RU2113962C1

RU2113962C1 - Method of repair of shrouded rollers of secondary cooling zone of continuous casting machines

Info

Publication number: RU2113962C1
Application number: RU93041154A
Authority: RU
Inventors: В.В. Ветер; И.В. Сафонов; Г.А. Белкин; М.И. Самойлов; И.С. Сарычев; В.И. Безукладов; Ю.А. Ильин
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "Валок"; Ветер Владимир Владимирович
Priority date: 1993-08-12
Filing date: 1993-08-12
Publication date: 1998-06-27

Abstract

FIELD: repair by welding, applicable for repair of shrouded rollers of secondary cooling zone of continuous casting machines, as well as of other shrouded parts of metallurgical and rolling equipment. SUBSTANCE: repair is accomplished by elimination of defects, preheating and concurrent heating, welding-on of rings by martensite-class material with subsequent heat and mechanical treatment; welding-on is performed by material with equivalent content of carbon C_e= 0,4-2,0%, relation between C_e and thickness of built-up layer being C_e/b=0.08 to 2.2. EFFECT: facilitated procedure. 1 dwg , 1 tbl

Description

Изобретение относится к области ремонта сваркой и может быть использовано при ремонте бандажированных роликов зоны вторичного охлаждения машин непрерывного литья заготовки, а также других бандажированных деталей металлургического и прокатного оборудования. The invention relates to the field of repair by welding and can be used in the repair of bandaged rollers of the secondary cooling zone of continuous casting machines, as well as other bandaged parts of metallurgical and rolling equipment.

Ролики зоны вторичного охлаждения эксплуатируются в сложных условиях - в условиях циклического термомеханического воздействия со стороны слитка, окислительного воздействия охлаждающей жидкости, абразивного действия окалины слитка и т.д. В результате ролики быстро выходят из строя вследствие износа и образования трещин термической усталости. С целью повышения стойкости роликов МНЛЗ применяют их бандажирование. The secondary cooling zone rollers are operated in difficult conditions - under conditions of cyclic thermomechanical action from the side of the ingot, oxidative action of the coolant, abrasive action of the scale of the ingot, etc. As a result, the rollers quickly fail due to wear and cracking due to thermal fatigue. In order to increase the durability of CCM rollers, their banding is used.

Известен способ ремонта роликов МНЛЗ, включающий наплавку роликов износостойкими сплавами [1]. A known method of repair of rollers CCM, including surfacing rollers wear-resistant alloys [1].

Недостатком известного способа является низкая стойкость наплавленных бандажированных роликов. The disadvantage of this method is the low durability of the deposited bandaged rollers.

Наиболее близким к предлагаемому является способ ремонта роликов МНЛЗ [2] , включающий механическое удаление дефектов, предварительный и сопутствующий подогрев и наплавку износостойкого слоя с последующей термической и механической обработкой ролика. Недостатком известного способа является невысокая стойкость наплавленных бандажированных роликов, так как не выработав и половины своего активного слоя, кольца бандажа начинают проскальзывать по оси, что приводит к выходу роликов из строя. Closest to the proposed one is a method of repairing CCM rollers [2], including mechanical removal of defects, preliminary and concurrent heating and surfacing of a wear-resistant layer with subsequent thermal and mechanical processing of the roller. The disadvantage of this method is the low resistance of the deposited bandaged rollers, since not having developed even half of its active layer, the ring rings begin to slip along the axis, which leads to the failure of the rollers.

В процессе эксплуатации кольца бандажированных роликов изнашиваются, уменьшаются в диаметре. Одновременно кольца нагреваются от сляба и увеличиваются в диаметре. В результате этого уменьшаются посадочные напряжения между кольцом бандажа и осью ролика, что приводит к проскальзыванию колец бандажа. В результате ролик выходит из строя. В большей степени это проявляется для тянущих роликов. Повышение посадочных напряжений путем увеличения разности в диаметрах оси и бандажа приводит в лучшем случае к пластической деформации бандажа и снижению уровня напряжений, а в худшем - к разрыву бандажа еще до начала эксплуатации ролика. During operation, the rings of the bandaged rollers wear out, decrease in diameter. At the same time, the rings are heated from the slab and increase in diameter. As a result of this, the landing tension between the bandage ring and the roller axis is reduced, which leads to slipping of the bandage rings. As a result, the video crashes. To a greater extent this is manifested for pulling rollers. An increase in landing stresses by increasing the difference in the diameters of the axle and the brace results in the best case of plastic deformation of the brace and a decrease in the level of stress, and in the worst case, rupture of the brace even before the roller starts operation.

Для избежания проскальзывания бандажа предлагается по мере его износа наплавлять кольца бандажа материалом мартенситного плана, так как этот класс материалов при кристаллизации создает остаточные напряжения сжатия, которые обжимают кольца бандажа. Причем толщина наплавки определяется величиной износа бандажа; чем выше износ, тем толще должен быть наплавленный слой. При этом эквивалентное содержание углерода (C_э) наплавленного металла равно 0,4-2,0%, а соотношение между C_э и толщиной наплавленного слоя C_э/б = 0,08-2,2. Эквивалентное содержание углерода определяли по формуле:

где все элементы взяты в массовых процентах.In order to avoid slipping of the bandage, it is proposed to weld the bandage rings with martensitic material as it wears out, since this class of materials during crystallization creates residual compressive stresses that compress the bandage rings. Moreover, the thickness of the deposition is determined by the amount of wear of the bandage; the higher the wear, the thicker the deposited layer should be. The equivalent carbon content (C _e ) of the deposited metal is 0.4-2.0%, and the ratio between C _e and the thickness of the deposited layer is C _e / b = 0.08-2.2. Equivalent carbon content was determined by the formula:

where all elements are taken in mass percent.

При изменении наплавочного материала с C_э менее 0,4% обжимающие усилия невелики и при дальнейшей эксплуатации наплавленного ролика наблюдается проскальзывание кольца по оси. При применении наплавочного материала с эквивалентом углерода более 2,0% создаются в наплавленной зоне слишком высокие остаточные напряжения сжатия, которые приводят к образованию трещин в наплавленном слое и разрыву кольца бандажа. При соотношении C_э/б менее 0,08 материал наплавки имеет невысокое значение эквивалента углерода и большую толщину наплавленного слоя. В этом случае эффект обжатия практически не наблюдается. Если C_э/б более 2,2, это означает высокое значение C_э и малую толщину наплавленного слоя, что приводит к образованию трещин в наплавленном слое и быстрому выходу ролика из строя.With a change in the surfacing material with a C _{e of} less than 0.4%, the compressive forces are small and during further operation of the deposited roller the axis slips along the axis. When using a surfacing material with a carbon equivalent of more than 2.0%, too high residual compressive stresses are created in the deposited zone, which lead to cracking in the deposited layer and rupture of the bandage ring. When the ratio of C _e / b less than 0.08, the surfacing material has a low carbon equivalent value and a large thickness of the deposited layer. In this case, the compression effect is practically not observed. If C _e / b is more than 2.2, this means a high value of C _e and a small thickness of the deposited layer, which leads to the formation of cracks in the deposited layer and the rapid failure of the roller.

На чертеже дана схема осуществления предлагаемого способа, где в - толщина бандажа, б - толщина наплавленного слоя, D - диаметр ролика. The drawing shows a diagram of the implementation of the proposed method, where c is the thickness of the bandage, b is the thickness of the deposited layer, D is the diameter of the roller.

Пример. Первоначальный диаметр бандажированных роликов был 250 мм, а оси - 220 мм. По мере износа бандажей производилось механическое удаление дефектов (сетки трещин), предварительный и соответствующий подогрев до 350^oC, наплавка кольца износостойким слоем с различным соотношением C_э/б. Затем, после наплавки производилась термическая обработка - отпуск при температуре 450^oC в течение 3 ч и после полного остывания - механическая обработка наплавленного бандажа. Варианты отремонтированных роликов и результаты эксплуатационных данных представлены в таблице.Example. The initial diameter of the bandaged rollers was 250 mm, and the axis was 220 mm. As the bands wear, mechanical removal of defects (network of cracks), preliminary and corresponding heating to 350 ^o C, and surfacing of the ring with a wear-resistant layer with a different ratio of C _e / b were performed. Then, after surfacing, heat treatment was carried out - tempering at a temperature of 450 ^o C for 3 hours and after complete cooling - mechanical treatment of the deposited band. Variants of repaired rollers and results of operational data are presented in the table.

Как видно из таблицы, оптимальным содержанием углерода в наплавленном слое бандажа является 0,4-2,0% (NN 2-4). При меньшем или большем значении C_э происходит либо проскальзывание бандажа, либо бандаж лопается от чрезмерных напряжений в нем (NN 1 и 5). Оптимальным соотношением между эквивалентом углерода в наплавленном слое и его толщиной является 0,08-2,2 (NN 7-9). При больших или меньших значениях происходит аналогичная картина - проскальзывает или лопается бандаж (NN 6 и 10). По сравнению со способом-прототипом стойкость отремонтированных роликов возрастает в 2,1 раза (NN 8 и 11).As can be seen from the table, the optimum carbon content in the deposited layer of the bandage is 0.4-2.0% (NN 2-4). With a lower or greater value of C _e , either the slippage of the bandage occurs, or the bandage bursts from excessive stresses in it (NN 1 and 5). The optimal ratio between the carbon equivalent in the deposited layer and its thickness is 0.08-2.2 (NN 7-9). At higher or lower values, a similar picture occurs - the bandage slips or bursts (NN 6 and 10). Compared with the prototype method, the resistance of the repaired rollers increases 2.1 times (NN 8 and 11).

Преимущества предложенного способа ремонта состоят в том, что продлевается срок службы бандажированных роликов за счет полного использования всего активного слоя бандажа и исключения проскальзывания бандажа по оси. В результате уменьшается количество аварийных простоев машин непрерывного литья заготовок для замены вышедших из роликов, что приводит к повышению их производительности, а также сокращению числа потребных роликов. The advantages of the proposed repair method are that the service life of the retained rollers is prolonged due to the full use of the entire active layer of the bandage and the exclusion of slip of the bandage along the axis. As a result, the number of emergency downtimes of continuous casting machines for replacing exiting rollers is reduced, which leads to an increase in their productivity, as well as a reduction in the number of rollers needed.

Claims

A method of repairing bandaged rollers of the secondary cooling zone of continuous casting machines, including mechanical removal of defects, preliminary and concurrent heating, surfacing of the rings with wear-resistant material, followed by thermal and mechanical processing of the roller, characterized in that the surfacing is carried out with a martensitic material with an equivalent carbon content of 0.4 -2.0% with the ratio of equivalent content to the thickness of the deposited layer of 0.08-2.2.