Характер и особенности разрушений опорных валков стана 2300/1700

Abstract

Дан анализ эксплуатационной стойкости рабочих опорных валков листовых широкополосных станов горячей прокатки. Показано, что по своему функциональному назначению – работе в условиях износа, удовлетворяет 61% опорных валков. Нарушение работоспособности валков по выкрошкам, отслоениям, сколам торцов и разрушению бочки приводят к аварийным отказам, что вызывает снижение производительности станов. Отмечено, что определение закономерностей и механизма разрушения опорных валков позволит в зависимости от исходной профилировки разработать рекомендации, способствующие увеличению их наработки и производительности листопрокатных станов. Механизм износа и разрушения рабочей поверхности опорных валков определяли по стандартной методике с помощью пластиковых реплик и использованием электронной фрактографии. Исследования проводили на опорных валках клети «кварто» с различной твердостью рабочей поверхности, которые использовали в комплекте с рабочими валками, имеющими вогнутую и цилиндрическую профилировку рабочей поверхности. Исследования проведены на наиболее характерных валках из рассмотренной совокупности по степени повреждаемости. В результате выполненных исследований установлено, что рабочая поверхность опорных валков в процессе эксплуатации изнашивается не равномерно. Существенное влияние на характер разрушения поверхностного слоя опорных валков оказывает профилировка рабочих валков, с которыми они работают в клети. Установлены закономерности формирования микрорельефа и факторы, влияющие на повреждаемость поверхностного слоя в зависимости от распределения контактных давлений по длине бочки стальных опорных валков. Представлены результаты электроннофрактографических исследований рабочих поверхностей в зависимости от характера профилировки валков. Выполненные исследования показывают, что путем изменения знака и радиуса кривизны профиля бочки валков имеется возможность уменьшать их износ и увеличивать ресурс при эксплуатации.

Надано аналіз експлуатаційної стійкості робочих опорних валків листових широкосмугових станів гарячої прокатки. Показано, що за своїм функціональним призначенням - роботі в умовах зносу, задовольняє 61% опорних валків. Відмови валків по викрошкам, відшаруванням, сколам торців і руйнуванню бочки призводять до аварійних відмов, що викликає зниження продуктивності станів. Відзначено, що визначення закономірностей і механізму руйнувань опорних валків дозволить в залежності від вихідного профілювання розробити рекомендації, які сприятимуть збільшенню їх напрацювання і продуктивності листопрокатних станів. Механізм зносу і руйнування робочої поверхні опорних валків визначали за стандартною методикою з допомогою пластикових реплік і використанням електронної фрактографії. Дослідження проводили на опорних валках кліті «кварто» з різною твердістю робочої поверхні, які використовували в комплекті з робочими валками, що мають увігнуте і циліндричне профілювання робочої поверхні. Дослідження проведені на найбільш характерних валках з розглянутої сукупності за ступенем пошкоджуваності. В результаті виконаних досліджень встановлено, що робоча поверхня опорних валків в процесі експлуатації зношується нерівномірно. Істотний вплив на характер руйнування поверхневого шару опорних валків надає профілювання робочих валків, з якими вони працюють в кліті. Встановлено закономірності формування мікрорельєфу і фактори, що впливають на пошкоджуваність поверхневого шару в залежності від розподілу контактних тисків по довжині бочки сталевих опорних валків. Представлені результати електроннофрактографіческіх досліджень робочих поверхонь залежно від характеру профілювання валків. Виконані дослідження показують, що шляхом зміни знака і радіуса кривизни профілю бочки валків є можливість зменшувати їх знос і збільшувати ресурс при експлуатації.

An analysis of the operational durability of the working back-up rolls of sheet hot-strip mill was given. It was shown that their function - in the runout conditions, satisfies 61% back-up rolls. The failures of the rolls on the chips, delaminations, chipped ends and the destruction of the barrel lead to crashes which causes a decrease in the performance of the mills. It was noted that the definition of patterns and the mechanism of the destruction of the back-up rolls will allow, depending on the initial profiling, to develop recommendations that will increase their production and productivity of the rolling mills. The mechanism of runout and destruction of the working surface of the back-up rolls was determined by the standard method using plastic replicas and electronic fractography. The research was carried out on the back-up rolls of the quarto cage with different hardness of the working surface, which were used in combination with work rolls with concave and cylindrical profiling of the working surface. The temperature of the rolled metal was in the range of 1050 ± 50 ° С, the rolling speed was 2.0-3.0 m / s, the maximum rolling force was 18.46 mN. Studies were carried out on the most characteristic rolls of the considered totality according to the degree of damage. As a result of the research performed, it was found that the working surface of the back-up rolls wears out unevenly during operation. Significant impact on the character of destruction of the surface layer of the back-up rollers exerts profiling working rolls with which they operate in the stand. Regularities of microrelief formation and factors affecting the damageability of the surface layer depending on the distribution of contact pressures along the length of the barrel of steel back-up rolls have been established. The results of electron-diffraction studies of working surfaces were presented depending on the nature of roll profiling. In the middle of the back-up rolls, which worked complete with workers with concave barrel profiling, traces of oxidative and abrasive wear in the mechanochemical form were revealed. In the same zones of the rolls, in an insignificant amount, the detachment of secondary protective structures of the oxide type takes place with exposure of the subsurface carbide phases. On the section of the working surface near the edge of the barrel, the mechanochemical form of abrasive wear prevails. This indicates that the contact pressure along the length of the roll barrel increases from the middle to its edge, i.e. the middle is underloaded, the edge is overloaded. Studies have shown that by changing the sign and the radius of curvature of the profile of the roll barrel, it is possible to reduce their wear and increase the service life.