Изготовление прокатных валков производители

Когда слышишь про изготовление прокатных валков производители, многие сразу представляют гигантские конвейеры с идеальной сталью. Но в реальности даже у литейщиков с 30-летним стажем бывают провалы по химическому составу — лично видел, как на Челябинском меткомбинате партия валков для сортового стана пошла в брак из-за 0.15% превышения хрома. Сейчас китайские конкуренты вроде Шэнчэнь активно пересматривают подходы к легированию, но об этом позже.

Что действительно важно в материалах для валков

Допустим, берем классический вариант — сталь 9ХФ для холодной прокатки. Теоретически все просто: углерод 0.85%, хром 0.5%, ванадий 0.15%. Но если ванадий упадет до 0.12%, уже на третьем проходе по тонкому листу появляются следы износа. Мы в 2018 году с этим столкнулись, когда пробовали экономить на феррованадии. Результат — брак на 17 тонн готовых валков.

Сейчас многие переходят на порошковые сплавы, но тут своя специфика. Например, для горячей прокатки алюминиевых сплавов Шэнчэнь использует модифицированный чугун с вермикулярным графитом — у них на сайте есть технические заметки по этому поводу. Но лично я пока не видел, чтобы это работало дольше 8 месяцев при температуре выше 600°C.

Интересно, что они делают акцент на теплопроводности, что для валков горячей прокатки действительно критично. Помню, на ММК ставили эксперимент с японскими валками — те держали температуру на 40°C ниже наших аналогов. Оказалось, все дело в микролегировании медью до 0.3%.

Проблемы термообработки, о которых не пишут в учебниках

Закалка — это всегда лотерея. Даже при контроле температуры с точностью до 5°C могут появиться микротрещины. Особенно если охлаждение в масле идет неравномерно. У нас был случай на заводе в Электростали — из 12 валков для стана 2500 семь пошли с сеткой Краевского. Причина — банальная задержка передачи из закалочной печи в охладительную камеру на 25 секунд.

Шэнчэнь в своих материалах упоминает систему многоступенчатого отпуска, но детали не раскрывает. По нашим данным, они используют три стадии с разными средами охлаждения, включая расплавленные соли. Это дорого, но для валков непрерывной разливки действительно увеличивает стойкость на 15-20%.

Кстати, про твердость. Все гонятся за HRC 58-62, но забывают про вязкость. Для рельсобалочных станов лучше HRC 52-55 с ударной вязкостью не менее 35 Дж/см2. Проверено на практике — меньше сколов кромки.

Геометрия и балансировка — где теряется качество

Шлифовка бочки валка кажется простой операцией, но здесь кроется масса нюансов. Например, конусность по длине не должна превышать 0.02 мм, но при этом нужно учитывать тепловое расширение. Для станов горячей прокатки мы специально делаем обратный конус 0.05-0.07 мм, который при рабочей температуре выравнивается.

Балансировка — отдельная история. Современные станки позволяют довести дисбаланс до 0.5 г/см, но на скоростях выше 1500 об/мин этого недостаточно. Приходится делать динамическую балансировку в сборе с подшипниковыми узлами. Кстати, Шэнчэнь предлагает услугу комплексной балансировки, но по отзывам коллег с Северстали, их точность не превышает 1.2 г/см.

Особенно критична геометрия для клетей кварто. Разница в диаметрах рабочих валков даже в 0.1 мм приводит к неравномерному износу опорных подшипников. Проверяли на стане 2000 в Магнитогорске — через месяц работы при такой разнице подшипники выходили из строя.

Ремонты и восстановление — экономика или потеря качества

Многие пытаются восстанавливать валки наплавкой, но здесь есть ограничения. Для чугунных валков наплавка возможна только на глубину износа до 8 мм, иначе появляются внутренние напряжения. Стальные легче поддаются восстановлению, но после третьей наплавки теряется пластичность.

Шэнчэнь позиционирует себя как специалист по износостойким материалам, но в их каталоге я не нашел данных по наплавочным проволокам для валков. Возможно, это направление у них в разработке.

Лично я считаю, что восстанавливать имеет смысл только опорные валки большого диаметра (от 800 мм). Мелкие рабочие валки после наплавки редко выдерживают больше двух месяцев интенсивной работы.

Перспективы и тупиковые направления

Сейчас много говорят про керамические покрытия, но на практике для большинства станов это неоправданно дорого. Исключение — финишные клети для прокатки нержавейки, где действительно получается увеличить межремонтный период в 1.5 раза.

Интересно направление, которое развивает Шэнчэнь — комбинированные валки с разными материалами бочки и шеек. Технически это сложно, но для станов с ударными нагрузками типа рельсобалочных может быть перспективно.

А вот от идеи цельнокерамических валков, на мой взгляд, стоит отказаться. Слишком хрупкие, проблемы с креплением, да и стоимость запредельная. Лучше работать над совершенствованием стальных сплавов с дисперсными упрочнителями.

Выводы, которые не принято озвучивать публично

В производстве прокатных валков до сих пор 70% успеха зависит не от технологии, а от человеческого фактора. Видел, как на современном немецком оборудовании делали брак из-за невнимательности оператора печи.

Китайские производители вроде Шэнчэнь действительно прогрессируют, но их сильная сторона — скорее ценовая политика, чем прорывные технологии. Хотя в области термостойких материалов они уже обгоняют некоторых российских производителей.

Главное — не гнаться за модными тенденциями, а подбирать валки под конкретные условия эксплуатации. Иногда простой чугунный валок с правильной термообработкой служит дольше суперсовременного композитного.