RU2081716C1

RU2081716C1 - Supporting roll

Info

Publication number: RU2081716C1
Application number: RU95110580A
Authority: RU
Inventors: В.В. Ветер; Г.А. Белкин; А.В. Мельников; И.С. Сарычев; А.А. Букинич; Д.П. Мельник
Original assignee: Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 1995-06-23
Filing date: 1995-06-23
Publication date: 1997-06-20
Also published as: RU95110580A

Abstract

FIELD: rolling production. SUBSTANCE: aim is to increase supporting rolls durability due to embedding of cracks and pitting during strips or sheets production using wide-strip rolling mills of hot rolling. Supporting roll barrel edges have chamfers of length equal to 0.02 - 0.185 of barrel length and depth equal to 3,2×10^-4 - 16×10^-4 of roll barrel diameter and with ratio of chamfer length to its depth equal to 30 - 600. In the case, place of transfer to chamfer on roll barrel is smooth, for example, of "fillet" type. In process of the type rolls operation rolling mill productivity is increased due to decrease of time intervals used for emergency stops of rolling mill because of rolls pitting, rolls usage factor per ton of rolling products is decreased, workload degree on roll-turning and roll-grinding equipment is decreased. EFFECT: increased supporting rolls service life and productivity of rolling mills. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области проката, а именно к листопрокатному производству, и может быть использовано, например, при производстве после и листов на широкополосных станах горячей прокатки. The invention relates to the field of rolling, namely to sheet rolling production, and can be used, for example, in the production of after and sheets on broadband hot rolling mills.

Известен опорный прокатный валок, содержащий бочку и шейку с переходным участком в виде торцевой поверхности с кольцевой канавкой, причем по краям бочки на ее наружной поверхности выполнены кольцевые проточки шириной 1,1-1,3 глубины канавки, которую определяют по эмпирической формуле в зависимости от диаметров бочки валка: исходного, текущего и минимального [1]
Недостатком известно опорного валка является его низка стойкость вследствие выкрашивания по бочке валка в месте начала кольцевой проточки. Это связано с тем, что проточка выполнена в виде ступеньки по краям валка и тем самым эта зона является нерабочей, что увеличивает уровень контактных напряжений на оставшейся части бочки.A support rolling roll is known, comprising a barrel and a neck with a transition section in the form of an end surface with an annular groove, and annular grooves with a width of 1.1-1.3 of the depth of the groove, which is determined by the empirical formula depending on roll barrel diameters: initial, current and minimum [1]
A disadvantage of the backup roll is its low resistance due to chipping along the roll barrel at the start of the annular groove. This is due to the fact that the groove is made in the form of a step along the edges of the roll and, therefore, this zone is inoperative, which increases the level of contact stresses on the remaining part of the barrel.

Наиболее близким к заявляемому является опорный прокатный валок, преимущественно для клетей кварто широкополостного стана горячей прокатки (НШГП), состоящий из шейки и бочки со скосами по краям по регламентированную длину и глубину [2]
Недостатком известного технического решения является низкая стойкость опорного прокатного валка, из-за отсутствия регламентации длины скоса в зависимости от длины бочки валка (т.к. длина бочки определяет ширину прокатываемого листа и следовательно распределение межвалкового давления), и глубины скоса в зависимости от диаметра валка, который определяет его прогиб в процессе эксплуатации и следовательно давление на боковые зоны бочки валка. Также не определено оптимальное соотношение между длиной и глубиной скоса.Closest to the claimed is a support roll, mainly for stands of a quarto wide-width hot rolling mill (NSHP), consisting of a neck and a barrel with bevels along the edges for a regulated length and depth [2]
A disadvantage of the known technical solution is the low resistance of the support roll, due to the lack of regulation of the length of the bevel depending on the length of the roll barrel (since the length of the barrel determines the width of the rolled sheet and therefore the distribution of roll pressure), and the depth of the bevel depending on the diameter of the roll , which determines its deflection during operation and therefore the pressure on the side zones of the roll barrel. Also, the optimal ratio between the length and depth of the bevel is not determined.

Задача изобретена повышение стойкости опорных прокатных валков путем устранения трещин и выкрашивания по краям бочки валка. The objective of the invention is to increase the resistance of the support rolls by eliminating cracks and chipping along the edges of the roll barrel.

Поставленная цель достигается тем, что опорный валок состоит из шейки и бочки, которая имеет по краям скосы, длиной 0,02-0,185 от длины бочки, и глубиной у торца, равной 3,2х10^-4-16х10^-4 от диаметра бочки валка, причем соотношение длины скоса к его глубине равна 30-600, а соединение цилиндрической части бочки со скосом выполнено плавным, например, типа "Галтель".This goal is achieved by the fact that the back-up roll consists of a neck and a barrel, which has bevels along the edges, 0.02-0.185 long from the barrel length, and an end depth equal to 3.2x10 ^-4 -16x10 ^-4 of the roll barrel diameter, moreover, the ratio of the length of the bevel to its depth is 30-600, and the connection of the cylindrical part of the barrel with the bevel is smooth, for example, the type of "Galtel".

На фигуре I представлена схема опорного валка, где I шейки, 2 бочка валка, L длина бочки, D диаметр бочки, I длина скоса, h глубина скоса. The figure I presents a schematic of the backup roll, where I neck, 2 barrel roll, L barrel length, D barrel diameter, I bevel length, h bevel depth.

Как правило, профилировка опорных валков ШСГП является выпуклой. При этом межвалковое давление в начале кампании имеет более высокие значения на середине бочки, чем по краям. По мере износа валков максимальное значение межвалкового давления перемещается к краям бочки и увеличивается в два и более раза. В результате по краям бочки образуются трещины и выкрошки. Для предотвращения преждевременного выхода валка из строя по краям его бочки делают скосы на регламентированную величину. Причем одни авторы предлагают величину скосов производить только с учетом износа рабочих валков, а другие - только из условий равномерного упрочнения бочки опорных валков в течение их кампании. Однако оба эти фактора имеют одинаково большое влияние на трещиностойкость опорных валков, и их нельзя рассматривать раздельно. Так, например, при прокатке узкой полосы активно изнашивается центральная часть рабочих валков и межвалковое давление перераспределяется на края бочки и рациональная длина скоса, казалось бы, должна быть равной половине разности длины бочки и ширины полосы [2] Однако при увеличении ширины полосы отсутствие давления на краях бочки приводит к уменьшению длины межвалкового контакта, что равноценно укорочению длины бочки опорного валка. В результате наблюдается повышенный взнос и выкрашивание на центральной части бочки валка. As a rule, the profiling of the support rolls SHSGP is convex. Moreover, the roll pressure at the beginning of the campaign has higher values in the middle of the barrel than at the edges. As the rolls wear, the maximum value of the inter-roll pressure moves to the edges of the barrel and increases two or more times. As a result, cracks and chips are formed along the edges of the barrel. To prevent premature failure of the roll at the edges of its barrels make bevels at a regulated amount. Moreover, some authors suggest the value of the bevels to be made only taking into account the wear of the work rolls, while others only from the conditions of uniform hardening of the back roll barrels during their campaign. However, both of these factors have an equally large effect on the fracture toughness of the backup rolls and cannot be considered separately. So, for example, when rolling a narrow strip, the central part of the work rolls is actively worn out and the roll pressure is redistributed to the edges of the barrel, and the rational length of the bevel should seem to be equal to half the difference between the length of the barrel and the strip width [2] However, when the strip width increases, there is no pressure on the edges of the barrel reduces the length of the roll contact, which is equivalent to shortening the length of the barrel of the backup roll. As a result, there is an increased contribution and spalling on the central part of the roll barrel.

В заявленном техническом решении размеры скосов учитывают рабочего валка, и обеспечивают равномерное упрочение бочки опорного валка. Для этого длина скоса выражена в зависимости от длины бочки, которая, в свою очередь, определяет максимальную ширину прокатываемого листа. Так, например, НШСГП 2000 АО "НЛМК" предназначен для прокатки полос шириной от 1000 до 1850 мм, при этом длина бочки опорных валков составляет 2000 мм, а диаметр 1600 мм. Примерно такое же соотношение между шириной полосы и длиной бочки валка наблюдается и на других станах. Вследствие этого выполнение длины скоса менее 0,02 от длины бочки валка уже не приводит к повышению стойкости валка и наблюдается выкрашивание при прокатке узких полос. При выполнении длины скоса более 0,185 от длины валка при прокатке широких полос приводит к уменьшению длины межвалкового контакта, наблюдается перегрузка центральной части бочки и ее выкрашивание. Глубина скоса на краю бочки выражена в зависимости от текущего диаметра в связи с тем, что диаметр опорного валка рассчитывается с учетом максимальных нагрузок, испытываемых им в процессе эксплуатации, и с учетом его прогиба, когда нагрузка перераспределяется на края бочки валка. В этом случае выполнение глубины скоса на крою бочки менее 3,2х10^-4 от диаметра валка не выходит полностью из контакта тяжелонагруженные боковые части бочки валка, и он часто выходит из строя вследствие выкрашивания. При выполнении глубины скоса более 16х10^-4 от диаметра уже является нецелесообразным и стойкость не повышается. Величина конусности краевых скосов определяется соотношением длины скоса к его глубине. При конусном менее 30 наблюдается слишком резкий переход от равномерновыпуклой поверхности бочки валка к скосу (длина которого мала), это место является концентратором напряжений и валок выкрашивается. При соотношении более 600 угол наклона скоса слишком мал, чтобы вывести края бочки валка из зоны контакта при его износе и прогибе. В результате, валок быстро выходит из строя по тем же причинам, что и в предыдущем случае. Для снижения концентрации напряжений место перехода к скосу на бочке валка выполнено плавным, например, типа "Галтель".In the claimed technical solution, the dimensions of the bevels take into account the work roll, and provide uniform hardening of the back roll roll. For this, the length of the bevel is expressed depending on the length of the barrel, which, in turn, determines the maximum width of the rolled sheet. So, for example, NShSGP 2000 JSC "NLMK" is designed for rolling strips with a width of 1000 to 1850 mm, while the length of the back roll roll is 2000 mm and the diameter is 1600 mm. Approximately the same ratio between the width of the strip and the length of the roll barrel is observed on other mills. As a result, the execution of the bevel length of less than 0.02 of the length of the roll barrel no longer leads to an increase in the roll resistance and chipping occurs when rolling narrow strips. When the bevel length is more than 0.185 of the roll length when rolling wide strips, the length of the roll contact is reduced, overloading of the central part of the barrel and its chipping are observed. The bevel depth at the edge of the barrel is expressed depending on the current diameter due to the fact that the diameter of the backup roll is calculated taking into account the maximum loads experienced by it during operation, and taking into account its deflection when the load is redistributed to the edges of the roll barrel. In this case, the execution of the bevel depth on the cut of the barrel less than 3.2x10 ^-4 of the roll diameter does not completely out of contact the heavily loaded side parts of the roll barrel, and it often fails due to chipping. When performing a bevel depth of more than 16x10 ^-4 of the diameter, it is already impractical and the resistance does not increase. The value of the taper of the edge bevels is determined by the ratio of the length of the bevel to its depth. If the cone is less than 30, a too sharp transition is observed from the uniformly convex surface of the roll barrel to the bevel (whose length is small), this place is a stress concentrator and the roll is painted. With a ratio of more than 600, the bevel angle is too small to bring the edges of the roll barrel out of the contact zone when it is worn and deflected. As a result, the roll quickly fails for the same reasons as in the previous case. To reduce the stress concentration, the transition point to the bevel on the roll barrel is made smooth, for example, of the “Galtel” type.

Новизна и изобретательский уровень опорного прокатного валка заключаются в том, что заявленная конструкция валка одновременно учитывает износ рабочего валка и упрочение поверхности опорного валка в процессе его эксплуатации, исключает образование на его поверхности концентраторов напряжений, что в целом повышает стойкость валка. The novelty and inventive step of the support roll is that the claimed roll design simultaneously takes into account the wear of the work roll and hardening of the surface of the backup roll during its operation, eliminates the formation of stress concentrators on its surface, which generally increases the resistance of the roll.

Пример. На НШС 2000 АЛ "НЛМК" используется опорные валки с длиной бочки 2000 мм и диаметром 1600 мм. На боковых поверхностях бочки валка с помощью шлифовки выполнялись скосы на регламентированную величину, после чего заваливали в работу. Размеры скосов и результаты эксплуатационных данных представлены в таблице. Example. At NShS 2000 AL NLMK, backup rolls with a barrel length of 2000 mm and a diameter of 1600 mm are used. On the side surfaces of the roll barrel using grinding, bevels were carried out at a regulated amount, after which they were thrown into operation. The dimensions of the bevels and the results of operational data are presented in the table.

Как видно из таблицы, при варьировании длины скоса от 40 до 370 мм, что соответствует 0,02-0,185 длины бочки валка (NN 2-4) и при сохранении неизменной глубины скоса в заявленных пределах отсутствует выкрашивание бочки валка, и он выходит из строя вследствие износа активного слоя. То же наблюдается и при варьировании глубины скоса и соотношения его размеров (NN 7-9 и 12-14 соответственно). При выходе за пределы заявленных размеров и соотношений наблюдается выкрашивание бочки валка. As can be seen from the table, when varying the length of the bevel from 40 to 370 mm, which corresponds to 0.02-0.185 of the length of the roll barrel (NN 2-4) and while maintaining the same depth of the bevel in the declared range, there is no chipping of the roll barrel, and it fails due to wear of the active layer. The same is observed when varying the depth of the bevel and the ratio of its sizes (NN 7-9 and 12-14, respectively). When going beyond the stated sizes and ratios, chipping of the roll barrel is observed.

Технико-экономические преимущества опорного валка заключаются в повышении его стойкости, снижении расходного коэффициента валков на тонну прокатанного металла, повышения производительности стана за счет уменьшения времени аварийного простоя. The technical and economic advantages of the back-up roll are to increase its durability, reduce the expenditure coefficient of the rolls per ton of rolled metal, increase the productivity of the mill by reducing the emergency downtime.

Claims

1. The support rolling roll, mainly the length of the stands of a quarto broadband hot rolling mill, containing a neck and a barrel with bevels at the edges, characterized in that the length of the bevel is 0.02 0.185 of the length of the barrel, and the depth of the bevel at the end of the barrel is (3.2 16, 0) • 10 ^-4 diameter of the roll barrel with a ratio of the length of the bevel to its depth of 30,600.

2. The roll according to claim 1, characterized in that the connection of the cylindrical part of the barrel with bevels is made smooth, for example, such as "fillet".