RU1780890C - Two-layer mill roller - Google Patents

Two-layer mill roller

Info

Publication number
RU1780890C
RU1780890C SU914909997A SU4909997A RU1780890C RU 1780890 C RU1780890 C RU 1780890C SU 914909997 A SU914909997 A SU 914909997A SU 4909997 A SU4909997 A SU 4909997A RU 1780890 C RU1780890 C RU 1780890C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rolls
manganese
silicon
magnesium
iron
Prior art date
Application number
SU914909997A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Елена Николаевна Вишнякова
Виталий Кириллович Парфенюк
Виктор Васильевич Коробейник
Валерий Павлович Приходько
Нина Алексеевна Крупа
Валентин Андреевич Рямов
Владимир Иванович Комляков
Сергей Петрович Павлов
Original Assignee
Украинский научно-исследовательский институт металлов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Украинский научно-исследовательский институт металлов filed Critical Украинский научно-исследовательский институт металлов
Priority to SU914909997A priority Critical patent/RU1780890C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1780890C publication Critical patent/RU1780890C/en

Links

Landscapes

  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Description

11

(21)4909997/27 (22)11.02.91 (46)15.12.92. Бюл.Мг46(21) 4909997/27 (22) 11.02.91 (46) 12/15/92. Bull.Mg46

(71)Украинский научно-исследовательский институт металлов(71) Ukrainian Research Institute of Metals

(72)Е.Н.Вишн кова, В.К.Парфенюк, В.В.Коробейник , В.П.Приходько, Н.А.Крупа, В.А.Р мов., В.И.Комл ков и С.П.Павлов (56) За вка Японии № 59-225806,(72) E.N. Vishnova, V.K. Parfenyuk, V.V. Korobeinik, V.P. Prikhodko, N.A. Krupa, V.A. Movov, V.I. Komlkov and S .P. Pavlov (56) Japanese Application No. 59-225806,

кл. В 21 В 27/02, 1984.class B 21 B 27/02, 1984.

Авторское свидетельство ЧССР № 218329, кл. В 21 В 7/00, 1985.Author's certificate of Czechoslovakia No. 218329, cl. B 21 B 7/00, 1985.

Патент США ISfc 3997370, кл. 148-12R, 1976.U.S. Patent ISfc 3997370, CL 148-12R, 1976.

(54) ДВУХСЛОЙНЫЙ ПРОКАТНЫЙ ВАЛОК (57) Использование: прокатные валки станов холодной прокатки. Сущность изобретени : наружный рабочий слой прокатного валка выполнен из легированного чугуна состава , мас.%: С 3,0-3,3; Si 1,0-1,5; Мп 0,3-0,6; N1 2,0-2,8; Сг 0,2-0,4; Си 0,5-1.5; Мд 0.001- 0,05; Мо 0,2-0,4; Fe остальное. Сердцевина и шейки валка выполнены из чугуна состава, мас.%: С 3.0-4,0; Si 1,5-2,0; Мп 0,2-0,4; Сг 0,1-0,3; Мд 0,02-0,06; Fe остальное. При этом суммарное отношение графитизирующих и карбидообразующих элементов материала наружного сло  к материалу сердцевины составл ет 1,45-1,6. 3 табл.(54) TWO-LAYER ROLLING SHAFT (57) Use: cold rolls for rolling mills. SUMMARY OF THE INVENTION: the outer working layer of a rolling roll is made of alloyed cast iron composition, wt.%: C 3.0-3.3; Si 1.0-1.5; MP 0.3-0.6; N1 2.0-2.8; Cr 0.2-0.4; Cu 0.5-1.5; Md 0.001-0.05; Mo 0.2-0.4; Fe the rest. The core and neck of the roll are made of cast iron composition, wt.%: C 3.0-4.0; Si 1.5-2.0; MP 0.2-0.4; Cr 0.1-0.3; Md 0.02-0.06; Fe the rest. The total ratio of graphitizing and carbide forming elements of the material of the outer layer to the core material is 1.45-1.6. 3 tab.

Изобретение относитс  к металлургии, в частности, к изысканию материалов дл  валков листовых станов холодной прокатки, характеризующихс  высоким уровнем прочностных и эксплуатационных свойств бочки валка, хорошей обрабатываемостью шеек валков с высокой стойкостью к растрескиванию , предназначенных дл  использовани  при изготовлениймассивных изделий, работающих в услови х интенсивного истирани .The invention relates to metallurgy, in particular, to the search for materials for rolls of cold-rolled sheet mills, characterized by a high level of strength and operational properties of the roll barrel, good machinability of the neck of the rolls with high cracking resistance, intended for use in the manufacture of massive products operating in conditions of intense abrasion.

Известен прокатный валок с приводными шейками из в зкой стали и способ его изготовлени .A known roll with drive necks of mild steel and a method for its manufacture are known.

Применена в зка  сталь дл  концов шеек , которые соедин ютс  с шейкой сваркой. Подогрев перед сваркой производитс  индукторами . Конец валка поджимают к шейке при сварке гидродомкратом. Материал наружного сло  - адамит или легированный чугун. Материал сердцевины - литой чугунViscous steel is used for the ends of the necks that are joined to the neck by welding. Preheating is done by inductors. The end of the roll is pressed to the neck when welding with a hydraulic jack. The material of the outer layer is adamite or alloyed cast iron. Core Material - Cast Iron

(L

СWITH

со сфероидальной формой графита химического состава, мас.%1:with a spheroidal graphite chemical composition, wt.% 1:

УглеродCarbon

КремнийSilicon

МарганецManganese

НикельNickel

ХромChromium

МолибденMolybdenum

ЖелезоIron

ВесьмаQuite

3,0-3,8 1,5-2.5 0,4-1,0 2,03.0-3.8 1.5-2.5 0.4-1.0 2.0

0,1-1,0 0,20.1-1.0 0.2

Остальное сложное осуществление прочThe rest is difficult exercise

0000

оabout

0000

чэ оwhat about

цесса сварки и значительна  зона термического вли ни  не могут обеспечить необходимый уровень качества валков малого диаметра, а материал бочки валка не обеспечивает требований к валкам листовых станов холодной прокатки.the welding process and a significant heat affected zone cannot provide the required quality level for small diameter rolls, and the material of the roll barrel does not meet the requirements for rolls of cold-rolled sheet mills.

Известны чугунные металлургические валки дл  гор чей прокатки толстолистового металла, химического состава, мас.%: Углерод2,8-3,5Known cast iron metallurgical rolls for hot rolling of plate, chemical composition, wt.%: Carbon 2.8-3.5

Марганец0,6-1,2Manganese 0.6-1.2

Кремний0,8-1,4Silicon 0.8-1.4

Фосфор0,05-0,25Phosphorus 0.05-0.25

Сера0,001-0.03Sulfur0.001-0.03

Магний0,02-0,08.Magnesium 0.02-0.08.

Кроме того, чугун должен иметь не менее четырех из следующих легирующих элементов , мас.%:In addition, cast iron must have at least four of the following alloying elements, wt.%:

Хром0,05-0,5Chrome 0.05-0.5

Никель3,2-4,0Nickel 3.2-4.0

Молибден. 0,03-0,6Molybdenum. 0.03-0.6

Медь0,5-1,0Copper 0.5-1.0

Ванадий0,03-0,2Vanadium 0.03-0.2

ЖелезоОстальноеIronOther

Валки, изготовленные из такого чугуна характеризуютс  недостаточным уровнем свойств и твердостью, необходимых дл  валков холодной прокатки. Это объ сн етс  тем, что при таком составе реализуетс  пер- литобейнитна  основа и зернистый графит. Известны многослойные чугунные валки дл  прокатки при температурах до 1800°С следующего химсостава наружного сло , мас.%:Rolls made of such cast iron are characterized by an insufficient level of properties and hardness required for cold rolling rolls. This is explained by the fact that with such a composition, perlite bainite base and granular graphite are realized. Known multilayer cast iron rolls for rolling at temperatures up to 1800 ° C the following chemical composition of the outer layer, wt.%:

Углерод3,3-3,7Carbon 3.3-3.7

Марганец0,35-1,25Manganese 0.35-1.25

Кремний,1,0-2.0Silicon, 1.0-2.0

Никель3,75-5.75Nickel 3.75-5.75

Хром0,75-1,35Chrome 0.75-1.35

.Молибден0,4-1,1.Molybdenum 0.4-1.1

Магний0,3-0,08Magnesium 0.3-0.08

ЖелезоОстальноеIronOther

Валки из таких материалов характеризуютс  высокой разгаростойкостью, что необходимо при гор чей прокатке изделий. Однако дл  работы валков при холодной прокатке необходимо получение бейнито- карбидной структуры, что позволит обеспечить высокую износостойкость при достаточно высокой твердости.Rolls of such materials are characterized by high heat resistance, which is necessary for hot rolling of products. However, for the work of the rolls during cold rolling, it is necessary to obtain a bainitic carbide structure, which will ensure high wear resistance with a sufficiently high hardness.

Наиболее близким по технической сущности к за вл емому  вл етс  многослойный бандаж валка с калибром, изготовленный методом центробежного лить , наружный слой которого имеет химический состав, мас.%:The closest in technical essence to the claimed is a multilayer bandage roll with a caliber made by centrifugal casting, the outer layer of which has a chemical composition, wt.%:

Углерод3,0-3,7Carbon 3.0-3.7

Кремний1,5-2,5Silicon 1.5-2.5

Марганец0,2-1,0Manganese 0.2-1.0

Никель0,7-3,0Nickel 0.7-3.0

Хром.0,1-0,5Chrome. 0.1-0.5

Молибден0,1-1,0Molybdenum 0.1-1.0

Магний0,02-0,1Magnesium 0.02-0.1

ЖелезоОстальноеIronOther

внутренний слой, мас.%:inner layer, wt.%:

Углерод2,8-3,8Carbon 2.8-3.8

Кремний1,8-2,8Silicon 1.8-2.8

Марганец0,1-1,0Manganese 0.1-1.0

Никель 2,0Nickel 2.0

Хром 0,4Chrome 0.4

Молибден 1,0Molybdenum 1.0

Магний0.02-0,1Magnesium 0.02-0.1

ЖелезоОстальноеIronOther

Недостатком бандажа такого состава  вл ютс  неприменимость переноса материала дл  валков гор чей прокатки сорто- 5 вых станов на валки листовых станов холодной прокатки из-за значительных адгезионных процессов, привод щих к преждевременному выходу валков из стро  по наварам.A disadvantage of such a bandage is the inapplicability of the transfer of material for hot-rolling rolls of high-grade 5 mills to rolls of cold-rolled sheet mills due to significant adhesion processes leading to premature roll exit from the system in bulk.

0 Целью изобретени   вл етс  предотвращение поломок шеек валков, улучшение их обрабатываемости, уменьшение адгези- ционных процессов, а также повышение надежности валков.0 The aim of the invention is to prevent breakage of the necks of the rolls, to improve their machinability, to reduce the adhesion processes, and to increase the reliability of the rolls.

5 Дл  достижени  указанной цели в чугун наружного сло  дополнительно введена медь при следующем соотношении компонентов , мас.%:5 In order to achieve this goal, copper is additionally introduced into the cast iron of the outer layer in the following ratio of components, wt.%:

Углерод3,0-3.3Carbon 3.0-3.3

0 Кремний1,0-1,50 Silicon 1.0-1.5

Марганец0,3-0,6Manganese 0.3-0.6

Никель2,0-2,8Nickel: 2.0-2.8

Хром0,2-0,4Chrome 0.2-0.4

Медь0,5-1.5Copper 0.5-1.5

5 Магний0,001-0,055 Magnesium .001-0.05

Молибден0,2-0,4Molybdenum 0.2-0.4

ЖелезоОстальное,Iron the rest,

сердцевина содержит элементы при следующем соотношении компонентов, мас.%: 0 Углерод3,0-4,0the core contains elements in the following ratio of components, wt.%: 0 Carbon 3.0-4.0

Кремний1,5-2,0Silicon 1.5-2.0

Марганец0,2-0,4Manganese 0.2-0.4

Хром0,1-0,3Chrome0.1-0.3

Магний0.02-0,06Magnesium 0.02-0.06

5 ЖелезоОстальное,5 Iron Else,

причем суммарное отношение графитизиру- ющих и карбидообразующих элементов наружного сло  к сердцевине составл ет 1,45-1,6.;.,moreover, the total ratio of graphitizing and carbide-forming elements of the outer layer to the core is 1.45-1.6.;.,

0 Предложенный материал дл  наружного (рабочего) сло  валков характеризуетс  высокой стойкостью к наварам, а внутренний к растрескиванию шеек, что обеспечивает повышение надежности валков. 5 По имеющимс  у за вител  данным в известных решени х отсутствуют признаки, сходные с признаками, которые отличают от прототипа за вл емое решение, что позвол ет сделать вывод о его соответствии 0 критерию существенные отличи .0 The proposed material for the outer (working) layer of the rolls is characterized by high resistance to welds, and internal to cracking of the necks, which increases the reliability of the rolls. 5 According to the data available from the applicant, in the known solutions there are no features similar to those that differ from the prototype of the claimed solution, which allows us to conclude that there are significant differences with criterion 0.

Выбранные пределы содержани  химических элементов в предложенном чугуне обеспечены следующими аргументами.The selected limits for the content of chemical elements in the proposed cast iron are provided by the following arguments.

Дополнительно введенна  в чугун дл Additionally introduced into cast iron for

5 рабочего сло  валков медь в количество 0,51 ,5% позвол ет повысить твердость, изноСОСТОЙКОСТЬ .И ВЯЗКОСТЬ, СНИЗИТЬ СКЛОННОСТЬ5 working layer of copper rolls in an amount of 0.51, 5% allows to increase hardness, wear resistance. AND VISCOSITY, DECREASE AN INCLINATION

к адгезиционным процессам, что очень важно дл  валков холодной прокатки. Это св - зано с тем, что одним из основных дефектов,adhesion processes, which is very important for cold rolling rolls. This is due to the fact that one of the main defects

служащих причиной преждевременного выхода из стро   вл ютс  навары, что составл ет 50% от общего выхода валков по дефектам. Введение меди в количестве до 1,5% позвол ет ограничить содержание дефицитных и дорогосто щих элементов: Ni не выше 2,8% и молибдена 0,4% соответственно , что свидетельствует об эффективности использовани  меди в качестве их заменител . Повышение эксплуатационных свойств металла и стойкость к наварам св заны с упрочнением твердого раств бра а -Ре медью. При этом происходит дисперсионное выделение меди на плоскост х скольжени  a-Fe, что затрудн ет их взаимное перемещение, предотвраща  тем самым схватывание металла. Повышение износостойкости при легировании меДью достигаетс  увеличением количества перлитной составл ющей, понижением критических точек и стабилизацией аустенита в бейнитных и мартенситных чугунах с шаровидным графитом, выделением на поверхности трени  медистых включений. Таким образом, дл  повышени  эксплуатационных свойств необходимо вводить медь в высокоуглеродистые сплавы в количестве, превышающем пределы ее растворимости при температурах эксплуатации.The cause of premature failure is billet, which accounts for 50% of the total yield of rolls due to defects. The introduction of copper in an amount of up to 1.5% makes it possible to limit the content of scarce and expensive elements: Ni not higher than 2.8% and molybdenum 0.4%, respectively, which indicates the efficiency of using copper as a substitute for them. The increase in the operational properties of the metal and the resistance to broths are associated with the hardening of the solid solution a-Pe with copper. In this case, the precipitation of copper occurs on the a-Fe slip planes, which makes their mutual displacement difficult, thereby preventing the metal from setting. An increase in wear resistance during copper alloying is achieved by increasing the amount of the pearlite component, lowering critical points and stabilizing austenite in bainitic and martensitic nodular cast irons, and isolating cuprous inclusions on the surface. Thus, in order to increase the operational properties, it is necessary to introduce copper into high-carbon alloys in an amount exceeding the limits of its solubility at operating temperatures.

Введение до 0,5% Си не оказывает вли ни  на эксплуатационные свойства валков,The introduction of up to 0.5% Cu does not affect the operational properties of the rolls,

Введение меди свыше 1,5% приводит к снижению термической выносливости чугуна .The introduction of copper in excess of 1.5% leads to a decrease in the thermal endurance of cast iron.

Кроме того, в предлагаемом чугуне следует рассматривать совместное вли ние меди , никел  и молибдена, так как медь служит частичным заменителем никел  и молибдена . При этом суммарное содержание их находитс  в пределах 2,7-4,7%.In addition, in the proposed cast iron, the combined effect of copper, nickel, and molybdenum should be considered, since copper serves as a partial substitute for nickel and molybdenum. Moreover, their total content is in the range of 2.7-4.7%.

Медь, никель и молибден, уменьша  свободную энергию смеси аустенита и графита , способствуют повышению термодинамического потенциала дл  пр мого выделени  графита. Кроме того, они обеспечивают формирование стабильной структуры в промежуточной области, способству  повышению прочностных свойств, твердости , термической выносливости и увеличению стабильности карбидной фазы, измельча  включени  графита и продукты распада аустенита.Copper, nickel and molybdenum, reducing the free energy of the mixture of austenite and graphite, increase the thermodynamic potential for direct release of graphite. In addition, they provide the formation of a stable structure in the intermediate region, contributing to an increase in strength properties, hardness, thermal endurance and increase in the stability of the carbide phase, grinding of graphite incorporation and austenite decomposition products.

Наличие в чугуне меди, никел  и молибдена в количествах менее 0,5, 2,0 и 0,2% соответственно приводит к формированию в отливках структуры, состо щей из грубых продуктов распада аустенита различной степени дисперсности, котора  существенно охрупчивает материал, снижает уровеньThe presence in the cast iron of copper, nickel and molybdenum in amounts of less than 0.5, 2.0 and 0.2%, respectively, leads to the formation in the castings of a structure consisting of coarse austenite decomposition products of varying degrees of dispersion, which significantly embrittle the material, reduces the level

механических свойств, увеличивает анизотропию и снижает термическую выносливость .mechanical properties, increases anisotropy and reduces thermal endurance.

С увеличением содержани  меди, нике- л  и молибдена в количествах более 1,5, 2,8 и 0,4 соответственно снижаетс  уровень механических свойств чугуна, что св зано с нарушением оптимального соотношени  графитизирующих и карбидообразующихWith an increase in the content of copper, nickel and molybdenum in amounts of more than 1.5, 2.8 and 0.4, the level of mechanical properties of cast iron, respectively, decreases, which is associated with a violation of the optimal ratio of graphitizing and carbide-forming

0 элементов, происходит ухудшение формы включений графита, они укрупн ютс  и разветвл ютс , что также отрицательно сказываетс  на термической выносливости материала.0 elements, the shape of graphite inclusions deteriorates, they enlarge and branch, which also affects the thermal endurance of the material.

5 При содержании углерода и кремни  менее 3,0 и 1,0% соответственно в структуре отливок по вл ютс  грубые карбидные включени  по границам зерен, что снижает пластические характеристики и термиче0 скую выносливость, способству  выкрашиванию рабочего слой валка в процессе эксплуатации. Повышение содержани  углерода и кремни  свыше 3,3 и 1,5% соответственно приводит к флотации графита, что5 When the content of carbon and silicon is less than 3.0 and 1.0%, respectively, coarse carbide inclusions appear at the grain boundaries in the structure of castings, which reduces the plastic characteristics and thermal endurance, which contributes to the chipping of the working layer of the roll during operation. An increase in the carbon and silicon contents over 3.3 and 1.5%, respectively, leads to flotation of graphite, which

5 особенно характерно дл  массивных отливок , в результате чего будет иметь место неравномерное распределение твердости, а, следовательно, и износа по сечению валка . Кроме того, повышение содержани 5 is especially characteristic of massive castings, as a result of which there will be an uneven distribution of hardness and, consequently, wear over the cross section of the roll. In addition, increasing the content

0 кремни  свыше 1,5%, вследствие его склонности к ликвидации, ухудшает прочностные характеристики.0 silicon over 1.5%, due to its tendency to eliminate, impairs strength characteristics.

Марганец, хром и молибден  вл ютс  карбидообразующими элементами. ОднакоManganese, chromium and molybdenum are carbide forming elements. However

5 в за вл емом составе в результате взаимодействи  графитообразующих элементов . (кремни , никел  и меди) происходит объединение аустенита углеродом, в результате чего марганец, хром и молибден в выбран0 ных количествах идут в основном не на образование избыточной карбидной фазы, а на легирование, что обеспечивает повышение механических свойств чугуна и повышает стабильность карбидной фазы в услови х5 in the claimed composition as a result of the interaction of graphite-forming elements. (silicon, nickel and copper), austenite is combined with carbon, as a result of which the manganese, chromium and molybdenum in the selected quantities are mainly used not for the formation of an excess carbide phase, but for alloying, which improves the mechanical properties of cast iron and increases the stability of the carbide phase in conditions x

5 термоциклировани , которое имеет место при эксплуатации валков.5 thermal cycling that occurs during the operation of the rolls.

Установлено, что оптимальное содержание марганца - 0,3-0,6%. При содержании марганца,0,3% возможно по вление фер0 ритной составл ющей, снижение твердости и формирование неоднородной структуры, что способствует интенсивному износу при эксплуатации. Содержание марганца 0,6% приводит к снижению активности углеродаIt was found that the optimum manganese content is 0.3-0.6%. With a manganese content of 0.3%, a ferritic component may appear, hardness may decrease and an inhomogeneous structure may form, which contributes to intensive wear during operation. Manganese content of 0.6% reduces carbon activity

5 и уменьшению числа зародышей графита, что создает услови  к формированию избыточного цементита и снижению пластичности .5 and a decrease in the number of graphite nuclei, which creates the conditions for the formation of excess cementite and a decrease in ductility.

Введение хрома в количестве 0,2% недостаточно дл  повышени  твердости иThe introduction of chromium in an amount of 0.2% is not enough to increase hardness and

прочности чугуна, а повышение его содержани  свыше 0,4%, особенно в присутствии других карбидообразующих элементов, способствует формированию более грубой карбидной фазы, склонной к выкрашиванию при термоциклическом воздействии и высоких удельных давлени х.strength of cast iron, and an increase in its content of over 0.4%, especially in the presence of other carbide-forming elements, contributes to the formation of a coarser carbide phase, prone to chipping under thermal cycling and high specific pressures.

Дл  получени  шаровидного графита чугун модифицируют магнием в количестве 0,001-0,05%. При содержании магни  менее 0,001 % происходит нарушение шаровидной формы графита и по вл ютс  пластинчатые его выделени . Повышение содержани  магни  выше 0,05% способствует повышению устойчивости структурно-свободного цементита , ухудшает форму и характер распределени  неметаллических включений, не оказыва  положительного вли ни  на свойства чугуна.To produce spherical graphite, cast iron is modified with magnesium in an amount of 0.001-0.05%. When the magnesium content is less than 0.001%, spherical shape of graphite is disturbed and lamellar precipitates appear. An increase in the magnesium content above 0.05% helps to increase the stability of structurally-free cementite, worsens the shape and distribution of non-metallic inclusions, without having a positive effect on the properties of cast iron.

Дл  обеспечени  указанных свойств состав чугуна должен быть стабилизирован таким образом, чтобы суммарное отношение графитизирующих и карбидообразую- щих элементов наружного сло  к сердцевине составл л 1,45-1,6.To ensure these properties, the composition of cast iron must be stabilized so that the total ratio of graphitizing and carbide forming elements of the outer layer to the core is 1.45-1.6.

При таком отношении достигаетс  обеспечение прочного рабочего сло , в зкой сердцевины и шеек валков, что повышает срок их службы.In this respect, a strong working layer is achieved, with a viscous core and roll necks, which increases their service life.

При суммарном отношении графитизирующих и карбидообразующих элементов наружного сло  к сердцевине 1,45 из-за недостаточного количества графитизирующих элементов в металле наружного сло  не обеспечиваетс  снижение склонности к адгезионным процессам, что приводит к сокращению срока службы валков. При суммарном отношении графитизирующих и карбидообразующих элементов наружного сло  к сердцевине 1,6 формируетс  большое количество графитизирующих элементов в металле наружного сло  валков, что не обеспечит достаточную износостойкость и, следовательно, понижает их надежность.With a total ratio of graphitizing and carbide-forming elements of the outer layer to the core of 1.45, due to the insufficient number of graphitizing elements in the metal of the outer layer, a tendency to adhesion processes is not reduced, which leads to a reduction in the service life of the rolls. When the total ratio of graphitizing and carbide-forming elements of the outer layer to the core 1,6 is formed, a large number of graphitizing elements are formed in the metal of the outer layer of the rolls, which does not provide sufficient wear resistance and, therefore, reduces their reliability.

Изготавливают валок следующим образом- сначала заливают расплавленный металл во вращающуюс  изложницу на установке дл  центробежного лить  и формируют наружный слой, затем, после затвердевани  внутренней поверхности наружного сло , производ т заливку сердцевины валка.The roll is made as follows — first, molten metal is poured into the rotating mold in a centrifugal casting unit and the outer layer is formed, then, after the inner surface of the outer layer has hardened, the core of the roll is filled.

Так как прокатные валки работают в услови х термоциклического воздействи  и склонны к адгезионным процессам, оценку стойкости материалов к выкрашиванию производили на основе склонности металла к наварам.Since the rolling rolls operate under thermocyclic conditions and are prone to adhesive processes, the resistance to chipping of materials was assessed based on the metal's tendency to weld.

Дл  определени  механических и эксплуатационных свойств предлагаемого валка были отлиты 6 сплавов с граничными и оптимальными соотношени ми ингредиентов дл  рабочего сло  и сердцевины. Дл In order to determine the mechanical and operational properties of the proposed roll, 6 alloys were cast with boundary and optimal ratios of ingredients for the working layer and core. For

сопоставительного анализа были отлиты 4 сплава с граничными и оптимальными соотношени ми сплавов по прототипу и 1 сплав из кованой стали 9 Х2 текущего производст- 5 ва (табл.1).For comparative analysis, 4 alloys with boundary and optimal ratios of alloys according to the prototype and 1 alloy of forged steel 9 X2 of current production 5 were cast (Table 1).

Каждый сплав был выплавлен в 200 кг индукционный печи. В качестве шихтовых материалов использовали: стальной лом, FeSi (75%), FeMn (45%), FeCr (72%), никель грану- 0 лированный, медь гидролизную. Валки отливали на центробежной горизонтальной машине 552-2. Из полученных сплавов были изготовлены образцы, которые испытывали на твердость; прочность, термостойкость, 5 обрабатываемость, определ ли величину износа , склонность к адгезиционным процессам.Each alloy was smelted in a 200 kg induction furnace. The following materials were used as charge materials: steel scrap, FeSi (75%), FeMn (45%), FeCr (72%), granulated nickel, hydrolyzed copper. Rolls were cast on a centrifugal horizontal machine 552-2. From the obtained alloys were made samples that were tested for hardness; strength, heat resistance, 5 workability, the amount of wear, the tendency to adhesive processes were determined.

Испытани  на термостойкость производили термоциклированием образцов при температурах 600 fc200C до по влени  пер- 0 вых трещин, что отражает услови  нагрева и охлаждени  в процессе эксплуатации валков на листовых станах.Thermal stability tests were carried out by thermal cycling the samples at temperatures of 600 fc200C until the first cracks appeared, which reflects the conditions of heating and cooling during operation of the rolls on sheet mills.

Обрабатываемость опытных сплавов после отжига оценивали методом сверлени  5 темплетов толщиной 20 мм. Дл  стандартных сверл осевое усилие при сверлении определ ли по формулеThe machinability of the test alloys after annealing was evaluated by drilling 5 templates with a thickness of 20 mm. For standard drills, the axial thrust during drilling was determined by the formula

Foc 0,195(HB)f 0,8o + 90,02 , где НВ - твердость чугуна по Бринелю; 0 f-подача, мм на оборот;Foc 0.195 (HB) f 0.8o + 90.02, where HB is the Brinell hardness of cast iron; 0 f-feed, mm per revolution;

D - диаметр сверла, мм.D is the diameter of the drill, mm

При обеспечении посто нного осевого усили , диаметра материала сверла число оборотов шпиндел , подача на оборот f  в- 5 л етс  критерием обрабатываемости материала . При сверлении каждого темплета использовали новые сверла диаметром 10 мм из стали R 6M5K5. Сверление производили без охлаждени  инструмента, фиксиру  0 врем  прохода сверла через темплет и рассчитыва  подачу на оборот. Каждый темплет сверлили не менее 5 раз,Providing a constant axial force, diameter of the material of the drill, the number of spindle revolutions, feed per revolution f - 5 is the criterion for the workability of the material. When drilling each template, new drills with a diameter of 10 mm made of steel R 6M5K5 were used. Drilling was performed without cooling the tool, fixing 0 the time the drill passed through the template and calculating the feed rate per revolution. Each template was drilled at least 5 times,

Как показали данные проведенных испытаний (табл.2), полученные сплавы (1-4) 5 характеризовались следующим уровнем свойств: металл наружного сло  - предел прочности при изгибе 900-950 Н/мм2, ударна  в зкость - 9-10 Дж/см2, термостойкостьAs shown by the data of the tests (Table 2), the obtained alloys (1-4) 5 were characterized by the following level of properties: the metal of the outer layer — ultimate strength in bending of 900–950 N / mm2, impact strength — 9–10 J / cm2, heat resistance

-1900-2150 циклов до разрушени ,твер- 0 дость 82-85 НЗД.металл сердцевины и шеек-1900-2150 cycles to failure, hardness 82-85 NZD. Metal of the core and necks

-предел прочности при изгибе - 480-550 Н/мм v/дарна  в зкость 13,8-15,0 Дж/см .термостойкость 2900-2980 циклов до разрушени , твердость - 300-311 НВ.-bending strength - 480-550 N / mm v / dar viscosity 13.8-15.0 J / cm. heat resistance 2900-2980 cycles to failure, hardness 300-311 HB.

5 При выходе за граничные значени  ингредиентов и соотношений карбидообразующих и графитизирующих элементов наружного сло  и сердцевины показатели уровн  механических и эксплуатационных свойств ниже.5 When the boundary values of the ingredients and the ratios of carbide-forming and graphitizing elements of the outer layer and core are exceeded, the level of mechanical and operational properties is lower.

На основании приведенных данных можно сделать выводе том, что за вл емый прокатный валок (варианты 1-4) по сравнению с прототипом (варианты 9-11) обеспечит повышение термостойкости металла шеек валков в 1,6 раза, ударной в зкости - в 1,8 раза при улучшенной обрабатываемости в 1,25 раза, что способствует предотвращению поломок шеек.Based on the data presented, we can conclude that the claimed rolling roll (options 1-4) compared with the prototype (options 9-11) will increase the heat resistance of the metal of the necks of the rolls by 1.6 times, impact strength - by 1, 8 times with improved machinability 1.25 times, which helps to prevent breakage of the necks.

Проверку эффективности за вл емого материала, в частности, по склонности к адгезионным процессам (наварка), количеству прокатанного металла за установку, по износу производили в опытно-промышленных услови х. Дл  испытаний были отлиты валки , состав которых соответствовал предложенным валкам, валкам по прототипу и валкам из кованой стали текущего производства .The effectiveness of the claimed material, in particular, by its propensity for adhesive processes (welding), the amount of rolled metal per installation, and wear was checked under experimental industrial conditions. For testing, rolls were cast whose composition corresponded to the proposed rolls, prototype rolls, and forged steel rolls of current production.

Испытани  проводили в услови х, при- ближенных к серийному производству проката по удельному давлению на валок, скорости, температуре прокатки, сортаменту , режиму охлаждени  валков. Проверке подвергали валки, занимающие одинаковое положение в клети. Глубина рабочего сло  20 мм. Перешлифовку всех валков производили на посто нном режиме. После сн ти  из клети валки охлаждали на воздухе. Температура окружающей среды была положи- тельной. Съем за перешлифовку рассчитывали в учетом величины износа бочки.The tests were carried out under conditions similar to the serial production of rolled products by specific pressure on the roll, speed, rolling temperature, gauge, roll cooling mode. Checks were made to rolls occupying the same position in the stand. The depth of the working layer is 20 mm. Regrinding of all rolls was carried out at a constant mode. After being removed from the cage, the rolls were cooled in air. The ambient temperature was positive. Grinding removal was calculated taking into account the barrel wear.

Результаты испытанийпо вариантам 1-3 и 8, 9, 12 представлены в табл.3. Приведенные в таблицах результаты подтверждаютс  актом испытаний.The test results for options 1-3 and 8, 9, 12 are presented in table 3. The results given in the tables are confirmed by the test report.

Лучшие результаты получены-на валках предложенного состава (вариант № 2), где износ металла меньше по сравнению с износом металла прототипа в 2,0 раза, а по сравнению с валками из кованой стали в 2,3 раза за счет снижени  количества наваров, что и в свою очередь привело к повышению количества прокатанного металла в 1,3 раза по сравнению с прототипом и в 1,4 раза по сравнению со стальными коваными валками за счет получени  оптимальной структуры. При этом за 30 установок рабочий слой использовали на 65%.The best results were obtained on rolls of the proposed composition (option No. 2), where metal wear is 2.0 times less than that of the prototype metal, and 2.3 times less than forged steel rolls due to a decrease in the amount of weld, which and in turn led to an increase in the number of rolled metal by 1.3 times compared with the prototype and 1.4 times compared with steel forged rolls due to the optimal structure. Moreover, for 30 installations, the working layer was used by 65%.

При предложенном химическом составе чугуна по вариантам 1 и 3 по сравнению с прототипом износ ниже в 1,6 и 1,9 раз, а по сравнению со стальными коваными в 1,9 и 2,1 раз соответственно, количество прокатанного металла больше в 1,3 раза по сравнению с прототипом и в 1,3-1,38 раза больше по сравнению со стальными коваными валками текущего производства соответственно .With the proposed chemical composition of cast iron according to options 1 and 3, wear and tear is 1.6 and 1.9 times lower than that of the prototype, and 1.9 and 2.1 times lower, respectively, compared to forged steel, the amount of rolled metal is 1 3 times compared with the prototype and 1.3-1.38 times more compared to forged steel rolls of the current production, respectively.

При выходе за граничные значени  ингредиентов (вариант 8) при 27 установках износ в 1,14 раз, а количество прокатанного металла всего в 1,04 раза больше посравне- нию с вариантом 1, 2 при 20 установках и незначительно отличаетс  от прототипа (вариант 9).When you go beyond the boundary values of the ingredients (option 8) at 27 settings, wear is 1.14 times, and the amount of rolled metal is only 1.04 times more compared to option 1, 2 at 20 settings and slightly differs from the prototype (option 9 )

Таким образом, согласно данным проведенных испытаний за вл емое изобрете- 0 ние по сравнению с прототипом обладает следующими преимуществами:Thus, according to the data of the tests of the claimed invention in comparison with the prototype has the following advantages:

термостойкость металла шеек валков выше в 1,6 раза;the heat resistance of the metal of the necks of the rolls is 1.6 times higher;

ударна  в зкость металла шеек валков 5 выше в 1,8 раза;the impact strength of the metal of the necks of the rolls 5 is 1.8 times higher;

обрабатываемость шеек легче в 1,25 раза;the workability of the necks is 1.25 times lighter;

Claims (1)

количество прокатанного металла за установку выше в 1,2-1,3 раза; 0 срок службы валков больше в 1,3 раза. За вл емый валок представл ет значительный интерес дл  народного хоз йства, так как позвол ет повысить ритмичность и производительность прокатных станов, со- 5 кратить расход валков, обеспечить выход годного металла более высоких сортов, снизить трудоемкость изготовлени  валков и сократить расход топливно-энергетических ресурсов. 0 Формула изобретени the amount of rolled metal per installation is 1.2-1.3 times higher; 0 roll service life is 1.3 times more. The inventive roll is of significant interest to the national economy, as it allows to increase the rhythm and productivity of rolling mills, to reduce the consumption of rolls, to ensure the yield of metal of higher grades, reduce the complexity of manufacturing rolls and reduce the consumption of fuel and energy resources . 0 Claims Двухслойный прокатный валок, рабочий слой которого выполнен из легированного чугуна, содержащего углерод, кремний, марганец, хром, никель, магний, молибден 5 и железо, а сердцевина и шейки выполнены из чугуна, содержащего углерод, кремний, марганец, хром, магний и железо, отличающийс  тем, что, с целью предотвращени  поломок шеек валков, уменьшени  адге- 0 зиционных процессов, а также повышени  надежности валков, рабочий слой дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.%:A two-layer rolling roll, the working layer of which is made of alloyed cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, magnesium, molybdenum 5 and iron, and the core and necks are made of cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, magnesium and iron characterized in that, in order to prevent breakage of the necks of the rolls, reduce adhesion processes, as well as increase the reliability of the rolls, the working layer additionally contains copper in the following ratio of components, wt.%: Углерод3,0-3,3Carbon 3.0-3.3 5 Кремний1,0-1,55 Silicon 1.0-1.5 Марганец0,3-0,6Manganese 0.3-0.6 Никель2,0-2,8Nickel: 2.0-2.8 Хром0,2-0,4Chrome 0.2-0.4 Медь0,5-1,5Copper 0.5-1.5 0 Магний0,001-0,050 Magnesium .001-0.05 Молибден0,2-0,4Molybdenum 0.2-0.4 ЖелезоОстальное,Iron the rest, а сердцевина содержит элементы при следующем соотношении компонентов, мас.%: 5 Углерод3,0-4,0and the core contains elements in the following ratio of components, wt.%: 5 Carbon 3.0-4.0 Кремний1,5-2,0Silicon 1.5-2.0 Марганец0,2-0,4Manganese 0.2-0.4 Хром0,1-0,3Chrome0.1-0.3 Магний0,02-0,06Magnesium 0.02-0.06 ЖелезоОстальное,Iron the rest, причем суммарное отношение графитизи- рующих и карбидообразующих элементовmoreover, the total ratio of graphitizing and carbide-forming elements 99 ю 11w 11 1212 950 940 900 850 830 800 820950 940 900 850 830 800 820 780 790 79$780 790 79 $ 10,510.5 9.59.5 9,09.0 10,010.0 8,58.5 8,08.0 3:3: 8,0 7,9 8,18.0 7.9 8.1 1000-1500 20-301000-1500 20-30 Предлагаемый составSuggested composition 1ЭОО8255в13,829203009,45 101EOO8255v13.829203009.45 10 2200 8ft52013,529803079,910 2200 8ft52013.529803079.910 21008$50014,829003119,710 21,008 $ 50,014,829003119,710 21508348015,029703009,31021508348015.029703009,310 19008046010,026902789,0ID219008046010,026902789,0ID2 1550811.509,727602708,7Ю1550811.509.727602708.7U 187030. 4309,027502858,910187030.4309.027502858.910 1800824408,828002628,8101800824408,828002628,810 Бэ о«ыйсостав(прототип)Bae about the "composition (prototype) 1700704509.518003517,5101700704509.518003517,510 165072 5008,3i8603637,610165072 5008.3i8603637,610 1720714606,019003597,8101720714606.019003597,810 Кованные валкитекущего производства из стали 9X2Forged Roller Current Production 9X2 Steel 150095-D8600-700 12-161000-1200 30-35 HSD150095-D8600-700 12-161000-1200 30-35 HSD наружного сло  к сердцевине составл ет 1,45-1,6.the outer layer to the core is 1.45-1.6. Т в 6 л и u a 1T in 6 l and u a 1 Таблица2Table 2 б л и ц а 3b l c a 3 Продолжение табл.3Continuation of Table 3
SU914909997A 1991-02-11 1991-02-11 Two-layer mill roller RU1780890C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914909997A RU1780890C (en) 1991-02-11 1991-02-11 Two-layer mill roller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914909997A RU1780890C (en) 1991-02-11 1991-02-11 Two-layer mill roller

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1780890C true RU1780890C (en) 1992-12-15

Family

ID=21559834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914909997A RU1780890C (en) 1991-02-11 1991-02-11 Two-layer mill roller

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1780890C (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1067443C (en) * 1998-10-15 2001-06-20 冶金工业部北京冶金设备研究院 Multi-element w-alloy cast iron roll collar and its making technology
RU2576718C1 (en) * 2014-08-12 2016-03-10 Публичное акционерное общество "Синарский трубный завод" (ПАО "СинТЗ") Rolling mill two-ply roll with axial cavity
US10155283B2 (en) 2013-04-11 2018-12-18 Fujico Co., Ltd. Method for manufacturing mill roll, mill roll and manufacturing apparatus of mill roll

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1067443C (en) * 1998-10-15 2001-06-20 冶金工业部北京冶金设备研究院 Multi-element w-alloy cast iron roll collar and its making technology
US10155283B2 (en) 2013-04-11 2018-12-18 Fujico Co., Ltd. Method for manufacturing mill roll, mill roll and manufacturing apparatus of mill roll
RU2576718C1 (en) * 2014-08-12 2016-03-10 Публичное акционерное общество "Синарский трубный завод" (ПАО "СинТЗ") Rolling mill two-ply roll with axial cavity

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0178818B1 (en) Wear-and seizure resistant roll for hot rolling
CA2837130C (en) Ultrahigh-strength wear-resistant steel plate and method of manufacturing the same
CN100566873C (en) A kind of straightening of kinked rail cast iron roll collar and preparation method thereof
CN1051338C (en) Rolls for metal shaping
CN101407891B (en) Boron-containing semi-high speed steel cold roller and manufacturing method thereof
EP0309587B1 (en) Abrasion-resistant composite roll and process for its production
CN107073570A (en) Composite casting abnormal shape roll and preparation method thereof
JP4366475B2 (en) High-alloy glen cast iron material for hot rolling rolls made by centrifugal casting
CN1276113C (en) High boron foundry iron base anti-wear alloy and its heat treatment method
CN114032464B (en) High-performance shearing blade for wide and thick plates and manufacturing method thereof
Bedolla-Jacuinde Niobium in cast irons
RU1780890C (en) Two-layer mill roller
Jenkins et al. Ductile Iron
CN110724874A (en) High-manganese austenitic steel with corrosion and wear resistance and preparation method of hot rolled plate
CN1024690C (en) High-chromium alloy cast iron, its hot treatment process and application
CN100424211C (en) Modified steel and its production method
CN114059059A (en) High-boron high-speed steel composite roller and preparation method thereof
JP2004250764A (en) Method of producing composite roll for rolling, and the roll
CN105714182A (en) High-toughness aluminum-contained high boron cast iron and preparation method thereof
CN113186467B (en) Composite roller for welded steel pipe and cold-formed steel and preparation method thereof
CN108624814A (en) HB500 grades of cut deal wear-resisting steel plates and manufacturing method
Dodd Recent developments in abrasion resistant high chromium-molybdenum irons, low-alloy manganese steels and alloyed nodular irons of importance in the extraction and utilization of energy resources
JPH03219047A (en) Manufacture of hot rolling roll material and roll
JPH03126838A (en) Composite roll
CN105648349A (en) Preparation method of medium-thickness plate hot straightening roll