RU2111831C1

RU2111831C1 - Process of shrouding of parts

Info

Publication number: RU2111831C1
Application number: RU97106041A
Authority: RU
Inventors: В.И. Безукладов; В.В. Ветер; Г.А. Белкин; Ю.А. Ильин; И.С. Сарычев; Ю.И. Габелко; О.В. Хохлов
Original assignee: Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"; Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Валок"
Priority date: 1997-04-15
Filing date: 1997-04-15
Publication date: 1998-05-27

Abstract

FIELD: metallurgy, repair of rollers of continuous casting machines or any other parts. SUBSTANCE: for increase of resistance of shrouded parts thanks to prevention of shroud slipping in process of usage rings of shroud are heated up to temperature not above 570 C and are cured at specified temperature in the course of ( 1.1-4.0)δ min, where δ is thickness of ring wall, mm. Depending on design of outer surface of roller barrel all rings of shroud are put simultaneously or in turn starting from midpart of roller. EFFECT: increased wear resistance of shrouded parts. 2 cl

Description

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к роликам машин непрерывного литья заготовок, а также может быть использовано при ремонте бандажированием любых других деталей. The invention relates to metallurgy, mainly to rollers of continuous casting machines, and can also be used for repairs by banding any other parts.

Ролики зоны вторичного охлаждения машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) эксплуатируются в сложных условиях: при циклическом термомеханическом воздействии со стороны слитка, окислительном воздействии охлаждающей жидкости, абразивном воздействии окалины и т.п. В результате ролики быстро выходят из строя вследствие износа, образования трещин, термической усталости и особенно часто из-за проскальзывания колец бандажа по бочке ролика. Последняя причина выхода из строя роликов характерна для бандажированных роликов, где кольца бандажа посажены на бочку с натягом, как, например, в авт. св. N 1091991, кл. B 22 D 11/12, 1984. The rollers of the secondary cooling zone of continuous casting machines (CCM) are operated in difficult conditions: with cyclic thermomechanical action from the side of the ingot, the oxidative effect of the coolant, the abrasive effect of scale, etc. As a result, the rollers quickly fail due to wear, cracking, thermal fatigue, and especially often due to slipping of the brace rings over the barrel of the roller. The last reason for the failure of the rollers is typical for bandaged rollers, where the rings of the bandage are planted on a barrel with an interference fit, as, for example, in the author. St. N 1091991, cl. B 22 D 11/12, 1984.

Все известные способы бандажирования не учитывают условий эксплуатации роликов машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), и посаженный с натягом бандаж имеет окисленную внутреннюю поверхность, что облегчает в дальнейшем его проскальзывание по бочке ролика, это особенно характерно для приводных роликов. All known methods of banding do not take into account the operating conditions of the rollers of the continuous casting machine (CCM), and the tightened bandage has an oxidized inner surface, which makes it easier to slip on the roller barrel in the future, this is especially typical for drive rollers.

Известен способ бандажирования деталей, в частности валов, включающий нагрев кольца до 480-500^oC, выдержку и посадку с натягом (Гребеник В.М., Гордиенко М. В., Цапко В.К. Повышение надежности металлургического оборудования. Справочник. - М: Металлургия, 1988, с. 52-53).A known method of banding parts, in particular shafts, including heating the ring to 480-500 ^o C, holding and landing with interference (Grebenik V.M., Gordienko M.V., Tsapko V.K. Improving the reliability of metallurgical equipment. Reference. - M: Metallurgy, 1988, p. 52-53).

Недостатком известного технического решения является низкая стойкость деталей, в частности роликов МНЛЗ, из-за проскальзывания кольца бандажа по бочке ролика. A disadvantage of the known technical solution is the low durability of parts, in particular CCM rollers, due to slipping of the bandage ring over the roller barrel.

Наиболее близким является способ бандажирования (Цеков В.И. Восстановление деталей металлургического оборудования. - М.: Металлургия, 1977, с. 27-28). Способ бандажирования предполагает нагрев кольца до температуры 400-500^oC и посадку с натягом 0,05-0,15 мм.The closest is the method of banding (Tsekov V.I. Restoration of parts of metallurgical equipment. - M .: Metallurgy, 1977, S. 27-28). The bandaging method involves heating the ring to a temperature of 400-500 ^o C and landing with an interference fit of 0.05-0.15 mm.

Недостатком известного технического решения является низкая стойкость бандажированных деталей, испытывающие в процессе эксплуатации срезывающие напряжения по зоне контакта бандажа с деталью. Преждевременный выход из строя бандажированной детали обусловлен тем, что из-за отсутствия регламентации температурного и временного факторов при нагреве бандажа перед его посадкой на деталь внутренняя часть бандажа покрывается толстой окалиной, которая в дальнейшем и предопределяет проскальзывание бандажа. A disadvantage of the known technical solution is the low resistance of the bandaged parts, experiencing during operation shear stresses along the contact zone of the bandage with the part. Premature failure of the bandage part is due to the fact that due to the lack of regulation of temperature and time factors when heating the bandage before it is put on the part, the inner part of the bandage is covered with thick scale, which subsequently determines the slippage of the bandage.

Технический результат, достигаемый изобретением, - повышение стойкости бандажированных деталей за счет предотвращения проскальзывания бандажей в процессе эксплуатации. The technical result achieved by the invention is to increase the resistance of bandaged parts by preventing slipping of the bandages during operation.

Поставленная цель достигается тем, что способ включает в себя нагрев колец бандажа до температуры не выше 570^oC и выдержку при заданной температуре в течение (1,1-4,0)δ (мин), где δ - толщина стенки кольца, мм. В зависимости от конструкции наружной поверхности бочки ролика насаживают все кольца бандажа одновременно или, как во втором варианте поочередно, начиная со средней части ролика, причем первое кольцо устанавливают в центральной части ролика, равной (0,4-0,6)L, где L - длина бочки ролика.This goal is achieved in that the method includes heating the rings of the bandage to a temperature not higher than 570 ^° C. and holding at a given temperature for (1.1-4.0) δ (min), where δ is the wall thickness of the ring, mm. Depending on the design of the outer surface of the barrel of the roller, all the rings of the bandage are inserted simultaneously or, as in the second embodiment, alternately starting from the middle part of the roller, the first ring being installed in the central part of the roller equal to (0.4-0.6) L, where L - the length of the barrel of the roller.

Во всех известных технических решениях не регламентируется время выдержки бандажа при повышенной температуре (перед посадкой на деталь) в зависимости от толщины детали, в результате происходят перегрев детали, окисление внутренней части, она покрывается толстой окалиной. Нагрев свыше 570^oC является совершенно недопустимым: скорость окисления при этой температуре резко увеличивается, окалина выше этой температуры становится трехслойной, толстой и рыхлой, так как выше 570^oC начинает образовываться вюстит. Также известно, что температура влияет на скорость реакции окисления экспоненциально (Окисление металлов. /Под ред. Ж. Бенара. -М.: Металлургия, 1968, с. 165). Поэтому температура нагрева перед последней посадкой с натягом должна быть как можно ниже, однако температуру выбирают из величины посадки, так, например, при посадке с натягом, равным 0,1-0,15 мм, достаточно нагреть кольцо до 400-430^oC, а для посадки 0,6-0,9 мм, применяемой для изготовления бандажированных роликов МНЛЗ, кольца необходимо нагревать до 480-530^oC.In all known technical solutions, the holding time of the bandage at an elevated temperature (before landing on the part) is not regulated, depending on the thickness of the part, as a result, the part overheats, oxidizes the internal part, it becomes covered with thick scale. Heating above 570 ^o C is completely unacceptable: the oxidation rate at this temperature increases sharply, the scale above this temperature becomes three-layer, thick and loose, since wustite begins to form above 570 ^o C. It is also known that temperature affects the rate of the oxidation reaction exponentially (Oxidation of metals. / Ed. J. Benard. -M.: Metallurgy, 1968, p. 165). Therefore, the heating temperature before the last fit with an interference fit should be as low as possible, however, the temperature is selected from the fit value, for example, when fitting with an interference fit of 0.1-0.15 mm, it is enough to heat the ring to 400-430 ^o C, and for landing 0.6-0.9 mm, used for the manufacture of bandaged casters CCM, the ring must be heated to 480-530 ^o C.

Время выдержки при заданной температуре определяется толщиной стенки нагреваемой детали, ее химическим составом и величиной температуры. Известно, что чем выше температура печи, тем быстрее идет прогрев детали, а с увеличением степени легирования сталей ее теплопроводность снижается. По результатам экспериментов нижний предел выдержки принят равным 1,1•δ(мин), где δ - толщина стенки нагреваемой детали, при меньшем значении выдержки не наблюдается полный прогрев детали. Длительность нагрева, превышающая 4•δ, приводит к значительному окислению бандажа, в том числе и ее внутренней части, что в дальнейшем снижает стойкость детали. The exposure time at a given temperature is determined by the wall thickness of the heated part, its chemical composition and temperature. It is known that the higher the temperature of the furnace, the faster the part warms up, and with an increase in the degree of alloying of steels, its thermal conductivity decreases. According to the results of the experiments, the lower exposure limit is taken to be 1.1 • δ (min), where δ is the wall thickness of the heated part, with a lower shutter speed, complete heating of the part is not observed. Duration of heating exceeding 4 • δ leads to a significant oxidation of the band, including its inner part, which further reduces the resistance of the part.

При изготовлении бандажированных роликов МНЛЗ наиболее оптимальным является вариант, когда все кольца бандажа набраны в кассету и нагреваются в печи вместе с ней, а затем одновременно сажаются на бочку ролика. Этот метод приемлем для роликов, где кольца бандажа расположены непосредственно рядом друг с другом. Однако конструктивная особенность отдельных роликов предполагает наличие между кольцами втулок, посаженных свободно без натяга. В этом случае необходимо насаживать кольца поочередно, причем начинать нужно с центральной части бочки равной (0,4-0,6)L, где L - длина бочки, мм. Затем поочередно бандажируются обе другие стороны. В этом случае сокращается время бандажирования, а следовательно, и время пребывания колец бандажа в печи, насаживаемых в последнюю очередь. Как известно, в роликах МНЛЗ наиболее нагруженная часть бочки - это центральная часть, она бандажируется в первую очередь, следовательно, поверхность колец менее окислена, чем колец, насаживаемых последними. In the manufacture of bandaged caster rollers, the most optimal option is when all the rings of the bandage are inserted into the cassette and heated in the furnace with it, and then simultaneously mounted on the roller barrel. This method is acceptable for rollers where the band rings are located directly next to each other. However, the design feature of the individual rollers suggests the presence between the rings of the bushings, set loose without interference. In this case, it is necessary to put the rings in turn, and you need to start from the center of the barrel equal to (0.4-0.6) L, where L is the barrel length, mm. Then, both other parties are bandaged alternately. In this case, the banding time is reduced, and consequently, the residence time of the bandage rings in the furnace, last fitted. As you know, in the CCM rollers the most loaded part of the barrel is the central part, it is bandaged in the first place, therefore, the surface of the rings is less oxidized than the rings inserted last.

Пример 1. Производили изготовление бандажированного ролика машины непрерывного литья заготовок. Длина бочки ролика составляет 1907 мм, наружный диаметр 280 мм. Материал бочки и колец 25Х1ФМС. Кольца бандажа имеют наружный диаметр 320 мм, толщину стенки 20 мм, ширину 90 мм. Величина натяга составляет 0,9 мм. Все кольца (21 шт.) укладывались друг на друга в специальную кассету, повторяющую форму бочки ролика. Кассету с кольцами помещали в печь, нагретую до 520^oC, выдерживали в течение 40 мин (2•δ), после чего кассету вместе с разогретыми кольцами надевали на вертикально установленный ролик. После охлаждения колец удалялась кассета, готовый ролик подвергался механической обработке по бочке с последующей сборкой в секцию.Example 1. Made the production of a bandaged roller machine continuous casting. The length of the barrel of the roller is 1907 mm, the outer diameter of 280 mm. Barrel and ring material 25X1FMS. Band rings have an outer diameter of 320 mm, a wall thickness of 20 mm, and a width of 90 mm. The preload is 0.9 mm. All rings (21 pcs.) Were stacked on top of each other in a special cassette, repeating the shape of the roller barrel. The cassette with rings was placed in a furnace heated to 520 ^o C, kept for 40 min (2 • δ), after which the cassette with heated rings was put on a vertically mounted roller. After cooling the rings, the cartridge was removed, the finished roller was machined on a barrel with subsequent assembly into a section.

Пример 2. Проводили изготовление бандажированного ролика машины непрерывного литья заготовок. Длина бочки ролика составляет 1907 мм, наружный диаметр 220 мм. Материал бочки и колец 25Х1ФМС. Кольца бандажа имеют наружный диаметр 250 мм, толщину стенки 15 мм, ширину 80 мм. Согласно конструктивным особенностям кольца бандажа на длине бочки ролика должны чередоваться со втулками, насаженными на бочку с зазором +1 мм. Толщина втулок 3 мм, ширина 50 мм. Величина натяга кольца бандажа составляет 0,7 мм. Процесс бандажирования ролика производили следующим образом: кольца бандажа помещали произвольным образом в электрическую печь, разогретую до температуры 480^oC, выдерживали в течение 45 мин (3•δ), доставали первое кольцо и насаживали точно по центру бочки ролика, для этого краном приподнимали один край ролика (ролик лежал горизонтально и опирался на стойки цапфами). Затем на обе стороны от установленного кольца надевали втулки и насаживали следующие кольца. Бандажирование продолжали до полного заполнения бочки ролика кольцами и втулками.Example 2. The manufacture of a bandaged roller of a continuous casting machine was carried out. The barrel barrel length is 1907 mm, the outer diameter is 220 mm. Barrel and ring material 25X1FMS. The brace rings have an outer diameter of 250 mm, a wall thickness of 15 mm, and a width of 80 mm. According to the design features, the band rings along the length of the roller barrel must alternate with bushings mounted on the barrel with a clearance of +1 mm. Sleeve thickness 3 mm, width 50 mm. The tightness of the bandage ring is 0.7 mm. The roller banding process was carried out as follows: the band rings were randomly placed in an electric furnace heated to a temperature of 480 ^o C, held for 45 min (3 • δ), the first ring was pulled out and fitted exactly in the center of the roller barrel, for this one was lifted by a crane the edge of the roller (the roller lay horizontally and rested on the racks with pins). Then, sleeves were put on both sides of the installed ring and the following rings were inserted. Bandaging continued until the roller barrel was completely filled with rings and bushings.

Технико-экономическое преимущество предложенного способа бандажирования заключается в уменьшении толщины окалины на внутренней поверхности бандажных колец, что приводит к уменьшению вероятности проскальзывания бандажа в процессе работы изделия и повышает стойкость детали. The technical and economic advantage of the proposed method of banding is to reduce the thickness of the scale on the inner surface of the banding rings, which reduces the likelihood of slipping of the bandage during the operation of the product and increases the durability of the part.

Claims

1. The method of banding parts, mainly rollers of continuous casting machines, including heating the rings of the bandage and landing them on a barrel, characterized in that the rings are heated to a temperature of no higher than 570 ^o C and maintained at a given temperature for (1.1 - 4 , 0) δ (min), where δ is the wall thickness of the ring, mm.

2. The method according to claim 1, characterized in that the first ring is planted in the central part of the barrel equal to (0.4 - 0.6) L, and then the remaining rings are planted alternately on both sides of the central one, where L is the thickness barrels of a roller, mm.

3. The method according to claim 1, characterized in that all the rings are mounted on the barrel at the same time.