Производство прокатных валков

Если честно, многие до сих пор считают, что литьё заготовок для валков — это чуть ли не 70% успеха. На деле же термообработка и последующая шлифовка куда критичнее. У нас на производстве прокатных валков как-то пробовали сэкономить на отпуске — в итоге три клети пришлось перебирать после месяца работы.

Сырьё и подготовительные этапы

Споры по поводу 9ХФ против 150ХНМ ведутся вечно, но для горячей прокатки я всё-таки склоняюсь к легированным сталям с молибденом. Помнится, на одном из заводов в Челябинске ставили эксперимент с 75ХМ — стойкость выросла на 15%, но пришлось полностью менять режимы закалки.

Ковку многие недооценивают, а ведь именно от неё зависит однородность структуры. Как-то раз получили партию с рыхлинами — при финишной обработке два валка просто лопнули. Пришлось разбираться с поставщиком слитков, оказалось, там кислород подкачал.

Что касается нормализации — тут важно не переборщить с выдержкой. Мы обычно ориентируемся на толщину стенки, но для валков сортовых станов есть свой nuance: если передержать, потом при шлифовке появляются микротрещины.

Термическая обработка: тонкости, которые не пишут в учебниках

Закалка в масле против полимерных сред — это отдельная история. Да, полимеры экологичнее, но с неравномерным охлаждением бочки валка бывают проблемы. Особенно для широких листовых валков, где перепад температур по длине может достигать 80°C.

Отпуск — вот где чаще всего косячат. Температурный интервал 350-400°C многим кажется безопасным, но именно здесь происходит выделение карбидов, влияющих на износостойкость. Однажды видел, как технолог специально снижал температуру до 320°C — валки держали ударные нагрузки лучше, но теряли твёрдость.

С азотированием сейчас вообще отдельная мода пошла. Но глубину слоя больше 0.3 мм делать рискованно — появляется хрупкость. Кстати, ООО Цзянсу Шэнчэнь Металлургическое Оборудование как раз экспериментировало с плазменным азотированием, у них на сайте есть отчёт по испытаниям на износ.

Механическая обработка: между точностью и производительностью

Шлифовка шеек — операция кажется простой, но здесь каждый микрон на счету. Особенно для подшипниковых узлов современных станов, где биение больше 0.005 мм уже критично. У себя в цехе мы перешли на алмазные круги — дороже, но ресурс валков вырос почти на четверть.

Балансировку часто делают по остаточному принципу, а зря. Для валков холодной прокатки скоростных линий дисбаланс даже в 10 г·см уже вызывает вибрацию. Приходится балансировать в двух плоскостях, иногда с установкой корректирующих втулок.

Нанесение покрытий — отдельная головная боль. Хромпирование даёт хорошую твёрдость, но с адгезией бывают проблемы. Сейчас пробуем плазменное напыление карбидов, но технология пока сыровата — отслаивается на кромках.

Контроль качества: что действительно важно

Ультразвуковой контроль мы делаем не только для поиска дефектов, но и для оценки глубины упрочнённого слоя. Особенно важно для валков горячей прокатки, где работает цикл 'нагрев-охлаждение'.

Твёрдость по Бринеллю меряем в трёх зонах: бочка, шейки и переходы. Как-то пропустили мягкую зону у торца — валок проработал всего две недели, появилась выработка конусовидной формы.

Остаточные напряжения — бич всех производителей. Сейчас внедряем рентгеноструктурный анализ, но оборудование дорогущее. Пока обходимся пробной обработкой и замером деформаций.

Эксплуатационные проблемы и решения

Термоудар — главный враг валков горячей прокатки. Видел случаи, когда на поверхности появлялись сетки трещин после всего трёх месяцев работы. Сейчас рекомендуем клиентам постепенный нагрев при пуске линии.

Износ бочки — не всегда равномерный. Для сортовых валков характерны локальные выкрашивания в калибрах. Тут помогает только регулярная переточка с минимальным съёмом металла.

Коррозия — проблема, которую часто недооценивают. Особенно в клетях чистовой группы, где используется технологическая смазка. Советуем регулярную промывку щелочными растворами, хоть это и увеличивает простой.

Перспективные направления

Композитные валки пока дороги, но для специальных применений уже конкурентоспособны. Видел образцы с керамическими наполнителями — стойкость в 3 раза выше, но цена соответствующая.

Аддитивные технологии постепенно доходят и до нас. Пробовали наплавлять износостойкие сплавы на основе карбида вольфрама — получается дорого, но для ремонта уникальных валков вариант рабочий.

Системы мониторинга в реальном времени — вот что действительно меняет отрасль. Датчики температуры и вибрации позволяют предсказывать остаточный ресурс. Кстати, ООО Цзянсу Шэнчэнь как раз анонсировали такую систему для своих валков, подробности на их сайте jsscyjsb.ru.

В целом, производство прокатных валков — это постоянный поиск компромисса между стоимостью, стойкостью и технологичностью. Каждый новый заказ — это новые вызовы, особенно когда клиенты хотят невозможного. Но именно это и делает работу интересной.