Оценка изнашиваемости рабочих валков чистовой группы НШПС-1700 АО «АрселорМиттал Темиртау»

Изнашиваемость поверхности бочек листопрокатных валков – свойство валков уменьшать свои размеры вследствие трения в очаге деформации. Уменьшение изнашиваемости валков – важный резерв совершенствования прокатного производства.

Для оценки изнашиваемости используют геометрический, энергетический и кинематический показатели [2].

В геометрическом показателе I Г путь трения отождествляют с длиной полосы, прошедшей через очаг деформации. Для ее определения достаточно знать только геометрические характеристики очага деформации и количество прокатанного металла в тоннах:

IГ = ΔRИ / lК, где ΔRИ – неравномерность износа рабочего валка;

.          h aL           , lK =------------;----- - фактическая длина

К n ( h₀ + h 1 )cos ( a /2 )

прокатываемой полосы, приходящаяся на единицу длины окружности бочки валка;

• L – длина всех прокатанных полос;

a - угол захвата;

h ₁ и h ₀ – толщина полосы до и после прокатки, мм.

Энергетический показатель изнашиваемости универсален, так как учитывает уменьшение размера тела от единицы работы сил трения на единице поверхности валка:

I Э = Δ R И / [ S ТР μ р СР ], где S ТР – путь трения;

μ – коэффициент трения;

р СР – среднее давление.

Кинематический показатель изнашиваемости учитывает уменьшение радиуса валка относительно единицы пути трения поверхности валка, пренебрегая влиянием μ и р _СР:

I К = Δ R И / S ТР .

В настоящее время при прокатке на НШПС-1700 металла всех назначений в клетях чистовой группы № 6–8 используются рабочие валки исполнения Hi-Cr (высокохромистые, содержание хрома более 16 %), а в клетях № 9–12 – валки исполнения ICDP (Double pour indefinite chill with gray iron core). Для указанных типов валков при помощи прибора ИД 05009 определяли исходный и изношенный профили валков. Измерения производили после перевалок валков, после их остывания, непосредственно перед шлифованием. Точность измерений составляла ±0,01 мм. Всего измерили 80 верхних и 80 нижних рабочих валков. В процессе эксплуатации валков также фиксиро- вали количество и сортамент прокатанного на них металла, марки сталей, диаметры валков, их химический состав и твердость. Величину пути трения для определения кинематического и энергетического показателей изнашиваемости рассчитали по формуле [3]:

_{S C} (1) _G

S =            ,

H γ bρ2πR где SC(1) – путь скольжения – трения точки металла по поверхности валка на длине дуги захвата (за один оборот валка);

• G – масса прокатанных листов;

Н γ – толщина прокатываемой полосы в нейтральном сечении;

• b – ширина полосы;

• ρ – плотность прокатываемого металла;

• R – радиус валка.

Результаты оценки изнашиваемости валков представлены на рис. 1–3.

Рис. 1. Изменение геометрического показателя изнашиваемости рабочих валков чистовой группы клетей НШПС-1700

Рис. 2. Изменение кинематического показателя изнашиваемости рабочих валков чистовой группы клетей НШПС-1700

Рис. 3. Изменение энергетического показателя изнашиваемости рабочих валков чистовой группы клетей НШПС-1700

Рассмотрение изменения геометрических показателей выявило заметную неопределенность последних в оценке износа валков (см. рис. 1). Изменение геометрических показателей изнашиваемости валков с одинаковыми свойствами на различных клетях говорит о необходимости более полного учета технологических факторов, которые учитывались при расчете кинематического и энергетического показателей.

Закономерного изменения показателей I _К, I _Э изнашиваемости по клетям не наблюдается, что позволяет сделать вывод об относительной независимости их от технологических параметров (см. рис. 2, 3). Несовпадение отдельных значений показателей I К и I Э изнашиваемости объясняется неточностью формул, случайным характером значений их составляющих и действием неучтенных факторов.

Разброс значений I _Э меньше, чем I _К (см. рис. 2, 3), так как он учитывает большее число факторов, влияющих на изнашиваемость. По-видимому, в некоторых случаях изнашиваемость валков станов горячей прокатки можно уменьшить за счет увеличения μ (например, применением валков с увеличенной шероховатостью).

Вывод

Оценили изнашиваемость рабочих валков чистовой группы НШПС-1700 АО «АрселорМиттал Темиртау» с использованием геометрического, кинематического и энергетического показателей изнашиваемости. Наиболее предпочтительным является энергетический показатель, комплексно учитывающий технологические факторы, влияющие на износ валков.