CN101293300B - 一种φ2100×3400mm锻钢支承辊的修复工艺 - Google Patents

一种φ2100×3400mm锻钢支承辊的修复工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及超大型支承辊修复技术领域，具体地说是一种φ2100×3400mm锻钢支承辊的修复工艺，首先对支承辊挡边进行焊接：将上述待堆焊的支承辊辊身预热至250℃保温10小时后打开炉门，进行挡边焊接，每隔100mm断焊，焊道长度50～60mm，焊接部位立即用氧气，乙炔烘至发蓝，挡边焊接结束后，对支承辊辊身堆焊打底层、过渡层和工作层时分别均按照热处理曲线进行预热处理、保温处理及去应力处理。本发明与现有技术相比，考虑堆焊过程中温度循环和热影响区的变化对使用性能的影响，保证修复过程中工件预热的均透性，层间温度的均匀性，填补了国内超大型支承辊修复再生领域的空白，修复时间短，延长了使用寿命，节约成本。

Description

一种φ2100×3400mm锻钢支承辊的修复工艺
[技术领域]
本发明涉及超大型支承辊修复技术领域，具体地说是一种ф2100×3400mm锻钢支承辊的修复工艺。
[背景技术]
工业机械装备在不同介质的条件下运行所造成的磨损和腐蚀是当然世界工业生产中不可忽视的重大课题。据统计，工业发达国家由于装备和构件受磨损和腐蚀所造成的损失几乎达到国民生产总值的7％-10％，采用硬面材料和硬面技术可以有效地防止装备与构件的磨损与腐蚀，并且可以对已损坏的构件进行修复再生，这对于构建节约型经济具有显著的经济效益和社会效益。
大型冷、热连轧机已成为我国轧钢生产工工艺中的主流，而支承辊是这一生产过程中的大宗易损备件。仅以宝钢为例，4条热连轧、冷连轧生产线若按正常的磨损损耗，根据其钢产量以及支承辊吨钢磨耗量估计，年消耗支承辊一千多吨，相当于30余根单重30吨以上的支承辊，由此推算全国钢铁行业年耗用大、中型支承辊达300余根，因此，针对支承辊的堆焊修复工艺技术的研究开发具有重大意义。
大型支承辊的堆焊修复，在工业发达国家已被地普遍应用，我国虽然起步较晚，但近几年来发展迅速，辽宁、江浙、上海、天津、河北、福建等地区一些专业生产企业及宝钢、鞍钢、邢钢等大中型钢铁企业对堆焊修复大型热轧支承辊技术，包括技术装备、工艺流程和堆焊材料进行了不少实践和研究，但对于超大型支承辊修复再生领域几乎没有涉足。
目前，国内大吨位的支承辊，如Φ2100×3400的支承辊皆为国外进口，其每支成品销售价为1000万元左右，交货期再快也需3年，不但价高，而且费时，如果进行修复再生，尽可能地多次重复利用原有工件坯料，使报废或接近尺寸报废的零件再生延长使用寿命，则可降低成本，节约周期。
[发明内容]
本发明的目的在于克服现有技术的不足，为满足修复超大型支承辊的特殊需要，考虑堆焊过程中温度循环和热影响区的变化对使用性能的影响，保证修复过程中工件预热的均透性，层间温度的均匀性，最终去应力处理的可靠性、有效性，而设计的一种修复工艺。
为实现上述目的，设计的一种ф2100×3400mm锻钢支承辊的修复工艺，其特征在于：首先对支承辊挡边进行焊接：将上述待堆焊的支承辊辊身预热至250℃保温10小时后打开炉门，进行挡边焊接，每隔100mm断焊，焊道长度50～60mm，焊接部位立即用氧气，乙炔烘至发蓝，挡边焊接结束后，对支承辊辊身堆焊打底层、过渡层和工作层时分别均按照热处理曲线进行预热处理、保温处理及去应力处理，其中所述的按热处理曲线进行堆焊修复为：预热段，升温至180℃后保温18小时，再升温至260℃保温20小时，再升温至350℃，保温22小时，再升温至420℃保温22小时，再降温到400℃出炉堆焊；中间回火段，升温至480℃后保温12小时，再降温至400℃出炉堆焊；最终回火段，升温至520℃后保温18小时，后随炉冷却至室温，最终回火后支承辊冷态尺寸为ф2116mm。所述的打底层和过渡层的中间回火的次数以每单边堆焊厚度30mm为一次，工作层的中间回火以每单边堆焊厚度25mm为一次。堆焊参数为：堆焊电压为29～31V；堆焊电流为450～500A；工件转速为600～700mm/min；焊道搭接量为45～50％；焊丝外伸长度为25～28mm；打底层、过渡层、工作层的层间温度为250℃～300℃。所述的支承辊挡边焊接采用80～110A的直流电。
本发明同现有技术相比，考虑堆焊过程中温度循环和热影响区的变化对使用性能的影响，保证修复过程中工件预热的均透性，层间温度的均匀性，最终去应力处理的可靠性、有效性，保住支承辊的修复质量，填补了国内超大型支承辊修复再生领域的空白，修复时间短，延长了支承辊的使用寿命，节约生产成本。
[附图说明]
图1是本发明创造中热处理曲线预热段曲线图。
图2是本发明创造中热处理曲线中间回火段曲线图。
图3是本发明创造中热处理曲线最终回火段曲线图。
指定图1为摘要附图。
[具体实施方式]
下面对本发明作进一步的说明。
对ф2100×3400mm锻钢(3％Cr)支承辊的修复，首先要根据使用工况条件选择管状焊丝，通过试板样焊确定焊材的热影响区及焊丝的金相组织状态及硬度值，根据探伤结果设计合理的斜面过渡，解决辊面垂直落差尺寸，采用不等的加热保温措施，解决堆焊过路中层间温度的均衡值。
首先进行支承辊挡边焊接，采用组合炉转台进行，80～110A直流电，使用的挡边材料选用厚度为6mm，宽度为50-60mm的钢板，焊条采用ф3.2E308-16；A102，同时焊条经250℃保温2小时烘焙，待堆焊的支承辊辊身预热至250℃保温10小时后打开炉门，进行挡边焊接，每隔100mm断焊，焊道长度50～60mm，可两台焊机同时施焊，焊接部位立即用氧气、乙炔烘至发蓝，焊接结束后，按热处理曲线对支承辊辊身进行处理堆焊，具体如下：
对支承辊辊身堆焊打底层、过渡层和工作层时分别按照热处理曲线进行预热处理、保温处理及去应力处理，其中热处理曲线的参数为：
预热段，升温至180℃后保温18小时，再升温至260℃保温20小时，再升温至350℃，保温22小时，再升温至420℃保温22小时，再降温到400℃出炉堆焊；
中间回火段，升温至480℃后保温12小时，再降温至400℃出炉堆焊，其中打底层和过渡层的中间回火的次数以每单边堆焊厚度30mm为一次，工作层的中间回火以每单边堆焊厚度25mm为一次；
最终回火段，升温至520℃后保温18小时，后随炉冷却至室温，最终回火后支承辊冷态尺寸为ф2116mm。
上述的堆焊步骤中的堆焊参数为：堆焊电压为29～31V；堆焊电流为450～500A；工件转速为600～700mm/min；焊道搭接量为45～50％；焊丝外伸长度为25～28mm；打底层、过渡层、工作层的层间温度为250℃～300℃。

Claims (4)

1.一种φ2100×3400mm锻钢支承辊的修复工艺，其特征在于：首先对支承辊挡边进行焊接：将上述待堆焊的支承辊辊身预热至250℃保温10小时后打开炉门，进行挡边焊接，每隔100mm断焊，焊道长度50～60mm，焊接部位立即用氧气，乙炔烘至发蓝，挡边焊接结束后，对支承辊辊身堆焊打底层、过渡层和工作层时分别按照热处理曲线进行预热处理、保温处理及去应力处理，所述的热处理曲线的参数为：预热段，升温至180℃后保温18小时，再升温至260℃保温20小时，再升温至350℃，保温22小时，再升温至420℃保温22小时，再降温到400℃出炉堆焊；中间回火段，升温至480℃后保温12小时，再降温至400℃出炉堆焊；最终回火段，升温至520℃后保温18小时，后随炉冷却至室温，最终回火后支承辊冷态尺寸为φ2116mm。
2.如权利要求1所述的一种φ2100×3400mm锻钢支承辊的修复工艺，其特征在于：所述的打底层和过渡层的中间回火的次数以每单边堆焊厚度30mm为一次，工作层的中间回火以每单边堆焊厚度25mm为一次。
3.如权利要求1所述的一种φ2100×3400mm锻钢支承辊的修复工艺，其特征在于堆焊参数为：堆焊电压为29～31V；堆焊电流为450～500A；工件转速为600～700mm/min；焊道搭接量为45～50％；焊丝外伸长度为25～28mm；打底层、过渡层、工作层的层间温度为250℃～300℃。
4.如权利要求1所述的一种φ2100×3400mm锻钢支承辊的修复工艺，其特征在于：所述的支承辊挡边焊接采用80～110A的直流电。
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