Повышение эксплуатационной надежности, прочности и износостойкости прокатных валков при горячей прокатке хромистых сталей

• Автор: Гузенков, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ И ПРОЧНОСТИ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ

1.1.Материалы прокатных валков

1.2.Конструкции и технологии изготовления валков

1.3.Коррозионно-механический износ валковых сталей

1.4.3адачи исследования

2.ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ВАЛКОВ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ

2.1.Общий обзор вопросов износостойкости валков

2.1.1.Причины выхода валков из строя

2.1.2.Анализ факторов, влияющих на износ опорных и рабочих валков...»
2.2.Усовершенствование методики проектирования валков прокатных
станов горячей прокатки на износостойкость
2.3.Экспериментальные исследования влияния содержания хрома в валковой стали на коррозионно-механический износ в различных средах
3.ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ВАЛКОВ ПРИМЕНЕНИЕМ НАТЯЖЕНИЯ ПОЛОСЫ
4.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-АНАЛИТИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ПРОЧНОСТНОЙ СТОЙКОСТИ ВАЛКОВ СТАНОВ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ
4.1.Температурное поле сплошных однородных рабочих валков станов горячей прокатки
4.2.Термические напряжения в валках при горячей прокатке
4.3.Контактные напряжения в валках при горячей
прокатке
4.4.Остаточные напряжения
4.4.1.Математические модели описания остаточных напряжений
4.4.2.0статочные напряжения в валках, определяемые термообработкой
4.4.3.Примеры определения остаточных напряжений в стальных валках
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОРРОЗИОННОМЕХАНИЧЕСКОГО ИЗНОСА ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ
5.1 .Объекты исследования
5.2.Коррозионные среды, растворы, реактивы при исследовании валков
5.3.Количественная оценка коррозионно-механического
износа прокатных валков

5.3.1.Гравиметрический и фотометрический методы
5.3.2.0бработка результатов измерений
5.4.Металлографические исследования поверхности сталей.прокатных валков
6.РАЗРАБОТКА СПОСОБА И ВЫБОР УСЛОВИЙ ИСПЫТАНИЙ
НА КОРРОЗИОННО-МЕХАНИЧЕСКИЙ ИЗНОС ВАЛКОВЫХ СТАЛЕЙ
6.1.Особенности испытаний металлических материалов прокатных валков на
коррозионно-механический износ
6.2.0писание установки для коррозионно-механических испытаний прокатщ>к
валков
6.3.Экспериментальные результаты и их обсуждение
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Проблема ресурсосбережения в металлоемких отраслях производства связана с продлением ресурса прокатных валков и созданием рациональных конструкций для обеспечения качества металлопродукции. При износе поверхностного рабочего слоя бочки, толщина которого составляет 5-7 % от первоначального диаметра и 13-14 % от массы валка, валок становится непригодным к дальнейшей эксплуатации. Кроме эксплуатационного износа немалая часть валков списывается из-за возникновения выкрашивания, сколов, отслоений, трещин разгара и других дефектов.
Технологический процесс получения готового проката является завершающей и наиболее ответственной частью металлургического производства.
Увеличение количества проката и повышение его качества на металлургических заводах в значительной степени зависят от работоспособности валков прокатки. Валки прокатных станов представляют собой сменный инструмент, не только осуществляющий процесс пластической деформации металла, но и влияющий на параметры прокатки. Профилировка и тепловой режим валков оказывают влияние на

устойчивость процесса, а шероховатость поверхности валков — на все явления в очаге деформации.
Износ поверхности прокатных валков влияет на технологические процессы последующей прокатки слябов. Поскольку качество полосы закладывается в черновой группе клетей , то исправление полученных дефектов в чистовых клетях трудоемко, а иногда невозможно. В свою очередь, от режимов и условий самой прокатки зависят коррозионно-механический износ и расход валков, а, следовательно, качество металлопродукции и экономические показатели прокатного производства в цедом.
Таким образом, говоря о роли прокатных валков и задачах, связанных с обеспечением их высокой надежности и долговечности, всегда следует иметь в виду всю технологическую схему "прокатный стан — валки — готовая металлопродукция". Особенности работы валков со сложной нагрузкой требуют проведения теоретических и экспериментальных исследований для установления влияния технологических режимов обработки давлением - скорости режимов прокатки, обжатия, давления, температуры на эксплуатационную надежность и долговечность работы валков. В этом направлении большой вклад внесли отечественные и зарубежные ученые Целиков А.И.* Королев A.A., Полухин П.И.,Громов Н.П., Сафьян М.М., Крагельский И.В., Хрущов М.М., Павлов И.М., Колмогоров В.Л.,Чекмарев А.П., Грудев А.П., Гарбер Э.А.,Гаркунов Д.Н., Богатов A.A., Григорьев А.К., Белосевич В.К., Колесников А.Г., Лукашкин Н.Д., Кохан Л.С., Роберов И.Г., Арчард Дж.Ф, Орован Е.О.и др.
роли оксидных пленок. Пленки эффективно защищают поверхность от изнашивания, если скорость их образования превышает скорость изнашивания.
3. Возможно насыщение поверхности углеродом в результате разложения смазочного материала при высокой температуре.
4. Агрессивные жидкости и газовые среды активируют изнашивание.
2.1.2. Анализ факторов, влияющих на износ опорных и рабочих валков На непрерывных полосовых станах горячей прокатки износ поверхности рабочих и опорных валков заметно искажает их первоначальный профиль. Поверхность рабочих валков вырабатывается от взаимодействия с прокатываемой полосой и неприводными опорными валками как результат взаимного проскальзывания опорных и рабочих валков.
На износ рабочих валков влияют следующие основные факторы [39]:
1) величина полного и удельного давлений металла на валки;
2) материал валков и химический состав прокатываемой стали;
3) длина прокатываемой полосы;
4) температура полосы и валков;
5) скорость прокатки и величина проскальзывания рабочих валков относительно опорных;
6) величина скольжения прокатываемого металла в зоне деформации относительно поверхности валков; *
7) состояние поверхности полосы;
8) чистота обработки поверхности валков и их твердость.
Вработе[39] рассмотрено качественное влияние отдельных факторов на величину износа валков. Химический состав материала валков, характер и режим термической обработки определяют твердость поверхности валков и, следовательно, сопротивление поверхности валков износу. Практически известно, что чугунные валки изнашиваются меньше стальных и чем тверже поверхность валков, тем износ меньше. Повышение длины раската увеличивает износ валков, чем объясняется повышенный расход валков в последних клетях чистовой группы[39].
Характер износа поверхности валков при горячей и холодной прокатке различен. При соприкосновении горячей полосы с рабочими валками поверхность их быстро нагревается на небольшую глубину до температуры, близкой к температуре прокатываемой полосы. После выхода нагретой части валка из зоны деформации она также быстро охлаждается водой, которую подают на рабочие валки. Каждая точка поверхности рабочих валков (по ширине полосы) нагревается и охлаждается