Термічне оброблення сталевих валків широко і давно застосовується у вальцеливарному виробництві, в цей же час термічне оброблення чавунних валків носить нестандартизований одиничний або дослідний характер і не отримало належного розвитку. Це пов'язано з відсутністю обґрунтованих рекомендацій режимів термічного оброблення і спеціальних печей.

Підприємства, що проводять модернізацію виробництва, як правило, застосовують сучасні печі імпортного виробництва з електронним управлінням і здійснюють термічне оброблення по графіках, отриманих дослідним шляхом. У зв'язку з цим видається особливий інтерес в розробці точних, науково-обґрунтованих режимів термічного оброблення для конкретних виконань і типорозмірів чавунних валків.

Літературний огляд цього питання дозволив зробити висновок, що дані про структурні перетворення, які відбуваються у валкових чавунах, при різних режимах термічної обробки обмежені. Згідно з даними компаній Åkers Group 53%, Friedrich Krupp AG Hoesch – Krupp 59% типів чавунних валків піддаються термічному обробленню по різних режимах, при цьому компанії вказують на істотну зміну структури і фізико-механічних властивостей, а дані про режими термічного оброблення, як і у більшості літературних джерел не вказуються.

Метою роботи було проведення лабораторних досліджень та розробка режиму промислового термічного оброблення заготовок чавунних двошарових листопрокатних валків виконання ЛПХНд-71 з діаметром бочки 500 мм  для зняття внутрішньої напруги і підвищення експлуатаційної надійності. У роботі проводили порівняльний аналіз рекомендованих режимів відпалювання і експериментальних з метою розробки раціонального режиму відпалювання.

У литих відбілених валках після вибивання з ливарних форм більшою чи меншою мірою зберігається внутрішня напруга, причиною появи яких служить нерівномірна усадка в різних перерізах. Напруги у валках різних виконань будуть неоднакові, і залежать від градієнта температур між центром і зовнішніми частинами, а також від градієнта температур по довжині валка. При проектуванні і моделюванні технологічного процесу виготовлення листопрокатного валка виконання ЛПХНд-71 діаметром 500 мм за допомогою пакетів SolidWorks і LVMFlow були отримані такі дані: середня швидкість охолодження прокатного валка в ливарній формі дорівнює 18,0 ºС/год, при термічному обробленні – 17,6 ºС/год (охолодження печі зі швидкістю 25 ºС/год).

В ході досліджень експериментально визначали швидкість нагріву дослідних валків діаметром 500 мм. Підйом температури в печі вели відповідно до рекомендованої граничної швидкості 25 ºС/год. Різниця температур поверхні і осі при швидкості нагріву 25 ºС/год за діаметра 500 мм дорівнювала 40 ºС. Тривалість витримки при постійній температурі 250 ºС для валків діаметром 500 мм складала 9,5 год. Температурний перепад в процесі охолодження при термічній обробці не перевищував 25 ºС, а при охолодженні у формі досягав 95 ºС. В результаті, залишкова напруга після відпалу також має бути значно нижче за ливарних.

У лабораторних умовах експериментально дослідили вплив циклічного відпалювання, який проводили на установці ВДТА-8М. Металографічний аналіз показав, що перетворення аустеніту проходило з утворенням перліту виду Пт2. Крім того, зі збільшенням кількості циклів до десяти у порівнянні з литим станом збільшувалася кількість фериту у 2,5 рази, тому було не рекомендовано збільшення кількості циклів більше чотирьох.

Таким чином, було прийнято, що для двошарового валка діаметром 500 мм режим теплового оброблення повинен складатися з нагрівання зі швидкістю не більше за 25 ^оС/год до температури 150 ^оС, витримки протягом 9,5 год (з двократною циклічністю температури 250150 ^оС) та остаточного охолодження у печі зі швидкістю не більше за 25 ^оС/год до 80 ^оС.