Система технологической смазки сортового стана

На сортовом стане 300 горячей прокатки валки охлаждаются водой, подаваемой насосом 1 по трубопроводу 2 в калибры (рис. 1).

Рис.1
Для снижения износа валков применяется технологическая смазка (ТСМ): смесь минерального масла с жировыми присадками. Система работает следующим образом. Технологическая смазка насосом 3 по трубопроводу 4 подается в трубопровод подачи воды 2, где смешивается с водой и полученная водомасляная смесь из коллекторов 6 поступает в калибры валков 7. Позицией 8 обозначена деформируемая заготовка, движущаяся в направлении обозначенном стрелкой. При отсутствии раската в клетях подача смазки прекращается за счет срабатывания клапана 5. При освоении системы ТСМ возникла проблема. Применение смазки практически не дает эффекта. Попытки увеличить ее эффективность за счет увеличения расхода и концентрации жировых присадок привели к пробуксовкам и застреванию раската в валках. Задача – уменьшить износ валков на 15-30% за счет применения ТСМ. Предлагаю решить задачу с помощью программы «Изобретающая машина ФСА» по схеме, изображенной на рис.2.


Рис.2
В начале схемы должен быть расположен блок подготовки информации. Но как-то он слабовато работает в системе ИМ-ФСА. Возьму на себя смелость заменить его на блок прогноза развития системы по методике Ю.Даниловского, так как считаю, что он значительно эффективней. В дальнейшем, по ходу решения задачи предполагается постоянно возвращаться к этому блоку для анализа и корректировки промежуточных результатов. По моему мнению прогноз должен проходить через все решение, последовательно приводя к оптимальному решению. Так как прототип пока не известен за аналоги возьмем способ, вещество и устройство, несмотря на то, что программа ИМ-ФСА работает с ТС. Это необходимо для прогнозов по разным классам
Основные аналоги (1976-1985г.)

  1. Способ подачи водомасляной эмульсии на валки прокатного стана. АС 719723. 1980г. Включает инъекцию масла в движущийся и вращающийся поток воды. Для повышения интенсивности перемешивания эмульсии инъекцию масла осуществляют тангенциально навстречу вращающей и поступательной составляющим движения водяного потока.
  2. Способ приготовления смазки для подачи на валки при горячей прокатке. Заявка Японии № 52-113352. 1976г. Включает инжектирование масла в воду и подачу полученной эмульсии на валки.
  3. Способ подачи водомасляной эмульсии на валки прокатного стана. Включает подачу масла на валки в струе пара.
  4. Устройство для подачи ТСМ на валки стана горячей прокатки. АС 900895. 1983г. Содержит насос, магистраль подачи ТСМ в смеси с водой под давлением и форсунки. Перед форсунками установлен дополнительный смеситель.
  5. Устройство для подачи эмульсии при горячей прокатке. Заявка Японии № 53-134755. 1980г. Смесь масла с водой подают в коллектор из автоматического смесителя. Для регулирования концентрации масла в воде перед смесителем установлен регулятор давления масла.
  6. Смазочное средство для горячей обработки металлов. Заявка Японии № 57-36195. 1983г. Содержит кристаллическую целлюлозу (10%), полиакриловую к-ту (15%), и воду.
  7. ТСМ для прокатки стальных листов при повышенных температурах. Патент Японии № 52-20430. 1978г. Смесь минерального масла, жира, ингибитора коррозии и присадок.
  8. Смазка для горячей обработки металла давлением. АС 1162863. 1985г. Содержит графит (40%), алкилфеноламиновую смолу (1%) и минеральное масло.

Заполняем таблицу механизмов спиральности. Для некоторых пунктов пока нет данных, но они появятся по ходу решения.
Таблица 1. Механизмы спиральности

 

Форумы: 

Re: Система технологической ...

Таблица 1. Механизмы спиральности

1.Повтор агрегатного состояния вещества Рабочего органа
Жидкость, суспензия, аэрозоль, испарение при теплообмене, образование защитных пленок на металле, твердая поверхность валка, налипание окалины, износ поверхности валка, контакт валка с поверхностью горячего металла
2.Повтор структуры вещества Рабочего органа
Смеси (механические: жидкость-жидкость-тв.порошок-воздух ), растворы (химические соединения),
3.Повтор типа движения (повороты) (движение)
Ламинарное и турбулентное движение жидкостей, направленное движение по трубопроводу, движение жидкости от форсунок к валкам, удар и растекание по поверхностям валков
4.Повтор типа энергии (энергия)
Энергия при транспортировке, энергия механического перемешивания, энергия химических связей, энергия распыления смесей, энергия удара жидкости о твердое тело
5.Размерность : точка - линия - плоскость - объём (пространство)
Захват заготовки прокатными валками (линия); прохождение заготовки через зону деформации (криволинейная поверхность); деформация заготовки валками, течение металла внутри заготовки (объем), сплющивание валка от деформации (объем) и изменение при этом площади контакта с заготовкой (криволинейная поверхность),
сваривание и разрыв микронеровностей на поверхностях валков и заготовки (поверхности), срезание микровыступов на поверхности валка при деформации заготовки (объем); нанесение жидкости на валок( пятно), растекание жидкости по поверхности валка (криволинейная поверхность), испарение жидкости в окружающую среду (объем); формирование и прохождение слоя смазки между валком и заготовкой (микрообъем), окисление смазки и выделение газов в окружающую среду (объем), вход частицы твердой смазки в зону контакта валка с заготовкой (объем), «размазывание» твердой частицы по поверхности валка (криволинейная поверхность), смешивание разных фаз смазки в зоне деформации (микрообъем), отжимание избытка смазки и воды на входе в зону деформации (объем)
6.Повторы в рамках понятия «Цикл Потребления ТС» (время)
1.Купили (Изготовили ТС); 2.Научились (Испытали ТС, подобрали параметры работы); 3.Достали (смазку); 4. Включили (Запустили систему ТС); 5.Работаем (ТС работает вместе с прокатным станом); 6.Прервались на минутку (прекратилась подача металла, ТС остановили); 7.Воспользовались дополнительными системами (Привезли новую партию смазки на автоцистерне); 8.Заправили (Закачали смазку в рабочий бак); 9.Сложили (…); 10.Отремонтировали (отремонтировали ТС во время планового ремонта: чистка фильтров и др. оборудования, устранение утечек, проверка работы запорной арматуры и насосов); 11.Забрали с собой (Неисправное оборудование заменили и отправили в ремонт); 12.Утилизировали (Собрали отработанную смазку из отстойников, очистили, добавили присадки и вернули в работу)
7.Количество элементов в системе и надсистеме ( И –информация)
...
8.Повтор типа связи между элементами
...
9.Повтор физического эффекта
...
10.Повтор системного принципа
...
11.Предназначение: добавлять/убирать/удерживать/отражать вещество/энергию/информацию
Уменьшить износ прокатных валков не менее, чем на 20%.
12.Недостаток
Реального снижения износа валков нет
13.Достоинство
...
14.Повтор Рыночного Механизма
...

Re: Система технологической ...

мне лично не совсем понятно зачем смазывать валки вместе с прокатываемым листом.

а также не понятно зачем охлаждать валик вместе с горячим листом - ведь чем горячее лист тем его легче прокатывать. или нет ?

как вам кажется холодный валик будет меньше изнашиваться чем горячий ?

Re: Система технологической ...

Технологическая смазка подается для:
- снижения износа инструмента - прокатного валка,
- уменьшения коэффициента трения и тем самым снижения энергозатрат на прокатку металла,
- предотвращения микросваривания заготовки с валком,
- предотвращения налипания окалины на валки,
- повышения качества поверхности проката,
- для экранирования валков от перегрева.
Вода подается преимущественно на валки с целью охлаждения, так как температура заготовки составляет 700-1200°C. Вода,попадая на поверхность заготовки, испаряется и образует паровую рубашку, защищая заготовку от дальнейшего переохлаждения.Холодный валок конечно изнашиваются меньше. Если его поверхность перегрета, верхний слой начинает пластически деформироваться от давления прокатки и разрушаться.

Re: Система технологической ...

invem wrote:
Технологическая смазка подается для:
- снижения износа инструмента - прокатного валка,

на сколько надо охладить валок (по вашему мнению), чтобы необходимость смазки для данного пункта отпала навсегда и сразу ?

Quote:

- уменьшения коэффициента трения и тем самым снижения энергозатрат на прокатку металла,

не совсем понятно. разве не валок "тянет" заготовку ? Её тянет кто-то другой ?
в условиях задачи имеется
Quote:

Попытки увеличить ее эффективность за счет увеличения расхода и концентрации жировых присадок привели к пробуксовкам и застреванию раската

т.е. смазка для указанного пункта скорее вредна чем полезна. или как ?

Quote:

Холодный валок конечно изнашиваются меньше. Если его поверхность перегрета, верхний слой начинает пластически деформироваться от давления прокатки и разрушаться.

и что мешает решить задачу качественного охлаждения валка ?

Re: Система технологической ...

lox wrote:


на сколько надо охладить валок (по вашему мнению), чтобы необходимость смазки для данного пункта отпала навсегда и сразу ?
- цели охлаждения и смазки разные

не совсем понятно. разве не валок "тянет" заготовку ? Её тянет кто-то другой ?
- коэффициент трения зависит от расхода смазки. Ее надо подавать столько, чтобы обеспечить устойчивый захват заготовки и снижение износа валков. Это одно из противоречий для условий горячей прокатки, которое нужно преодолеть.

Quote:

Попытки увеличить ее эффективность за счет увеличения расхода и концентрации жировых присадок привели к пробуксовкам и застреванию раската

т.е. смазка для указанного пункта скорее вредна чем полезна. или как ?

- да, эти попытки привели к ухудшению. Надо найти другие способы. В этом цель задачи.

Quote:

и что мешает решить задачу качественного охлаждения валка ?

- а мы и не решаем задачу охлаждения. Мы решаем задачу снижения износа валков при нормальном охлаждении.

Re: Система технологической ...

Quote:

Мы решаем задачу снижения износа валков при нормальном охлаждении.

новая вводная ?
нельзя менять систему охлаждения ?
чего еще нельзя менять ?

Quote:

на сколько надо охладить валок (по вашему мнению), чтобы необходимость смазки для данного пункта отпала навсегда и сразу ?
- цели охлаждения и смазки разные

кто в лес кто по дрова. ответ не на тот вопрос.

Re: Система технологической ...

Quote:

Холодный валок конечно изнашиваются меньше. Если его поверхность перегрета, верхний слой начинает пластически деформироваться от давления прокатки и разрушаться.

характер этой зависимости износа от температуры: линейная, квадратичная, кубическая, ... ?

Re: Система технологической ...

lox wrote:
Quote:

Мы решаем задачу снижения износа валков при нормальном охлаждении.

новая вводная ?
нельзя менять систему охлаждения ?
чего еще нельзя менять ?
- никаких ограничений в постановке задачи не было
Quote:

на сколько надо охладить валок (по вашему мнению), чтобы необходимость смазки для данного пункта отпала навсегда и сразу ?
- цели охлаждения и смазки разные

кто в лес кто по дрова. ответ не на тот вопрос.

- перегрева валка нет, смазка подается, а повышенный износ валков имеет место. В том то и задача, чтобы найти причины.

Re: Система технологической ...

Quote:

- перегрева валка нет, смазка подается, а повышенный износ валков имеет место. В том то и задача, чтобы найти причины.

Quote:

Задача – уменьшить износ валков на 15-30% за счет применения ТСМ.

Quote:

Мы решаем задачу снижения износа валков при нормальном охлаждении.

????

характер этой зависимости износа от температуры: линейная, квадратичная, кубическая, ... ?

Re: Система технологической ...

...Применение смазки практически не дает эффекта. Попытки
увеличить ее эффективность за счет увеличения расхода и
концентрации жировых присадок привели к пробуксовкам и
застреванию раската в валках. Задача – уменьшить износ валков
на 15-30% за счет применения ТСМ.

"Мухи - мухами, котлеты - котлетами"...
ГФ для ТСМ - исключить адгезию (налипание, сваривание..)
прокатываемого мат-ла на валки, а так же, налипание,
образующейся в процессе горячей прокатки, окалины на валки и
вдавливание её в прокатываемый лист. Т.е. смазка обязана
обеспечить тончайщую пленку на обеих поверхностях, на валках и
на листе. Но!..

1. Тонкая пленка не смоет с листа окалину, и та будет вдавлена
в лист или (что еще хуже) в разогретый валок.
С одной стороны - это главный разрушитель поверхности валков,
приводящий к повышенному износу,
с другой - валок, в "оспинах" от окалины уже сам портит
прокатываемый лист.

2. Значит окалину нужно смывать мощной струей.
Нельзя. Лист резко остынет и опять ухудшиться качество.

3. Минеральное масло и пр. жировые присадки при таких
температурах неизбежно выгорают (особенно в зоне контакта, ОЗ),
то коксующаяся составляющая работает как абразив.
С одной стороны - улучшает трение (нет проскальзывания),
с другой - производит непрерывную "подполировку" поверхности
валка. Причем, величина (скорость) этого износа зависит от
неоднородности структуры металла в разных местах. И т.д...

Вывод:
Смазка - смазкой (дабы исключить адгезию).
Охлаждение - охлаждением. Если валки будут иметь "комнатную
температуру", при которой почти отсутствует пластическая
деформация и износ самих валков.

Здесь две самостоятельных задачи, причем, если эффектно
решается задача охлаждения валков, то практически без
усложнений решится и задача смазки.

Возможно, есть и еще одна - как убрать с поверхности листа
окалину? Или (что круче) - как прокатывать "на горячую", но
чтобы не образовывалась окалина?

Re: Система технологической ...

vev`у респект.

Quote:

Возможно, есть и еще одна - как убрать с поверхности листа
окалину? Или (что круче) - как прокатывать "на горячую", но
чтобы не образовывалась окалина?

в какое время и в каком месте она образуется/формируется ?

Re: Система технологической ...

lox wrote:

в какое время и в каком месте она образуется/формируется ?

:)) Спасибо!
Окалина - продукт окисления разогретой поверхности проката кислородом воздуха (в основном).
Поскольку лист "закрыт" от кислорода только в ОЗ (в зоне под валками), то и образуется она на всем пространстве листа (как тонкая "кожа").
В момент деформации валками, трескается и частично отслаивается.
Чем выше t и дольше время контакта с кислородом, тем толще слой.
Вот как то так, примерно.
Конечно, зависит еще и от корозионной стойкости прокатываемой стали, но это уже за пределами наших задач:)))

Re: Система технологической ...

Изображение пользователя serg1.

1. Зачем нужно охлаждение валков- понятно.
А зачем нужна смазка? Эти валки тянут лист, следовательно проскальзывание между валками и листом происходить не должно, следовательно коэффициент трения между валками и листом нужен не маленький а большой.
Что и было блистательно подтверждено вышеописанным экспериментом.
Так что на мой взгляд задачу "успешно" решают не в ту сторону.
На мой взгляд надо подавать "антисмазку", т.е. микро- а лучше нано- абразивный порошок (хотите- сделаем) для увеличения коэфициента трения в зону контакта, а охлаждающую жидкость - на валки.

2.Хоть убей - никак не могу увидеть никаких "спиральных законов" в описанном примере?

Re: Система технологической ...

serg1 wrote:

А зачем нужна смазка? Эти валки тянут лист, следовательно проскальзывание между валками и листом происходить не должно, следовательно коэффициент трения между валками и листом нужен не маленький а большой.

И "да и "нет".
Очень наглядная модель этого процесса - раскатывание теста скалкой на присыпанном мукой столе:))
Обратите внимание - проскальзывание там НЕИЗБЕЖНО есть! Лист становится тоньше, и "лишнее" тесто С ПРОСКАЛЬЗЫВАНИЕМ выползает на входе валка. Там же идет и абразивный износ (возвращаясь к металлу).

Re: Система технологической ...

serg1 wrote:
А зачем нужна смазка? Эти валки тянут лист, следовательно проскальзывание между валками и листом происходить не должно, следовательно коэффициент трения между валками и листом нужен не маленький а большой.

Я тоже задал себе этот вопрос и нашел вот что:

1. Трение при прокатке и влияние различных факторов. ссылка
2. Горячая прокатка стальных полос. ссылка
3. Нагрев металла перед прокаткой. ссылка

invem, несколько вопросов:

1. окалина - это основная причина порчи валков? Как ее удаляют в "сортовом стане 300"? Например, в статье "Нагрев металла перед прокаткой" сказано, что окалину взрыхляют боковым обжатием и смывают водой. В вашем случае также поступают? Может быть валки портятся от неэффективного смыва окалины перед прокаткой?
2. Какое соотношение воды и смазки в смеси? Может быть причина порчи валков в неравномерности подачи смазки на поверхность валков(где-то густо, а где-то пусто)?

Re: Система технологической ...

Quote:

Если валки будут иметь "комнатную
температуру", при которой почти отсутствует пластическая
деформация и износ самих валков.
Здесь две самостоятельных задачи, причем, если эффектно
решается задача охлаждения валков, то практически без
усложнений решится и задача смазки.

чтоб получить 30% экономии наверное достаточно на 10...15% улучшить охлаждение.
думаю что задача вполне решаема.

Re: Система технологической ...

Перед прокаткой заготовки нагреваются в методических печах до температуры 1100-1200 °C. На поверхности заготовки образуется печная окалина, которая при этой температуре слетает с заготовки при движении по рольгангу к 1-й клети. Поперечное сечение заготовки - квадрат 98*98мм. Окалина на поверхности не остается. Она ссыпается в специальный бункер, из которого периодически выгружается с помощью крана. Принудительное удаление окалины на этом стане не предусмотрено. При прокатке в первой клети окисная пленка удаляется с поверхности заготовки за счет скольжения металла относительно поверхности валка. При деформации в зоне входа заготовки металл течет в обратном направлении, примерно в середине очага деформации скорости металла и поверхности валка выравниваются, а затем металл течет в направлении прокатки. На выходе из валков скорость движения металла всегда выше, чем на входе из-за деформации. На выходе из валков поверхность заготовки ювенильная - без окисной пленки. Затем, при движении до следующей клети поверхность окисляется кислородом воздуха и процесс повторяется. Где-то у меня был расчет толщины окисной пленки по межклетевым промежуткам многоклетевого стана. Если найду - представлю.
Расход воды на охлаждение калибров одной клети составляет 35м3/ч, концентрация смазки - 0.04%. Смазка подается в воду только тогда, когда происходит деформация металла.
Совершенно верное замечание Alex в отношении неравномерности подачи смазки. В таблице прогнозов приведены виды движения жидкостей - ламинарное и турбулентное. Необходимо изучить условия смешивания воды и смазки в ТС. При ламинарном движении смешивание не происходит, при турбулентном - смешивание происходит, но теряется энергия потока водомасляной смеси.

Re: Система технологической ...

Quote:

чтоб получить 30% экономии наверное достаточно на 10...15% улучшить охлаждение.
думаю что задача вполне решаема.

При интенсивном охлаждении валка поверхность в зоне охлаждения получается с пониженной температурой, а в зоне деформации температура остается прежней. При этом увеличиваются циклические температурные напряжения в поверхностном слое валка, что приводит к появлению трещин. Кроме того, избыток воды переохлаждает заготовку, что недопустимо. Мы пытались охлаждать валки водой под давлением 30 атм. Вода заливает не только заготовку, но и вальцовщиков.
Воды не должно быть мало, чтобы валки не перегревались, и не должно быть много, чтобы валки не трескались.

Re: Система технологической ...

Компонентная схема ТС изображена на рис. 3. За систему примем системы охлаждения и смазки в совокупности, так как они взаимосвязаны. Система охлаждения подает воду на охлаждение валков. Система смазки подает масло в водную магистраль. Вода доставляет масло до валков, после чего масло отделяется от воды и образует защитную пленку на поверхности калибра. Таким образом, охладитель выполняет дополнительную функцию доставщика масла. Элементами надсистемы являются валки, заготовка, вода и смазка.

Re: Система технологической ...

Quote:

Кроме того, избыток воды переохлаждает заготовку, что недопустимо.

мне кажется это отдельная задача. связанная с тем что масло подается вместе с водой прямо в ОЗ.

Quote:

Мы пытались охлаждать валки водой под давлением 30 атм. Вода заливает не только заготовку, но и вальцовщиков.
Воды не должно быть мало, чтобы валки не перегревались, и не должно быть много, чтобы валки не трескались.

трескается от чего: от резкого охлаждения или от частого охлаждения ?

Re: Система технологической ...

lox wrote:


трескается от чего: от резкого охлаждения или от частого охлаждения ?

- От резкого периодического охлаждения и нагрева поверхности в зоне деформации на каждом обороте валка. Для прокатки валок должен быть разогрет. Перед началом прокатки на стане первые 2-3 заготовки пропускают без подачи охладителя. Я считаю, что это варварство. Валки надо подогревать постепенно, но это экономически оправдано для валков весом около 10т (они не успевают остыть после подогрева). Вес нашего валка 1т.

Re: Система технологической ...

invem wrote:
в пн, 23/08/2010 - 19:48.
...При деформации в зоне входа заготовки металл течет в обратном направлении, примерно в середине очага деформации скорости металла и поверхности валка выравниваются, а затем металл течет в направлении прокатки. На выходе из валков скорость движения металла всегда выше, чем на входе из-за деформации. На выходе из валков поверхность заготовки ювенильная - без окисной пленки. Затем, при движении до следующей клети поверхность окисляется кислородом воздуха и процесс повторяется. Где-то у меня был расчет толщины окисной пленки по межклетевым промежуткам многоклетевого стана. Если найду - представлю...

Не берусь оспаривать, но вызывает сомнение ювенильность. Если бы это было именно так, то и поверхность валка, после контакта
с прокатом, д.б. тоже ювенильной. Возникает законный вопрос: - куда делась та самая защитная пленка? Возможно речь идет о
ПОЧТИ ювенильной поверхности?.. Не смотря на достаточно большое удельное давление в зоне прокатки, оно (давление) не
настолько велико, что бы не могло быть преоделено давлением газов от выгорающей СОЖ (тот эксперимент с избыточным охлаждением и последовавшим падением трения, проскальзываием валков). Следовательно, часть сгоревшей смазки и продукты хим реакций неизбежно будут вдавлены в поверхность заготовки и, частично, в поверхность валка. Это ж и есть защитная пленка? Или что-то не так?

invem wrote:
в вт, 24/08/2010 - 06:29.

lox wrote:

трескается от чего: от резкого охлаждения или от частого охлаждения ?

- От резкого периодического охлаждения и нагрева поверхности в зоне деформации на каждом обороте валка. Для прокатки валок
должен быть разогрет. Перед началом прокатки на стане первые 2-3 заготовки пропускают без подачи охладителя. Я считаю, что
это варварство. Валки надо подогревать постепенно, но это экономически оправдано для валков весом около 10т (они не успевают остыть после подогрева). Вес нашего валка 1т.

Резкий нагрев от проката в зоне деформации и резкое охлаждение водой (парАми) на остальной поверхности валка.
Допустим недопустимое? Поверхность валка (?) обладает столь низкой теплопроводностью, что теплопередача от проката к валку
минимальна. Не важно КАК мы это обеспечим, например, используем "прокладку". Все остается - как было, но пропала теплопередача.
Что при этом будет "хорошо", и что вдруг станет "плохо"?

Re: Система технологической ...

vev пишет:

Quote:

Не берусь оспаривать, но вызывает сомнение ювенильность. Если бы это было именно так, то и поверхность валка, после контакта
с прокатом, д.б. тоже ювенильной. Возникает законный вопрос: - куда делась та самая защитная пленка? Возможно речь идет о
ПОЧТИ ювенильной поверхности?.. Не смотря на достаточно большое удельное давление в зоне прокатки, оно (давление) не
настолько велико, что бы не могло быть преоделено давлением газов от выгорающей СОЖ (тот эксперимент с избыточным охлаждением и последовавшим падением трения, проскальзываием валков). Следовательно, часть сгоревшей смазки и продукты хим реакций неизбежно будут вдавлены в поверхность заготовки и, частично, в поверхность валка. Это ж и есть защитная пленка? Или что-то не так?

Согласен, насчет ювенильности я перебрал. Ювенильные поверхности идеально бы сварились между собой.

vev пишет:

Quote:

Резкий нагрев от проката в зоне деформации и резкое охлаждение водой (парАми) на остальной поверхности валка.
Допустим недопустимое? Поверхность валка (?) обладает столь низкой теплопроводностью, что теплопередача от проката к валку
минимальна. Не важно КАК мы это обеспечим, например, используем "прокладку". Все остается - как было, но пропала теплопередача.
Что при этом будет "хорошо", и что вдруг станет "плохо"?

Это довольно трудно сделать,но почему бы и нет? Введем между валками и заготовкой теплоизоляцию. При напылении на поверхность горячего металла водного раствора жидкого стекла образуется равномерный белый налет. После деформации горячего металла в валках на лабораторном стане дуо налет превращается в равномерное стекловидное покрытие. Это я сам проверял экспериментально на стальных образцах(t=800-900 °C, обжатие 25%). Этот слой будет деформировать заготовку и принимать на себя тепловой удар. Только стекло трудно удалить с поверхности готового проката. Пусть тогда это будет горячая прокатка с одновременным нанесением защитного покрытия. Надо только поработать над добавками к раствору. Зафиксируем это как промежуточное решение.
Теперь, если нам не нужно такое покрытие, что делать? Разрыхлим структуру покрытия добавкой глины. При этом мы значительно уменьшим теплопроводность покрытия. Допущение vev о защитной прослойке вполне реально. Стекло является смазкой, глина - теплоизолятором. При прокатке на десятиклетевом стане 300, установив форсунки с раствором в межклетевых промежутках, наверное можно получить какие-нибудь результаты. Только, для полной гарантии, чтобы на готовом прокате не оставались остатки неорганической смазки, в 1-2 последних межклетевых промежутках форсунки не ставить. Смазки может хватить с предыдущей прокатки.
Какой получается результат? Тепловой удар уменьшается, валок нормально охлаждается, т.к. с него хорошо смывается раствор с неорганикой, износ валка уменьшается за счет уменьшения трения и тепловых нагрузок. Это может быть вторым промежуточным решением.
Проанализировав историю создания неорганических смазок, можно легко найти подобные составы. Значит, по прогнозу развития эти составы должны повториться на новом уровне?

Re: Система технологической ...

Quote:

Допустим недопустимое? Поверхность валка (?) обладает столь низкой теплопроводностью, что теплопередача от проката к валку
минимальна. Не важно КАК мы это обеспечим, например, используем "прокладку". Все остается - как было, но пропала теплопередача.
Что при этом будет "хорошо", и что вдруг станет "плохо"?

мне почему то в голову уже неоднократно лезет мысль о "коньки на льду".
коньки оказывается скользят не по льду, а по тонкой прослойке воды, которая образуется от давления коньков на лед. И рисуется вот такая картинка:

в качестве прослойки можно использовать бракованные [и подготовленные] "листы" от предыдущих прокаток.
- увеличивается площадь и время охлаждения как прослойки так и валка
- валок может быть даже изношенным, зато внешнюю сторону прослойки можно заранее "шлифовать"
- смазка отдельно под прослойку, охлаждение отдельно на валок и внутрь прослойки,
легче контролировать и управлять и тем и другим
- охладитель не попадает на заготовку, можно увеличить кол-во прокаток без доп. подогрева

Re: Система технологической ...

lox пишет

Quote:

в качестве прослойки можно использовать бракованные [и подготовленные] "листы" от предыдущих прокаток.

Есть такая идея, когда между валком 1 и заготовкой 2 помещается кольцо 3, которое вращается вместе с валком и передает от него усилие прокатки заготовке. Теоретически это реализуемо, а практически - не знаю.

Re: Система технологической ...

invem wrote:

в вт, 24/08/2010 - 15:59.
...Это я сам проверял экспериментально на стальных образцах(t=800-900 °C, обжатие 25%). Этот слой будет деформировать заготовку и принимать на себя тепловой удар. Только стекло трудно удалить с поверхности готового проката. Пусть тогда это будет горячая прокатка с одновременным нанесением защитного покрытия...

Иными словами, такая "прокладка" может деформировать и существено уменьшит тепловую нагрузку - это хорошо.

Она же ("прокладка") в определенных случаях может быть защитным (антикорозионным?) покрытием проката (временно, между
черновыми клетями, или постоянно по запросу потребителя) - это тоже хорошо.

Но эту прокладку невозможно отодрать от готового проката, когда она там не нужна - это очень плохо.

А когда она вредна? Например, при последующей дуговой или контактной сварке проката у потребителя.

Тогда далее два направления:
1. - Остаточная защитная пленка является еще и флюсом (присадкой?) для сварки - вторичная задача. (вред в пользу)
2. - Защитная пленка "отскакивает" (отслаивается) сама, например, за счет существенной разницы коэффициентов теплового
расширения. Прокат остывая сжимается, а пленка нет. Тоже вторичная задача.

Но это, естественно, в случае Вашего выбора предложенного пути:))

invem wrote:

...Проанализировав историю создания неорганических смазок, можно легко найти подобные составы. Значит, по прогнозу развития эти составы должны повториться на новом уровне?..

Увы! Признаться, в химии слаб с детства:)

Re: Система технологической ...

Изучался и такой вариант, когда применяли порошковую целлюлозу в смеси с водомасляной эмульсией. Эту суспензию подавали на заготовку перед последней клетью стана 250 горячей прокатки проволоки. Целлюлоза успевала выполнять свою защитную функцию,а затем сгорала и смывалась водой. Количество окислов на поверхности катанки после остывания было на 30% меньше. Таким образом, если постараться, то можно смазкой очищать прокат от окислов.

Re: Система технологической ...

К стати о раскатке теста вручную (см. пост от 22/08/2010 - 22:53.)
Мука - системный ресурс. Выполняет ту же функцию - устраняет адгезию к валку и к столу...

Возможно ли применение такого компонента при горячей прокатке?
Не муки, конечно, но "муки" из Fe или из Fe2o3? И то и другое родственно изделию (по крайней мере для черных металлов) и инструменту. Мелкодисперсный оксид и минеральное масло - как смазка, вода - как охладитель и основа суспензии?...

Механически прикатанная валком к прокату пленка из "окалины" защитит поверхность от дальнейшего образования окалины.

Варьируя содержание окалины в СОЖ можно управлять толщиной защитной пленки.

Re: Система технологической ...

Изображение пользователя AlexZ.

Invem, приветствую!
Очень интерсный факт:

Quote:

... применяли порошковую целлюлозу в смеси с водомасляной эмульсией. Эту суспензию подавали на заготовку перед последней клетью стана 250 горячей прокатки проволоки. Целлюлоза успевала выполнять свою защитную функцию,а затем сгорала и смывалась водой. Количество окислов на поверхности катанки после остывания было на 30% меньше...

Дело в том, что я видел, как во время прокатки листов (стан 2000, цех № 11, Ижорский завод, конец 60-х - начало 70-х гг.) на лист перед входом в валки бросали березовые веники. Зрелище очень впечатляющее - искры фонтаном, треск (прутья буквально взрывались). Мне объяснили, что так разрушают окалину...
Это я к чему: вчера (вот так совпало!) ситуацию с вениками связал с обсуждением здесь.
Взял фразу из поста (http://www.metodolog.ru/node/666#comment-10307, invem в пн, 23/08/2010 - 19:58): "... избыток воды переохлаждает заготовку, что недопустимо..." и , чуть подредактировав текст, сформулировал задачу - Нужно охлаждать валки и удалять окалину с помощью большого количества воды. Но возникает проблема переохлаждения валков (*) и их растрескивания.
(*) Я взял как более важную задачу сохранение валков. Хотя, конечно, нужен более тщательный анализ всех элементов, структуры, функций.
Конкретное противоречие: Воды должно быть много, чтобы валки надежно охлаждать, но такое охлаждение приводит к переохлаждению и растрескиванию валков.
Типовое противоречие: Повышение надежности функционирования системы (параметр 27) приводит к возникновению вредного фактора (параметр 31).
Типовые приемы разрешения противоречия:
35 - изменение параметров (физическое состояние - тв. вещество, жидкость, газ; концентрация, консистенция; гибкость; температура и пр.)
02 - вынесение
40 - композиты
26 - копирование (не удалось проинтерпретировать).
Приемы №№ 35, 02 и 40 подсказывают направления решения.
Развитие идеи с вениками:
1. Вода + древесные опилки - воды не так много, но за счет её большой теплоты парообразования хороший отбор тепла с валков; опилки под давлением “взрываются» и ломают окалину.
2. Вода + древесные опилки + масло - для лучшей смазки
3. Опилки - возможна замена на лигнин?
А на утро прочитал про эксперименты с целлюлозой. Значит, что-то в этом есть.
Успехов,
AlexZ

Re: Система технологической ...

vev пишет:

Quote:

Механически прикатанная валком к прокату пленка из "окалины" защитит поверхность от дальнейшего образования окалины.
Варьируя содержание окалины в СОЖ можно управлять толщиной защитной пленки.

Окалина примерно до середины стана является смазкой. Я этот фактор попытался Затем она теряет пластические свойства и становится абразивом. Очень близкое по природе вещество к железу обладает значительной адгезией. Это приводит к появлению дефекта "вкатанная окалина". И еще она обладает плохим свойством - собирать продукты износа и образовывать трудноудаляемые загрязнения в магистрали слива отработанного охладителя. Люди отбойными молотками, ломами и лопатами чистят сливы во время ремонтов.
В одном Вы правы - надо заставить работать окалину, только ту, которая уже есть, а затем избавиться от нее. Значит процесс окисления при прокатке надо сделать управляемым.
В СОЖ еще много чего есть. Так как система водоснабжения цеха оборотная, то в воде обязательно присутствуют капли масел из оборудования стана. Еще до перестройки ребята из института черной металлургии (г.Днепропетровск) начинали изучать этот процесс на ММК, но так все и ушло в небытие. Как это трудно выскребать из памяти давно ушедшую информацию.
Значит у нас еще появляется возможность управления - использование так называемых свободных масел в охлаждающей воде. Становится не так уж плохо. Почти ничего не надо брать извне, а просто заставить работать уже имеющиеся ресурсы. Хотя это и не наша идея, а ГСА, все равно приятно.

Re: Система технологической ...

AlexZ пишет:

Quote:

...Опилки - возможна замена на лигнин?

Конечно надо испытать лигнин вместо целлюлозы. Микрокристаллическая целлюлоза, которую мы испытывали, изготавливается из хлопка, которого днем с огнем не найдешь. Да и заводы по переработке, где они?

Re: Система технологической ...

invem wrote:

...Почти ничего не надо брать извне, а просто заставить работать уже имеющиеся ресурсы. Хотя это и не наша идея, а ГСА, все равно приятно.

Надеюсь, и ГСА не менее приятно от того, что мы с Вами пользуемся его идеями:-)

Re: Система технологической ...

Quote:

Дело в том, что я видел, как во время прокатки листов (стан 2000, цех № 11, Ижорский завод, конец 60-х - начало 70-х гг.) на лист перед входом в валки бросали березовые веники. Зрелище очень впечатляющее - искры фонтаном, треск (прутья буквально взрывались). Мне объяснили, что так разрушают окалину...

так может подавать измельченный древесный уголь ?

а вообще-то получается что в качесвте смазки надо подавать нечто, что нейтрализует окалину.
Что именно неизвестно. Значит надо искать, идти в магазин бытовой химии и пробовать все подряд: сода, уксус, фейри, пемолюкс, лимонная кислота, мыло, щелочь, соль, мука, сахар, ... все что можно смешать с водой и подать на валки. Авось чего-нибудь и поможет.

И вот такая мысль: а что если подавать под валок тонкую фольгу из матерала, аналогичного заготовке. Фольга сварится с заготовкой, но при этом может успеть защитить валок от абразивного действия окалины.

Re: Система технологической ...

lox wrote:
И вот такая мысль: а что если подавать под валок тонкую фольгу из матерала, аналогичного заготовке. Фольга сварится с заготовкой, но при этом может успеть защитить валок от абразивного действия окалины.
Это было бы очень здорово, если бы предварительно не нужно было раскатывать ту самую фольгу. Борясь с той самой окалиной.

Re: Система технологической ...

Изображение пользователя GIP.

Читал как-то, что в металлургии в качестве охлаждающего средства используют кипяток. И вполне уверен, что на металлургическом производстве можно найти что-то такое, что вместе с кипятком будет выполнять функцию разрушения окалины.

ДВОЕНИЕ --

путь к пониманию

Re: Система технологической ...

lox wrote:
а ту фольгу, которая "пищевая", тоже на станах раскатывают ?
"Пищевая" это обычно алл. или олово. Используют оцинкованное железо. Все это, конечно. катают и стоимость одного кг возрастает многократно.
И, конечно, важно помнить, что мы хотим оставить тот же металл. Исходно идея звучала - фольгу "из того же материала". Это будет дороговато.
Если из более дешевого, но очень тонкую, чтобы просто загерметизировала, а потом не влияла на характеристики, то можно было бы. Такой алюминиевый стальной лист. Ежели сам не сгорит по дороге, конечно.

Re: Система технологической ...

GIP wrote:
Читал как-то, что в металлургии в качестве охлаждающего средства используют кипяток. И вполне уверен, что на металлургическом производстве можно найти что-то такое, что вместе с кипятком будет выполнять функцию разрушения окалины.

Кипяток является прекрасным охладителем. Сам испытывал на четырехклетевом стане 2500 холодной прокатки и пятиклетевом стане 1200 холодной прокатки жести. Процесс испарения поглощает много энергии, за счет чего идет интенсивный отбор тепла от поверхности валка. Если еще есть приличный температурный градиент между валком и охладителем. Кроме того, горячая вода прекрасно отмывает поверхность прокатываемого листа от продуктов износа (В АС 1311799 температура эмульсии задана в пределах 30-60 °C). Недостатками является то, что при температуре охладителя выше 50 °C стан практически не видно в клубах пара, а также интенсивно корродирует оборудование.

Subscribe to Comments for "Система технологической смазки сортового стана "