ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

На непрерывных широкополосных станах горячей и холодной прокатки в клетях кварто применяются крупногабаритные цельнокованые опорные валки массой до 50 т. При срабатывании рабочего слоя они списываются в брак. При этом потеря массы валка составляет не более 5%, а шейки и сердцевина валков используются всего на 20-30% от ресурса долговечности. Восстановление бочки валков методом наплавки оказался малоэффективным, так как наплавленный слой при эксплуатации после нескольких завалок валков в клети выкрашивается или отслаивается.

Разработан способ восстановления работоспособности опорных валков методом бандажирования: из отработанного валка вытачивается ось, на которую насаживается по горячей насадке отдельно изготовленный бандаж. При такой технологии достигается значительное повышение стойкости валка за счет возможности применения износостойких материалов для бандажа, а также повышение их долговечности за счет многоразового использования оси. Стоимость восстановления валка таким способом составляет всего 30-40% от стоимости нового цельнокованого валка. Расчетами установлено, что оси валков можно использовать под бандажирование не менее трех раз.

Выбран материал бандажей для валков разных типов прокатных станов. Так, для листовых станов горячей прокатки принята сталь 150ХНМ в литом исполнении. После тройной нормализации от температур 1050 ⁰С, 850 ⁰С, 900 ⁰c и высокого отпуска при температуре 600 ⁰С достигается твердость 45-50hsdи микроструктура из сорбитообразного перлита и цементита, расположенного неравномерно по границам зерен в виде игл и глобулей; цементная сетка разбита. Выявлено, что за счет литой структуры и высокого содержания углерода при минимальном легировании степень и глубина упрочнения стали 150ХНМ в два раза больше, чем на кованых валках из стали 75ХМФ и 9ХФ. В случае применения стали марки 150ХНМ при перешлифовках пик наклепа полностью выводится из зоны максимальных скалывающих напряжений, что является важным условием снижения опасности зарождения микротрещин и развития усталостных разрушений поверхностных слоев валков.

Для бандажей опорных валков листовых станов холодной прокатки приняты марки стали 9ХФ, 9Х2МФ и 75ХМФ в кованом исполнении, применяющиеся для цельнокованых валков. Отличительной особенностью окончательной термической обработки бандажей является их объемная закалка через воду в масло с температуры нагрева 830-850°С. Длительность охлаждения бандажа при толщине стенки 150-200 мм составляет в воде 5 мин, в масле - 50 мин. Как для нормализированных, так и для закаленных бандажей характерным является практически равномерная твердость по толщине стенки бандажа, что позволяет при эксплуатации валков полностью использовать конструктивный рабочий слой. При закалке цельнокованых валков токами промышленной частоты техническая возможность отечественных установок позволяет получать глубину закаленного слоя не более 30 мм, что составляет всего 60% конструктивного рабочего слоя.

Применение составного валка позволяет повысить его стойкость почти в 2 раза за счет полного расхода рабочего слоя и исключения поверхностных повреждений. Наилучшими показателями обладают составные валки с литым бандажом из стали 150ХНМ. По результатам работы валков можно сделать вывод, что при срабатывании конструктивного слоя на 100% (140мм) их стойкость превышает стойкость валков других отечественных фирм более чем в 2 раза.