структу­ ры по элементам валка следует считать правильными для данного прокатного стана. В условиях отсутствия поломок, при высокой требовательности к чистоте по­ верхности проката, следует применять валки с отбелен­ ным рабочим слоем из нелегированного или легирован­ ного чугуна с пластинчатым графитом (рис. II).

78

Si — до 0,5; Мп — до 0,9; Р — до 0,5; S —до 0,01; Mg— 0,04—0,05 (для рабочего отбеленного слоя); С — 2,9—

и для обработанного магнием чугуна 58—69 ед. по Шо-

РУ-

Для валков из обычного отбеленного чугуна твер­ дость шеек и трефов 180—230 НВ, а для валков из чу­ гуна, обработанного магнием, твердость сердцевины, шеек и трефов 240—270 НВ.

В тех случаях, когда основной причиной выхода вал­ ков из строя являются поломки или образование коль- 1,о-вых трещин и отслаивания, следует применять валки

79

с отбеленным рабочим слоем из нелегированного или легированного чугуна с шаровидным графитом.

Если основной причиной выхода из строя листопро­ катных валков является выкрашивание или скалыва­ ние рабочей поверхности валка, следует применять вал­ ки с невыраженным отбелом из нелегированного чугуна с пластинчатым или шаровидным графитом.

Правильный подбор материала и поддержание нор­ мальных условий эксплуатации позволяют достигнуть показателей стойкости листопрокатных валков, приве­ денных в табл. 14.

80

СОРТОПРОКАТНЫЕ ВАЛКИ

Выбор характеристики сортопрокатных валков С оп­ ределяется требуемыми твердостью и структурой в за­ висимости от глубины ручьев и характера выработки профиля их в определенных условиях эксплуатации при соблюдении установленной технологии прокатки задан­ ного профиля проката.

Все валки сортопрокатных станов делят на три раз­ новидности — мелкосортные, среднесортные и крупно­ сортные.

Сортопрокатные валки VI группы применяют в мел­ косортных и проволочных прокатных станах. Такие вал­ ки отливают в большинстве случаев отбеленными из не­ легированного и легированного чугуна или полутверды­ ми. В практике вальцелитейного производства в отли­ чие от твердых валков из отбеленного чугуна, валки из половинчатого или серого валкового чугуна получили название полутвердых.

Сортопрокатные валки V и IX групп применяют в среднесортных прокатных станах. Отливают эти валки отбеленными из нелегированного чугуна и полутверды­ ми из нелегированного или легированного чугуна.

Сортопрокатные валки VII, VIII и IX групп приме­ няют в крупносортных и рельсобалочных станах. Боль­ шинство таких валков отливают полутвердыми из леги­ рованного или нелегированного чугуна.

Основным критерием оценки при выборе материала и характеристики сортопрокатных валков является их стойкость при соблюдении постоянства оптимальных температур нагрева валка и проката.

Стойкость валков сортопрокатных станов зависит от твердости и структуры рабочей поверхности, износо­ стойкости ручьев и равномерности их выработки, проч-

81

ности элементов валка и нагрузки в эксплуатации. По­ этому, повышение стойкости осуществляют либо увели­ чением твердости рабочей поверхности в возможных пределах, обеспечивающих нормальные обжатия и со­ хранение угла захвата, либо повышением износостойко­ сти ручьев в результате правильного выбора технологии отливки и калибровки, либо, наконец, повышением прочности вследствие увеличения в возможных преде­ лах геометрических размеров элементов валка, когда увеличение нагрузки приводит к поломкам (рис. 12).

Взависимости от назначения валки двух типов Л и

Сизготавливают из чугуна различного сорта, что отра­ жают соответствующим буквенным обозначением.

Листопрокатные валки

ЛП — нелегированный чугун с пластинчатым гра­ фитом;

ЛШ — нелегированный чугун с шаровидным графи­ том;

ЛПХН — легированный чугун с пластинчатым графи­ том;

ЛШХН — легированный чугун с шаровидным графи­ том.

Сортопрокатные валки

СП — нелегированный чугун с пластинчатым гра­ фитом;

СШ — нелегированный чугун с шаровидным графи­ том;

СПХН — легированный чугун с пластинчатым графи­ том;

СШХН — легированный чугун с шаровидным графи­ том.

82

Все чугунные валки, предназначенные для прокатки бесшовных труб, а также для изготовления сварных труб из листов, можно разделить на две разновидно­ сти: трубопрокатные валки и трубопрокатные ро­ лики.

Трубопрокатные валки V, VI, VII и IX групп приме­ няют в заготовочных, раскатных и отделочных трубо­ прокатных станах. Отливают эти валки отбеленными из нелегированного либо полутвердыми из нелегированно­ го или легированного чугуна.

Трубопрокатные ролики V и VI групп, не имеющие шеек и трефов, применяют в прошивных, раскатных, электросварочных и правйльных трубопрокатных ста­ нах. Отливают ролики отбеленными из нелегированно­ го или легированного чугуна и полутвердыми из леги­ рованного чугуна.

Основной причиной выхода из строя трубопрокат­ ных валков является износ поверхности калибров с ис­ кажением их профиля.

Повышение износостойкости валков в большинстве случаев зависит от формирования структуры рабочей поверхности и твердости, обеспечивающих равномер­ ность выработки калибра и увеличение стойкости вал­ ков между переточками. Учитывая это, рекомендуется производить выбор материала и характеристики рабо­ чего слоя различных видов валков по табл. 15.

Наиболее жестким ограничением твердости рабочего слоя в зависимости от структуры можно допустить 8ед. по Шору в следующих пределах:

85

Таблица для выбора валков по твердости рабочего слоя и в зависимости от их назначения: