Инженерные разработки

Результаты диагностики валков

Представленные ниже результаты получены на стане 2000 горячей прокатки ЛПЦ-10 ОАО «ММК».

На рисунках приводится развертка поверхности бочки валка, ось валка при этом расположена по горизонтали. Перед началом измерений валок всегда ориентировался шпоночной канавкой вверх.

Цветом показано поле коэрцитивной силы на поверхности бочки: синий для минимальных значений данного цикла измерений, красный – для максимальных, с переходом через зелено-желтые оттенки. Справа от развертки показана цветовая шкала значений коэрцитивной силы в А/м.

Точность и повторяемость результатов измерений

На рис. 1 приведены результаты трехкратной диагностики одного и того же валка. Видно, что результаты практически идентичны. Незначительные отличия результатов объясняются отклонениями в позиционировании измерительных датчиков на бочке валка в разных циклах диагностики.

Рис. 1. Повторяемость результатов диагностики валка

Входной контроль валков

Для предприятия-производителя металлопродукции представляет интерес возможность сравнения свойств валков различных производителей как на момент поставок, так и в процессе их эксплуатации.

При входном контроле валка обычно диагностируются «пятна» неравномерного распределения коэрцитивной силы, расположение которых индивидуально для каждого производителя. По-видимому, эта картина вызвана поверхностными напряжениями материала бочки и определяется особенностями технологии. Если неоднородность не слишком высока, такая картина не говорит о плохом качестве валка. Пример результатов входного контроля валков трех различных производителей приведен на рис. 2.

Рис. 2. Входной контроль валков различных производителей

С другой стороны, слишком высокая начальная неоднородность может служить поводом для отбраковки валка. На одном из валков (рис. 3) по результатам измерения коэрцитивной силы произведен замер твердости вдоль двух образующих бочки валка. Значения твердости по Шору в соответствующих точках нанесены на развертку. Видно, что значения твердости коррелируют с величиной коэрцитивной силы: области с большим градиентом значения твердости характеризуются большой величиной коэрцитивной силы, тогда как в областях с нормальной твердостью коэрцитивная сила распределена равномерно и имеет средние значения.

Рис. 3. Корреляция величины коэрцитивной силы со значениями твердости по Шору

Периодический контроль

Типичные изменения поля коэрцитивной силы бочки валка в процессе его службы показаны на рис. 4. Каждый из столбцов отображает результат входного контроля и периодической диагностики в процессе работы одного из валков.

Рис. 4. Изменение поля коэрцитивной в процессе эксплуатации валков

Вначале картина представляет собой пятна относительно большой амплитуды, в дальнейшем интенсивность «начальных» пятен снижается, и появляются характерные полосы, совпадающие с наиболее вероятным положением краев полосы. Эти полосы вызваны напряжениями, возникающими в местах с наибольшим градиентом температур и давлений. Если полосы имеют высокую амплитуду, стоит обратить внимание на охлаждение валков в стане или увеличить съем при перешлифовке. С другой стороны, если поле коэрцитивной силы стабильно от завалки к завалке, возможно, стоит уменьшить величину снимаемого при перешлифовке слоя для валков данного типа.

Стабильный уровень коэрцитивной силы на всем протяжении срока службы валка говорит о высоком качестве производства. С помощью рис. 5 можно оценить разброс величины коэрцитивной силы по мере эксплуатации валков двух различных производителей. Видно, что валки Производителя 2 имеют гораздо меньший разброс величины коэрцитивной силы, чем валки Производителя 1. Это позволяет сделать выводы о том, что технология производства валков у Производителя 2 гораздо стабильнее, чем у Производителя 1, что выражается в гораздо более равномерных и стабильных свойствах рабочего слоя валков.

Рис. 5. Изменение коэрцитивной силы в процессе службы валков

Диагностика дефектов

1. Был проведен контроль валка, имеющего прижог поверхности (сетку термических трещин). На рис. 6 прижогу соответствует синее пятно в центре развертки.

Рис. 6. Результат диагностики валка с прижогом поверхности (синее пятно в центре развертки бочки)

Очаг резкого изменения величины коэрцитивной силы, как правило, соответствует какой-либо проблеме валка. Что же касается именно прижога, то следует отметить, что повреждение рабочего слоя имеет малую глубину, поэтому чувствительность коэрцитиметрии к таким дефектам не слишком велика.

2. Пример существенно неравномерного распределения коэрцитивной силы по бочке валка показан на рис. 7. Величина коэрцитивной силы имеет максимальные значения на левом крае бочки валка и уменьшается к правому краю бочки, причем изменение величины коэрцитивной силы носит клиновидный характер. Как правило, это связано с неравномерностью толщины рабочего слоя по длине бочки, что может привести к преждевременному выходу валка из строя.

Рис. 7. Клиновидное распределение значений коэрцитивной силы

Валок №275 Производителя 1 на рис. 5 имел именно такое распределение коэрцитивной силы. Этот валок был списан до окончания срока эксплуатации по причине снижения твердости рабочего слоя на «синем» краю развертки.

Таким образом, коэрцитиметрия обеспечивает:

  • входной контроль валков;
  • контроль изменения состояния материала бочки валков в процессе эксплуатации.

Полученные при диагностике результаты позволяют:

  • делать выводы о качестве продукции производителей валков;
  • выявлять зоны нестабильных свойств материала валка до появления видимых дефектов;
  • диагностировать ряд дефектов, образовавшихся в процессе эксплуатации валков;
  • корректировать технологию подготовки и эксплуатации валков.
Яндекс.Метрика