Геометрические параметры и материал валков полосовых станов (часть 2)   

   Чугунные валки изготавливают путем литья жидкого чугуна в металлический кокиль. Такие валки обладают высоким качеством поверхности и износостойкости (высокой твердостью). Рабочие валки из чугуна с отбеленной поверхностью (ЛП, ЛШ, никельмагниевые, двухслойные ЛПХНд) применяют на станах горячей прокатки. Валки с меньшей твердостью в черновых клетях (58-68 HSD), валки с большей твердостью (62-85 HSD) в чистовых клетях.

   Легирование чугуна хромом, никелем и молибденом повышает его прочность, а также твердость отбеленного слоя. Модифицирование чугунных валков магнием увеличивает их прочность и пластичность. В модифицированном чугуне включения графита имеют шаровидную форму и изолированы друг от друга, в то время как в обычном чугуне они располагаются в виде пластин и чешуек, часто несвязанных между собой, что резко снижает его механические свойства. Прочность чугунных валков существенно меньше, чем стальных валков.

   Стальные кованные валки на ШГСП в качестве опорных во всех клетях черновой группы и в качестве рабочих, в первых клетях черновой группы.

   На ШСГП опорные и рабочие валки цельнокованые и изготовлены из стали марок 9Х2,9ХФ и т.п. Поверхность опорных валков подвергают закалке до твердости 45-60 HSD,что повышает их износостойкость и сопротивления против выкрошек. Стальные рабочие валки обеспечивают захват раската с углом 19-20 град.

   Недостатком чугунных валков, установленных в клетях чистовой группы является их интенсивный и неравномерный износ по длине бочки валка. В последнее время чугунные валки заменяют на более эффективные двухслойные, в которых ось изготавливают из шаровидного графита или из стали, а наружный (рабочий) из высокохромистого чугуна. Такие валки имеют стойкость в 1,5-2 раза выше, чем обычные валки ЛПХНд, применяемые в настоящее время.

   Кроме этого, в чистовой группе клетей переменяют рабочие валки из высококачественной быстрорежущей стали (марка HVS85).

   Для станов холодной прокатки, как и для других станов, основными параметрами, определяющими габариты валка являются диаметр и длина бочки. Диаметр валка выбирают по результатам расчетов на прочность и величин контактных напряжений. Длина бочки обусловлена шириной покатываемой полосы и необходимой жестокостью против изгиба. Обычно максимальная ширина полосы, прокатываемая на данном стане, должна быть равна В=(0,85-0,9)L. Для прокатки ленты применяют валки с длиной бочки L=200-300 мм, для узких полос L800 мм, для полосовой стали L=1200-2500 мм. Диаметр бочки рабочих валков для прокатки полос толщиной 0,4-2,0 мм равен 500-600 мм.

   Таблица 4.7. Основные соотношения размеров элементов валков листовых станов

   Рабочие валки имеют бочку, шейки и хвостовик для привода и завалки. Размеры элементов валков для клетей кварто даны в табл. 4.7. Опорные валки изготавливают составными с осью и бандажом (рис. 4.25), что позволяет экономить дорогостоящие марки стали, а ось использовать неоднократно. При изготовлении опорного валка бандаж монтируют  на ось путем горячей посадки с натягом 0,001d (d-диаметр оси). Для предотвращения сползания бандажа с оси во время прокатки поверхность образующей изготавливают с выпуклым профилем бочки. Толщина стенки бандажа составляет Z=0,25-0,35R (R — наружный радиус бандажа валка). Большее соотношение относится к опорным валкам с L=1000-1200 мм, меньшая — к L=4000-5000 мм. Изношенный бандаж (после доставки опорного валка на машиностроительный завод) снимают с оси зачастую механическим способом – путем резки (нанесение концентратов напряжений) и последующего разрушения пиропатронами в специальных ямах.

   Рабочие валки работают в четырехрядных подшипниках качения с коническими роликами, а опорные валки – в подшипниках жидкостного трения (ПЖТ).