RU2139155C1 - Method for repairing, method for electroslag fusion, apparatus for electroslag fusion and crystallizer of apparatus for electroslag fusion of cast-iron rolling rolls - Google Patents

Method for repairing, method for electroslag fusion, apparatus for electroslag fusion and crystallizer of apparatus for electroslag fusion of cast-iron rolling rolls Download PDF

Info

Publication number
RU2139155C1
RU2139155C1 RU98107081/02A RU98107081A RU2139155C1 RU 2139155 C1 RU2139155 C1 RU 2139155C1 RU 98107081/02 A RU98107081/02 A RU 98107081/02A RU 98107081 A RU98107081 A RU 98107081A RU 2139155 C1 RU2139155 C1 RU 2139155C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mold
roll
surfacing
section
electroslag
Prior art date
Application number
RU98107081/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.В.(RU) Ветер
В.В. Ветер
И.С.(RU) Сарычев
И.С. Сарычев
В.Н.(RU) Скороходов
В.Н. Скороходов
нский А.Д.(RU) Бел
А.Д. Белянский
Юрий Михайлович Кусков (UA)
Юрий Михайлович Кусков
А.Д.(RU) Тищенко
А.Д. Тищенко
А.В.(RU) Евдокимов
А.В. Евдокимов
В.И.(RU) Безукладов
В.И. Безукладов
Ю.А.(RU) Ильин
Ю.А. Ильин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Валок"
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 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Валок" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Валок"
Priority to RU98107081/02A priority Critical patent/RU2139155C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2139155C1 publication Critical patent/RU2139155C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy, special electrometallurgy, possibly repairing and restoration of cast-iron rolling rolls. SUBSTANCE: method for repairing cast-iron rolling rolls comprises steps of turning roll barrel until diameter consisting 0.9-0.95 of nominal diameter; before fusion heating roll in vertical furnace up to 600-650 C at rate no more than 50 C/hour; realizing barrel fusion until size consisting 1.01-1.015 of nominal diameter of roll barrel by means of electroslag fusion in movable crystallizer at pouring liquid slag into crystallizer; melting non-compact material in slag bath and moving crystallizer relative to vertically arranged roll; after fusion subjecting roll to heat treatment in furnace preliminarily heated to 600-650 C; then cooling roll in furnace until temperature 100-150 C at rate no more than 50 C/hour. Method for electroslag fusion of cast-iron rolling rolls is performed in crystallizer having at least two mutually insulated sections arranged one over another. Lower section is forming one, upper section has electric current supply lead. Slag bath overlies said sections. Lower level of slag bath is spaced by distance equal to (0.5-1.0)t mm from lower edge of electric current supply section, where t mm - thickness of fused layer. Apparatus for electroslag fusion of cast-iron rolling rolls includes carrying column, carriage for moving crystallizer, carriage for moving upper centering device, car-trough on which in centering device with electric current supply trough roll is vertically mounted in such a way that end of its barrel rests upon support. Telescopic screen protects lower necking portion of roll and fused portion of barrel from environment. Crystallizer of apparatus for electroslag fusion of cast-iron rolling rolls includes three water cooled and mutually insulated sections. Upper section has electric current supply lead and one continuous vertical groove, it is protected by means of solid graphite ring. Height of intermediate section is no more than thickness of fused layer and it is stepwise reduced by 10-20 degrees under end portion of graphite ring. First forming section is provided with pickup for detecting level of melt metal. Distance from lower edge of forming section until pickup is equal to (0.5-1.0) of thickness value of fused layer. EFFECT: restoration of roll working capacity, enhanced quality of fused metal due to stabilized electroslag fusion process. 14 cl, 4 dwg

Description

Изобретения относятся к черной металлургии и специальной электрометаллургии и могут использоваться для ремонта и восстановления чугунных прокатных валков. The invention relates to ferrous metallurgy and special electrometallurgy and can be used for repair and restoration of cast iron rolls.

Известны способы ремонта (восстановления работоспособности) прокатных валков при повреждениях поверхностного слоя, включающие операции:
- высокотемпературный отпуск закаленного слоя;
- механическую обработку поверхности на глубину проникновения трещин;
- электрозакалку с нагревом токами высокой частоты;
- низкотемпературный отпуск;
- окончательное шлифование поверхности (см. В.П.Полухин и др. Надежность и долговечность валков холодной прокатки. М., Металлургия, 1976 г., с. 437.. .443).
Known methods of repair (recovery) rolling rolls with damage to the surface layer, including operations:
- high temperature tempering;
- surface machining to the depth of penetration of cracks;
- electric hardening with heating by high-frequency currents;
- low temperature vacation;
- final grinding of the surface (see V.P. Polukhin and others. Reliability and durability of cold rolling rolls. M., Metallurgy, 1976, S. 437 .. .443).

Эти способы не обеспечивают высокую твердость рабочей поверхности при восстановлении работоспособности чугунных прокатных валков. These methods do not provide high hardness of the working surface when restoring the health of cast-iron rolling rolls.

Известны способы ремонта прокатных валков (см. авторское свидетельство СССР N 1447446, МПК5 B 21 B 28/02, публ. 1987 г., авторское свидетельство СССР N 1683834, МПК5 B 21 B 28/02, публ. 1991 г.), в соответствии с которыми на участке выкрошки протачивают кольцевую канавку, валок подогревают до температуры 350. . .450oC, наплавляют в канавку износостойкий слой, после наплавки валок нагревают до 520oC и выдерживают при этой температуре в течение 4-х часов и далее медленно охлаждают в термостате со скоростью 30oC/час.Known methods for repair of rolling rolls (see USSR author's certificate N 1447446, IPC B 21 B 28/02, publ. 1987, USSR author's certificate N 1683834, IPC B 21 B 28/02, publ. 1991), according to which the annular groove is machined in the crumb section, the roll is heated to a temperature of 350.. .450 o C, wear-resistant layer is deposited into the groove, after surfacing the rolls are heated to 520 o C and maintained at this temperature for 4 hours and then slowly cooled in a thermostat at a speed of 30 o C / hour.

Патентом Российской Федерации N 2083342 МПК 6 В 23 P 6/00, B 22 D 9/10, публ. 1997 г., защищен способ ремонта деталей, включающий механическое удаление дефектов, наплавку на бочку двухслойного бандажа, внутренний слой, названный донорским, наплавляется из высоколегированной стали, а наружный, износостойкий, из легированной стали. Patent of the Russian Federation N 2083342 IPC 6 V 23 P 6/00, B 22 D 9/10, publ. 1997, a method for repairing parts, including mechanical removal of defects, surfacing on a barrel of a two-layer bandage, the inner layer, called the donor, is deposited from high alloy steel, and the outer, wear-resistant, from alloy steel, is protected.

Все описанные способы ремонта прокатных валков непригодны для ремонта чугунных прокатных валков, т.к. не обеспечивают надежного сцепления наплавленного слоя с основой. All the described methods for repair of rolling rolls are unsuitable for repair of cast iron rolling rolls, because do not provide reliable adhesion of the deposited layer to the base.

Цель изобретения - обеспечение восстановления работоспособности чугунных прокатных валков. The purpose of the invention is the provision of restoration of operability of cast iron rolling rolls.

Указанная цель достигается тем, что в способе ремонта чугунных прокатных валков, включающем механическую обработку, наплавку и последующие термическую и механическую обработки, механическая обработка перед наплавкой включает токарную обработку бочки валка в размер 0,9...0,95 от номинального диаметра восстанавливаемого валка, перед наплавкой валок нагревают в вертикальной печи до температуры 600. ..650oC со скоростью не более 50oC/час, наплавку бочки валка осуществляют до 1,01...1,015 номинального диаметра бочки валка путем электрошлаковой наплавки в подвижном кристаллизаторе с заливкой жидкого шлака в кристаллизатор, плавлением некомпактного наплавочного материала в шлаковой ванне и перемещении кристаллизатора относительно вертикально установленного валка, термическую обработку после наплавки осуществляют помещением валка в предварительно нагретую до 600...650oC печь и последующим охлаждением валка в печи до температуры 100...150oC со скоростью не более 50oC/час. Заключительная механическая обработка может включать токарную обработку бочки валка до номинального диаметра с плюсовым допуском и последующую шлифовку. Электрошлаковую наплавку осуществляют при температуре валка не ниже 350oC.This goal is achieved by the fact that in the method of repairing cast iron rolls, including machining, surfacing and subsequent heat and mechanical processing, machining before surfacing includes turning the roll barrel to a size of 0.9 ... 0.95 of the nominal diameter of the restored roll , before surfacing, the roll is heated in a vertical furnace to a temperature of 600. ..650 o C with a speed of not more than 50 o C / hour, surfacing of the roll barrel is carried out to 1.01 ... 1.015 of the nominal diameter of the roll barrel by electroslag surfacing in a movable mold with pouring liquid slag into the mold, melting a non-compact surfacing material in a slag bath and moving the mold relative to a vertically installed roll, heat treatment after surfacing is carried out by placing the roll in a furnace preheated to 600 ... 650 o C and then cooling the roll in the furnace to a temperature of 100 ... 150 o C with a speed of not more than 50 o C / hour. Final machining may include turning the roll barrel to a nominal diameter with a positive tolerance and subsequent grinding. Electroslag surfacing is carried out at a roll temperature of at least 350 o C.

Способ электрошлаковой наплавки чугунных прокатных валков является самостоятельным изобретением. The method of electroslag surfacing of cast iron rolling rolls is an independent invention.

Известен способ изготовления бочки прокатного валка методом электрошлакового переплава, по которому переплав первой половины бочки по длине производят с бесступенчатым увеличением массовой скорости подачи легирующих элементов, а переплав второй половины с бесступенчатым уменьшением массовой скорости подачи, при этом электрошлаковый переплав осуществляют по обычной технологии (см. авторское свидетельство СССР N 1010149, МПК 3 C 22 B 9/18, публ. 1983 г. ). Такой способ неприменим при ремонте чугунных прокатных валков из-за больших энергетических и материальных затрат. There is a known method of manufacturing a roll roll barrel by the method of electroslag remelting, according to which the first half of the barrel is remelted along the length with a stepless increase in the mass feed rate of alloying elements, and the second half is remelted with a stepless decrease in the mass feed rate, while electroslag remelting is carried out according to conventional technology (see USSR author's certificate N 1010149, IPC 3 C 22 B 9/18, publ. 1983). This method is not applicable for the repair of cast iron rolls due to the large energy and material costs.

Способ электрошлаковой наплавки деталей цилиндрической формы с подачей трубчатого электрода (см. авторское свидетельство СССР N 266973, МПК 2 B 23 K 25/00, 28/02, публ. 1976 г.), при котором используется охлаждаемый кристаллизатор и кристаллизатору сообщаются колебательно-вращательные перемещения относительно оси изделия, обеспечивает высокое сцепление наплавленного слоя с основой за счет равномерного проплавления. The method of electroslag surfacing of cylindrical parts with a tubular electrode feed (see USSR author's certificate N 266973, IPC 2 B 23 K 25/00, 28/02, publ. 1976), in which a cooled crystallizer is used and vibrational-rotational ones are communicated to the crystallizer movement relative to the axis of the product, provides high adhesion of the deposited layer to the base due to uniform penetration.

Недостаток - не обеспечивается необходимая твердость и прочность наплавленного слоя при ремонте чугунных прокатных валков. The disadvantage is that the required hardness and strength of the deposited layer is not provided when repairing cast iron rolls.

Наиболее близким к заявляемому способу электрошлаковой наплавки является способ восстановления цилиндрических деталей, длина которых больше диаметра не менее чем в 3 раза, путем электрошлаковой наплавки в вертикальном положении (см. авторское свидетельство СССР N 286720, МПК 3 B 23 K 25/00, публ. 1983 г., бюл. N 36). По этому способу наводят кольцевую шлаковую ванну между наплавляемой поверхностью и кристаллизатором, скорость наплавки задают не менее скорости распространения тепловой ванны вдоль оси изделия, а температуру поверхности кристаллизатора поддерживают выше температуры резкого повышения вязкости используемого флюса. Closest to the claimed method of electroslag surfacing is a method of restoring cylindrical parts, the length of which is no less than 3 times the diameter, by electroslag surfacing in a vertical position (see USSR author's certificate N 286720, IPC 3 B 23 K 25/00, publ. 1983, bull. N 36). According to this method, an annular slag bath is induced between the deposited surface and the mold, the surfacing speed is set not less than the propagation velocity of the heat bath along the product axis, and the mold surface temperature is maintained above the temperature of a sharp increase in the viscosity of the flux used.

Недостаток способа-прототипа - при восстановлении чугунных прокатных валков не обеспечивается высокая прочность наплавленного слоя из-за нестабильности электрошлакового процесса. The disadvantage of the prototype method - when restoring cast iron rolling rolls, the high strength of the deposited layer is not ensured due to the instability of the electroslag process.

Цель изобретения - улучшение физико-механических свойств наплавленного слоя при ремонте чугунных прокатных валков за счет стабилизации процесса электрошлаковой наплавки. The purpose of the invention is to improve the physico-mechanical properties of the deposited layer during the repair of cast iron rolls by stabilizing the process of electroslag surfacing.

Указанная цель достигается тем, что в способе электрошлаковой наплавки чугунных прокатных валков в вертикальном положении, включающем наведение кольцевой шлаковой ванны между наплавляемой поверхностью и охлаждаемым кристаллизатором, поддержание температуры поверхности кристаллизатора выше температуры резкого повышения вязкости используемого флюса и наплавку со скоростью не менее скорости распространения тепловой ванны вдоль оси изделия, электрошлаковую наплавку осуществляют в кристаллизаторе, содержащем как минимум две изолированные друг от друга секции, нижняя из которых является формовочной, а верхняя токоподводящей, шлаковая ванна перекрывает токоподводящую и формовочную секции и нижний ее уровень поддерживается на расстоянии (0,5. . .1,0) t мм от нижнего края токоподводящей секции, где t мм - толщина наплавляемого слоя. Сварочный ток при наплавке поддерживают в пределах 0,9.. .1,1 от номинального значения сварочного тока (Jном)> и при уменьшении сварочного тока ниже 0,9 Jном доливают расплавленный шлак в кристаллизатор в количестве 0,1 от первоначального объема, а при увеличении сварочного тока выше 1,1 Jном увеличивают скорость движения кристаллизатора. Шлаковую ванну вращают со скоростью 30...60 об/мин. Нижнюю шейку валка и наплавленную часть бочки валка в процессе наплавки экранируют от внешней среды. Экранирование нижней шейки валка и наплавленной бочки валка от внешней среды сохраняют не менее чем в течение 20 мин после окончания наплавки валка.This goal is achieved by the fact that in the method of electroslag surfacing of cast iron rolls in a vertical position, including pointing an annular slag bath between the surfaced surface and the cooled mold, maintaining the mold surface temperature above the temperature of a sharp increase in the viscosity of the flux used and surfacing at a speed not less than the speed of propagation of the thermal bath along the product axis, electroslag surfacing is carried out in a mold containing at least two insulating sections separated from each other, the lower of which is molding, and the upper current-supplying, slag bath overlaps the current-supplying and forming sections and its lower level is maintained at a distance of (0.5. .1.0) t mm from the lower edge of the current-supplying section, where t mm is the thickness of the deposited layer. The welding current during surfacing is maintained within 0.9 .. .1.1 of the nominal value of the welding current (J nom )> and when the welding current decreases below 0.9 J nom, the molten slag is added to the mold in an amount of 0.1 of the initial volume , and with an increase in the welding current above 1.1 J nom increase the speed of the mold. The slag bath is rotated at a speed of 30 ... 60 rpm. The lower roll neck and the deposited portion of the roll barrel during shielding are shielded from the external environment. Screening of the lower neck of the roll and the deposited barrel of the roll from the external environment is maintained for at least 20 minutes after the end of surfacing of the roll.

Устройство для электрошлаковой наплавки чугунных валков, с помощью которого реализуется заявленный способ электрошлаковой наплавки, также является объектом изобретения. A device for electroslag surfacing of cast iron rolls, with which the claimed method of electroslag surfacing is implemented, is also an object of the invention.

В статье Г.В.Ксендзыка и Ю.М.Кускова "Оборудование для электрошлаковой наплавки цилиндрических деталей с использованием водоохлаждаемых кристаллизаторов" в сборнике "Оборудование и материалы для наплавки", Киев, ИЭС им. Е.О.Патона, 1990 г., стр. 25...28, описаны установки для электрошлаковой наплавки прокатных валков с гладкой бочкой. In the article by G.V. Ksendzik and Yu.M. Kuskov, "Equipment for electroslag surfacing of cylindrical parts using water-cooled molds" in the collection "Equipment and materials for surfacing", Kiev, IES named after EO Patona, 1990, pp. 25 ... 28, describes installations for electroslag surfacing of rolls with a smooth barrel.

Установка У-305 содержит несущую колонну, на которой смонтированы две тележки (каретки) с автономными реечными приводами. Верхняя тележка предназначена для консольного крепления и перемещения электрода - трубы, нижняя - кристаллизатора. Установка снабжена индуктором для предварительного нагрева валков и тельфером для их перемещения. Для наплавки валок устанавливается в вертикальном положении в центраторе, установленном на постаменте, в котором размещен токоподводящий поддон, контактирующий с шейкой валка. Особенностью установки У-305 является наличие механизма возвратно-поступательного движения постамента с кристаллизатором и валком, облегчающего разведение шлаковой ванны и обеспечивающего равномерную глубину проплавления наплавляемой детали. Недостаток этой установки, проявившийся в процессе эксплуатации - сравнительно невысокое качество наплавленного слоя при наплавке чугунных валков из-за нестабильности электрошлакового процесса вследствие несоосности электрода-трубы и наплавляемого валка. The U-305 installation contains a supporting column on which two bogies (carriages) with autonomous rack and pinion drives are mounted. The upper trolley is designed for cantilever mounting and moving the electrode - pipes, lower - crystallizer. The unit is equipped with an inductor for preheating the rolls and a hoist for moving them. For surfacing, the roll is installed in a vertical position in a centralizer mounted on a pedestal in which a current-carrying tray is placed in contact with the neck of the roll. A feature of the U-305 installation is the presence of a mechanism of reciprocating movement of the pedestal with a mold and a roller, which facilitates the cultivation of a slag bath and ensures a uniform penetration depth of the deposited part. The disadvantage of this installation, which manifested itself during operation, is the relatively low quality of the deposited layer during the surfacing of cast iron rolls due to the instability of the electroslag process due to the misalignment of the electrode tube and the deposited roll.

Более высокое качество наплавки обеспечивают установки для наплавки зернистым присадочным материалом. Такая установка ОБ- 2217 принята в качестве прототипа. Установка ОБ-2217 изготовлена на базе серийно выпускаемого аппарата для электрошлаковой сварки и переплава A 550 и устройства ОБ-1060, состоящего из токоподводящего кристаллизатора, дозатора присадочного материала барабанного типа и питателя, обеспечивающего возвратно-вращательные перемещения дозатора. Установка выполнена в виде портала, в котором колонна аппарата A 550 жестко соединена рамой с дополнительной трубчатой колонной. Устройство ОБ-1960 закреплено на траверсе портала и получает движение от привода аппарата A 550 посредством двухходовых винтов, расположенных на колоннах, промежуточного вала и конических передач. Для закрепления наплавляемого валка в вертикальном положении, ввода его под портал перед наплавкой и вывода после нее предназначена тележка-поддон. Предусмотрен специальный механизм для центровки валка - центратор. Недостаток установки ОБ-2217 - сравнительно невысокое качество наплавленного слоя при наплавке чугунных прокатных валков из-за невысокой точности юстировки вертикальности валка и нестабильности электрошлакового процесса. Higher quality surfacing provide installation for surfacing with granular filler material. Such an installation OB-2217 adopted as a prototype. The OB-2217 installation is made on the basis of a commercially available apparatus for electroslag welding and remelting A 550 and the OB-1060 device, which consists of a current-conducting mold, a drum-type filler material dispenser, and a feeder providing reciprocating rotational movements of the dispenser. The installation is made in the form of a portal, in which the column of the apparatus A 550 is rigidly connected by a frame to an additional tubular column. The OB-1960 device is mounted on the portal traverse and receives movement from the drive of the A 550 through two-way screws located on the columns, the intermediate shaft and bevel gears. To fix the surfaced roll in a vertical position, enter it under the portal before surfacing and output after it is designed pallet truck. A special mechanism for centering the roll is provided - a centralizer. The disadvantage of the OB-2217 installation is the relatively low quality of the deposited layer during the surfacing of cast iron rolls due to the low accuracy of the vertical alignment of the roll and the instability of the electroslag process.

Цель изобретения - улучшение качества наплавляемого изделия за счет повышения стабильности электрошлакового процесса наплавки и исключения возможности смещения центровки валка. The purpose of the invention is to improve the quality of the deposited product by increasing the stability of the electroslag process of surfacing and eliminating the possibility of offset alignment of the roll.

Указанная цель достигается тем, что устройство для электрошлаковой наплавки, содержащее источник питания, несущую колонну, токоподводящий кристаллизатор, каретку с платформой для перемещения кристаллизатора, смонтированную на несущей колонне, привод перемещения кристаллизатора, тележку-поддон с установленными на ней центратором и токоподводящим поддоном, дозатор присадочного материала, дополнительно содержит второй центратор, закрепленный на каретке, смонтированной на несущей колонне выше каретки для перемещения кристаллизатора, установленные на тележке-поддоне опору, через изолированную втулку контактирующую с торцом бочки, и телескопический экран, подвижная секция которого имеет разъемное соединение с платформой каретки для перемещения кристаллизатора, а стационарная жестко скреплена с тележкой-поддоном, кристаллизатор выполнен не менее чем из двух, изолированных друг от друга, секций, верхняя из которых является токоподводящей, а нижняя - формирующей, причем на уровне ниже на (0,5...1,0) t мм уровня нижнего края токоподводящей секции, где t мм - толщина наплавляемого слоя, установлен датчик уровня расплавленного металла, выход этого датчика соединен с приводом каретки для перемещения кристаллизатора. This goal is achieved by the fact that the device for electroslag surfacing containing a power source, a supporting column, a current-carrying mold, a carriage with a platform for moving the mold mounted on a supporting column, a mold moving drive, a pallet truck with a centralizer and a current-carrying pallet installed on it, a dispenser the filler material further comprises a second centralizer mounted on a carriage mounted on a support column above the carriage to move the mold, a support mounted on a pallet truck through an insulated sleeve that contacts the barrel end, and a telescopic screen, the movable section of which has a detachable connection with the carriage platform to move the mold, and the stationary one is rigidly fixed to the pallet truck, the mold is made of at least two insulated from each other, sections, the upper of which is the current-carrying, and the lower - forming, and at a level lower by (0.5 ... 1.0) t mm of the lower edge of the current-carrying section, where t mm is the thickness of the weld About the layer, a level sensor of molten metal is installed, the output of this sensor is connected to the carriage drive to move the mold.

Кристаллизатор устройства для электрошлаковой наплавки также является объектом изобретения. The mold of the device for electroslag surfacing is also an object of the invention.

Авторским свидетельством СССР N 1400769 МПК4 B 22 D 11/04, публ. 1988 г. защищен кристаллизатор для полунепрерывного и непрерывного литья заготовок из меди и медных сплавов, содержащий водоохлаждаемый корпус, состоящий из верхней и нижней камер, и гильзу, нижняя часть которой выступает за пределы корпуса на 0,05. . .0,5 ее высоты и имеет конический участок на внутренней поверхности с выполненными по периметру сквозными отверстиями. Copyright certificate of the USSR N 1400769 MPK4 B 22 D 11/04, publ. 1988, a mold for semi-continuous and continuous casting of copper and copper alloy billets was protected, containing a water-cooled casing, consisting of upper and lower chambers, and a sleeve, the lower part of which extends 0.05 beyond the casing. . .0.5 of its height and has a conical section on the inner surface with through holes made around the perimeter.

Такая конструкция кристаллизатора позволила увеличить скорость литья за счет возможности регулирования интенсивности охлаждения слитка вне кристаллизатора. This design of the mold allowed to increase the casting speed due to the possibility of regulating the intensity of cooling of the ingot outside the mold.

Недостаток - не обеспечивается необходимое качество наплавляемого слоя при электрошлаковой наплавке чугунных прокатных валков. The disadvantage is that the required quality of the deposited layer is not ensured during electroslag surfacing of cast iron rolls.

Наиболее близким по технической сущности, принятым в качестве прототипа, можно признать кристаллизатор для выплавки слитков с относительным перемещением кристаллизатора, описанный в авторском свидетельстве СССР N 1085253, МПК 4 C 22 B 9/18, публ. 1987 г. Этот кристаллизатор содержит три водоохлаждаемые секции, расположенные по высоте, средняя секция выполнена биметаллической, при этом внутренний слой, контактирующий со слитком, выполнен из высокотеплопроводного материала, например меди, а наружный выполнен из стали с переменной толщиной по высоте. Благодаря наличию стальной прокладки в средней секции снижаются термические напряжения и тем самым увеличивается ее срок службы. Такая конструкция кристаллизатора также не обеспечивает нужного качества при наплавке чугунных прокатных валков из-за нестабильности процесса электрошлаковой наплавки. The closest in technical essence, adopted as a prototype, can be recognized as a mold for smelting ingots with a relative movement of the mold, described in USSR author's certificate N 1085253, IPC 4 C 22 B 9/18, publ. 1987. This mold contains three water-cooled sections located in height, the middle section is made of bimetallic, while the inner layer in contact with the ingot is made of highly conductive material, such as copper, and the outer one is made of steel with a variable thickness in height. Due to the presence of a steel strip in the middle section, thermal stresses are reduced and thus its service life is increased. This design of the mold also does not provide the desired quality when surfacing cast-iron rolling rolls due to the instability of the electroslag surfacing process.

Цель изобретения - повышение качества наплавляемого слоя при электрошлаковой наплавке чугунных прокатных валков. The purpose of the invention is to improve the quality of the deposited layer during electroslag surfacing of cast iron rolls.

Указанная цель достигается тем, что кристаллизатор устройства для наплавки чугунных прокатных валков, содержащий три кольцевые водоохлаждаемые секции, расположенные по высоте, верхняя секция снабжена токоподводом, имеет как минимум один сквозной вертикальный паз и защитную футеровку в виде сплошного графитного кольца, промежуточная секция электрически изолирована от верхней и нижней секций и имеет высоту меньше толщины наплавляемого слоя, нижняя секция имеет встроенный датчик уровня расплавленного металла, при этом расстояние от нижнего края верхней секции до датчика уровня расплавленного металла равно (0,5...1,0) t мм, где t мм - толщина наплавленного слоя. Ширина сквозного паза равна 2. ..5 мм. Токоподвод закреплен на границе с пазом. Верхняя секция в нижней части имеет вертикальное рифление не менее чем на 60 мм при высоте гребней 0,5...1,0 мм и угле при вершине 30...45o. Рифление выполнено накаткой. Промежуточная секция под торцом футеровки верхней секции имеет ступенчатое уменьшение высоты на 10...20%.This goal is achieved by the fact that the mold of the device for surfacing cast-iron rolling rolls containing three annular water-cooled sections located in height, the upper section is provided with a current supply, has at least one through vertical groove and a protective lining in the form of a solid graphite ring, the intermediate section is electrically isolated from upper and lower sections and has a height less than the thickness of the deposited layer, the lower section has a built-in level sensor of molten metal, while the distance from he top edge section to the molten metal level sensor is equal to (0,5 ... 1,0) t mm, where t mm - the thickness of the deposited layer. The width of the through groove is 2. ..5 mm. The current supply is fixed on the border with the groove. The upper section in the lower part has a vertical corrugation of at least 60 mm with a height of ridges of 0.5 ... 1.0 mm and an angle at the apex of 30 ... 45 o . The corrugation is knurled. The intermediate section at the end of the lining of the upper section has a stepwise decrease in height by 10 ... 20%.

Изобретения поясняются чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображена схема устройства для электрошлаковой наплавки чугунных прокатных валков. In FIG. 1 shows a diagram of a device for electroslag surfacing of cast iron rolling rolls.

На фиг. 2 приведена схема захвата шейки валка при транспортировке. In FIG. 2 shows a diagram of the capture of the roll neck during transportation.

На фиг. 3 показано крепление валка на тележке-поддоне. In FIG. 3 shows the roll mount on a pallet truck.

На фиг. 4 изображена конструкция кристаллизатора. In FIG. 4 shows the design of the mold.

На фиг. 1...4 цифрами обозначены:
1 - несущая колонна;
2 - каретка для перемещения кристаллизатора;
3 - каретка для перемещения верхнего центратора;
4 - кристаллизатор;
5 - платформа каретки для перемещения кристаллизатора;
6 - дозатор некомпактного наплавочного материала;
7 - верхний центратор;
8 - наплавляемый валок;
9 - тележка-поддон;
10 - центратор;
11 - токоподводящий поддон;
12 - источник питания;
13 - подпружиненные изоляторы;
14 - кольцевая затравка;
15 - подпружиненный изоляционный поддон;
16 - опора;
17 - телескопический экран;
18 - подвижная секция телескопического экрана;
19 - неподвижная секция телескопического экрана;
20 - датчик уровня расплавленного металла;
21 - воронка;
22 - выводная втулка;
23 - захват;
24 - токоподводящая секция кристаллизатора;
25 - токоподвод;
26 - графитовое кольцо;
27 - рифленый участок;
28 - промежуточная секция кристаллизатора;
29 - ступенчатое уменьшение высоты промежуточной секции кристаллизатора;
30а - первая формирующая секция кристаллизатора;
30б - вторая нижняя формирующая секция;
31 - уровень расплавленного металла;
32 - изолирующие прокладки;
33 - входные патрубки охлаждающих систем;
34 - выходные патрубки охлаждающих систем;
35 - верхний уровень шлаковой ванны;
36 - вертикальный сквозной паз в токоподводящей секции.
In FIG. 1 ... 4 numbers indicate:
1 - supporting column;
2 - carriage for moving the mold;
3 - carriage for moving the upper centralizer;
4 - crystallizer;
5 - carriage platform for moving the mold;
6 - dispenser non-compact surfacing material;
7 - upper centralizer;
8 - surfaced roll;
9 - pallet truck;
10 - centralizer;
11 - current-carrying tray;
12 - power source;
13 - spring-loaded insulators;
14 - ring seed;
15 - spring-loaded insulating pan;
16 - support;
17 - telescopic screen;
18 - movable section of the telescopic screen;
19 - fixed section of the telescopic screen;
20 - level sensor of molten metal;
21 - funnel;
22 - output sleeve;
23 - capture;
24 - current-carrying section of the mold;
25 - current lead;
26 - graphite ring;
27 - corrugated section;
28 - an intermediate section of the mold;
29 is a stepwise decrease in the height of the intermediate section of the mold;
30a is a first mold forming section;
30b - the second lower forming section;
31 - the level of molten metal;
32 - insulating gaskets;
33 - inlet pipes of cooling systems;
34 - output pipes of cooling systems;
35 - the upper level of the slag bath;
36 is a vertical through groove in the current-carrying section.

Заявленный способ ремонта чугунных прокатных валков реализуется следующим образом. The claimed method of repair of cast iron rolling rolls is implemented as follows.

Валок, подлежащий ремонту из-за изношенности поверхностного слоя бочки, вначале подвергается механической обработке. Бочка валка обтачивается в размер 0,9...0,95 от номинального диаметра. Это обусловлено тем, что для получения наружного слоя, обладающего высокой износостойкостью, твердостью и теплостойкостью, слой наплавленного чугуна должен быть не менее 30 мм. При меньшей толщине наплавленного слоя процесс электрошлаковой наплавки не отличается стабильностью, а следовательно, наплавленный слой будет иметь неоднородности. Более глубокая обработка бочки валка ведет к излишним энерго- и материалозатратам. После токарной обработки валок помещается в вертикальную печь и нагревается до температуры 600. . . 650oC со скоростью не более 50oC/час.The roll to be repaired due to the deterioration of the surface layer of the barrel is first machined. The roll barrel is turned to a size of 0.9 ... 0.95 of the nominal diameter. This is due to the fact that in order to obtain an outer layer having high wear resistance, hardness and heat resistance, the layer of deposited cast iron should be at least 30 mm. With a smaller thickness of the deposited layer, the process of electroslag surfacing is not stable, and therefore, the deposited layer will have inhomogeneities. Deeper processing of the roll barrel leads to excessive energy and material costs. After turning, the roll is placed in a vertical furnace and heated to a temperature of 600.. . 650 o C with a speed of not more than 50 o C / hour.

Транспортировку валка осуществляют в вертикальном положении, пример крепления валка при такой транспортировке показан на фиг. 2. Нагретый валок в вертикальном положении устанавливают в установку для электрошлаковой наплавки, работа которой описана ниже. The roll is transported in an upright position; an example of fastening the roll during such transport is shown in FIG. 2. The heated roll in an upright position is installed in the installation for electroslag surfacing, the operation of which is described below.

За время от извлечения валка из печи до начала электрошлаковой наплавки температура валка не должна упасть ниже 350oC. Электрошлаковая наплавка осуществляется в вертикальном положении в подвижном кристаллизаторе. После установки валка на неподвижный поддон в кристаллизатор заливается расплавленный шлак и включается источник питания. После разогрева шлака и начала оплавления поверхности бочки валка в шлаковую ванну подается некомпактный наплавочный материал - чугунная дробь диаметром 2...3 мм, а кристаллизатор начинает перемещаться вверх. Толщина наплавляемого слоя равна расстоянию от поверхности бочки валка до внутренней поверхности кристаллизатора. Бочка валка наплавляется до диаметра 1,01...1,015 от номинального. Это обусловлено тем, что после наплавки необходима механическая обработка для получения нужной чистоты поверхности, после которой размер бочки желательно иметь с положительным допуском. После электрошлаковой наплавки валок подвергают термической обработке для снятия внутренних напряжений. С этой целью валок помещают в вертикальную печь, предварительно нагретую до температуры 600oC и вместе с печью охлаждают со скоростью не более 50oC/час до температуры 100.. . 150oC, после чего валок извлекают из печи и подвергают окончательной механической обработке - токарной и шлифовке.During the time from the extraction of the roll from the furnace to the beginning of electroslag surfacing, the temperature of the roll should not fall below 350 o C. Electroslag surfacing is carried out in a vertical position in a movable mold. After installing the roll on a fixed tray, molten slag is poured into the mold and the power source is turned on. After heating the slag and starting to melt the surface of the roll barrel, a non-compact surfacing material is supplied to the slag bath - cast iron shot with a diameter of 2 ... 3 mm, and the mold begins to move up. The thickness of the deposited layer is equal to the distance from the surface of the roll barrel to the inner surface of the mold. The roll barrel is fused to a diameter of 1.01 ... 1.015 from the nominal. This is due to the fact that after surfacing, machining is necessary to obtain the desired surface cleanliness, after which it is desirable to have the barrel size with a positive tolerance. After electroslag surfacing, the roll is subjected to heat treatment to relieve internal stresses. To this end, the roll is placed in a vertical furnace, preheated to a temperature of 600 o C and together with the furnace is cooled at a speed of not more than 50 o C / hour to a temperature of 100 ... 150 o C, after which the roll is removed from the furnace and subjected to final machining - turning and grinding.

При ремонте рабочих валков прокатного стана 2000, имеющих диаметр 905 мм, токарная обработка производится на токарном станке, бочка валка обтачивается в размер 860 мм, толщина наплавленного слоя 55 мм, диаметр бочки наплавленного валка 915 мм, диаметр бочки после окончательной токарной обработки и шлифовки 905 мм. When repairing work rolls of a 2000 rolling mill having a diameter of 905 mm, turning is performed on a lathe, the roll barrel is grinded to a size of 860 mm, the thickness of the deposited layer is 55 mm, the diameter of the deposited roll barrel is 915 mm, the diameter of the barrel after final turning and grinding is 905 mm

Способ электрошлаковой наплавки чугунных валков поясняется описанием работы устройства для электрошлаковой наплавки чугунных прокатных валков и кристаллизатора. The method of electroslag surfacing of cast iron rolls is illustrated by the description of the operation of the device for electroslag surfacing of cast iron rolls and a mold.

Устройство для электрошлаковой наплавки чугунных валков (фиг. 1) содержит несущую колонну 1, на которой смонтированы каретки 2 и 3 с винтовыми приводами (на фиг. 1 не показаны). Каретка 2 предназначена для перемещения токоподводящего кристаллизатора 4, установленного на платформе 5. На каретке 2 также установлен дозатор 6 некомпактного наплавочного материала. Каретка 3 предназначена для перемещения верхнего центратора 7, наплавляемого валка 8, который установлен на тележке-поддоне 9 в центраторе 10 с токоподводящим поддоном 11. Источник питания 12 соединен токоподводами с верхней секцией кристаллизатора 4 и поддоном 11, который на тележке-поддоне 9 установлен на подпружиненных изоляторах 13. Нижний торец бочки валка 8 через кольцевую затравку 14 и подпружиненный изоляционный поддон 15 опирается на опору 16 (фиг. 3). Телескопический экран 17 предназначен для тепловой защиты наплавляемой части бочки валка 8 при перемещении кристаллизатора 4. Подвижная секция 18 телескопического экрана 17 через разъемное соединение имеет возможность скрепляться с платформой 5, стационарная (неподвижная) секция 19 жестко соединена с опорой 16 и тележкой-поддоном 9. Для заливки расплавленного шлака и для засыпки некомпактного наплавочного материала из дозатора 6 в полость между поверхностью наплавляемого валка 8 и кристаллизатора 4 предназначена воронка 21. Чтобы обеспечить существование шлаковой ванны при наплавке верхнего торца бочки валка 8, предназначена выводная втулка 22. A device for electroslag surfacing of cast-iron rolls (Fig. 1) contains a supporting column 1 on which carriages 2 and 3 are mounted with screw drives (not shown in Fig. 1). The carriage 2 is designed to move the current-conducting mold 4 mounted on the platform 5. A dispenser 6 of non-compact surfacing material is also installed on the carriage 2. The carriage 3 is designed to move the upper centralizer 7, the weld bead 8, which is mounted on the pallet truck 9 in the centralizer 10 with the current supply tray 11. The power supply 12 is connected by current leads to the upper section of the mold 4 and the pallet 11, which is mounted on the pallet truck 9 on spring-loaded insulators 13. The lower end of the barrel of the roll 8 through the annular seed 14 and the spring-loaded insulation tray 15 is supported on a support 16 (Fig. 3). The telescopic screen 17 is intended for thermal protection of the deposited part of the barrel of the roll 8 when moving the mold 4. The movable section 18 of the telescopic screen 17 through a detachable connection can be fastened to the platform 5, the stationary (fixed) section 19 is rigidly connected to the support 16 and the pallet truck 9. For pouring molten slag and for filling non-compact surfacing material from dispenser 6 into the cavity, a funnel 21 is intended between the surface of the deposited roll 8 and crystallizer 4. existence slag bath in surfacing the upper end of the roll body 8 is designed bushings 22.

Транспортировка валка 8 от печи к устройству для наплавки производится в вертикальном положении портальным краном, к крюку которого валок 8 подвешивается с помощью специального захвата 23 (фиг. 2). Transportation of the roll 8 from the furnace to the device for surfacing is carried out in an upright position by a portal crane, to the hook of which the roll 8 is suspended using a special grip 23 (Fig. 2).

Кристаллизатор 4 устройства для наплавки чугунных прокатных валков (фиг. 4) содержит три водоохлаждаемые секции, изолированные друг от друга. Верхняя секция 24 является токоподводящей и через токоподвод 25 подключена к источнику питания 12. Для предотвращения ее разрушения от эрозии внутренняя полость этой секции защищена футеровкой, выполненной в виде сплошного графитового кольца 26. Для надежного контакта между графитовым кольцом 26 и секцией 24 внутренняя поверхность секции 24 имеет рифленый участок 27. Гребни рифления ориентированы по вертикали, имеют длину не менее 60 мм, высоту 0,5...1,0 мм. Промежуточная секция 28 под торцом графитового кольца 26 имеет ступенчатое уменьшение высоты 29 на 10...20%. The mold 4 of the device for surfacing cast-iron rolling rolls (Fig. 4) contains three water-cooled sections, isolated from each other. The upper section 24 is current-conducting and is connected to a power source 12 through the current supply 25. To prevent its destruction from erosion, the inner cavity of this section is protected by a lining made in the form of a continuous graphite ring 26. For reliable contact between the graphite ring 26 and section 24, the inner surface of section 24 has a corrugated section 27. The corrugation ridges are oriented vertically, have a length of at least 60 mm, a height of 0.5 ... 1.0 mm. The intermediate section 28 under the end of the graphite ring 26 has a stepwise decrease in height 29 by 10 ... 20%.

Нижние секции 30а и 30б являются формирующими. Первая формирующая секция 30а имеет встроенный датчик 20 уровня 31 расплавленного металла, который также является нижним уровнем шлаковой ванны. Расстояние от нижнего края верхней секции 24 до датчика 20 равно (0,5...1,0) t мм, где t мм - толщина наплавляемого слоя. The lower sections 30a and 30b are formative. The first forming section 30a has an integrated sensor 20 for molten metal level 31, which is also the lower level of the slag bath. The distance from the lower edge of the upper section 24 to the sensor 20 is (0.5 ... 1.0) t mm, where t mm is the thickness of the deposited layer.

Секции 24, 28, 30а отделены друг от друга изоляционными прокладками 32 из асбестового картона или огнеупорной керамики. Асбестовый картон более предпочтителен, т.к. к нему не прикипает шлак. Секции 24, 28, 30а, 30б выполнены полыми из медного сплава, обладающего высокой теплопроводностью. Sections 24, 28, 30a are separated from each other by insulating strips 32 of asbestos cardboard or refractory ceramics. Asbestos board is more preferable because slag does not stick to it. Sections 24, 28, 30a, 30b are made hollow of a copper alloy having high thermal conductivity.

Каждая из секций имеет самостоятельную систему охлаждения, обеспечивающую нужную рабочую температуру секции. Вода подается через вводные патрубки 33, а вытекает через выводные патрубки 34. Для обеспечения вращения шлаковой ванны, верхний уровень 35 которой на (0,5...1,0) t мм, где t мм - толщина наплавляемого слоя, выше нижнего края секции 24, в секции 24 выполнен сквозной паз 36 шириной 2...5 мм, а токоподвод 25 вмонтирован рядом с этим пазом. Each section has its own cooling system, providing the desired operating temperature of the section. Water is supplied through the inlet pipes 33, and flows through the outlet pipes 34. To ensure the rotation of the slag bath, the upper level 35 of which is (0.5 ... 1.0) t mm, where t mm is the thickness of the deposited layer, above the lower edge section 24, in section 24 there is a through groove 36 with a width of 2 ... 5 mm, and a current lead 25 is mounted next to this groove.

Способ электрошлаковой наплавки чугунных прокатных валков с использованием устройства для электрошлаковой наплавки чугунных прокатных валков (фиг. 1 и 3) и кристаллизатора (фиг. 4) реализуется следующим образом. The method of electroslag surfacing of cast iron rolls using a device for electroslag surfacing of cast iron rolls (Figs. 1 and 3) and a mold (Fig. 4) is implemented as follows.

Предварительно на один из торцов бочки валка 8 (при наплавке он должен быть сверху) кольцевым швом приваривается выводная втулка 22 толщиной 18-20 мм и высотой 120... 150 мм (на 20...30 мм больше высоты шлаковой ванны). Затем валок нагревают в шахтной печи. Транспортировка и погружение в печь осуществляется портальным краном в вертикальном положении с использованием захвата 23 (фиг. 2). В печи валок устанавливается на специальной подставке. Нагрев ведется со скоростью 10... 50oC/час до температуры 600...650oC. После нагрева валок извлекается из печи и переносится к установке для электрошлаковой наплавки, которая заранее должна быть подготовлена к работе. Подготовка заключается в проверке кристаллизатора, центратора с токоподводящим поддоном (не должно быть наваров металла и трещин на их поверхностях, течи воды в системах охлаждения), проверяется исправность приборов и сигнализации, вентиляционная система и система газовой очистки. Каретки 2 и 3 поднимаются по несущей колонне таким образом, чтобы платформа 5 была выше торца верхней шейки валка 8, установленного на тележке-поддоне 9, на 200...300 мм. На опору 16 устанавливаются подпружиненный изоляционный поддон 15 и кольцевая затравка 14. Валок 8 опускается нижней шейкой в опору 15 и торец шейки устанавливается в центраторе 10. Вертикальность установки валка 8 обеспечивается наличием юстировочного конуса в центраторе 10 и горизонтальностью токоподводящего поддона 11. Торец бочки валка 8 через кольцевую затравку 14 и подпружиненный изоляционный поддон 15 опирается на опору 16. Это придает дополнительную устойчивость валку 8. На тележке-поддоне 9 валок 8 по рельсам с помощью винтового привода (на фиг. 1 не показан) подводится под платформу 5 каретки 2 и перемещением этой каретки вниз кристаллизатор 4 надевается на бочку валка 8. Дополнительно, с помощью шаблонов, проверяется центровка валка 8 и кристаллизатора 4 и для повышения устойчивости валка 8 во время наплавки, на верхнюю шейку валка 8 опускается верхний центратор 7. Кристаллизатор 4 опускается до уровня, когда его секция 30 обопрется без зазора на подпружиненный изоляционный поддон 15, подвижная секция 18 телескопического экрана 17 скрепляется с платформой 5. При этом нижний торец бочки валка 8 должен быть на 3...5 мм ниже датчика 20 (ниже уровня расплавленного металла). Возможные щели между кристаллизатором 4 и кольцевой затравкой 14 заделываются асбестовым шнуром. Включается охлаждение секций кристаллизатора 4 и в зазор между бочкой валка 8 и кристаллизатором 4 через воронку 21 заливается предварительно расплавленный шлак (флюс АН-75). Одновременно включатся источник питания 12 и между кристаллизатором 4 и токоподводящим поддоном 11 подается напряжение ~60 В. Масса шлака зависит от диаметра наплавляемого валка и должна быть такой, чтобы верхний уровень шлаковой ванны на 20.. . 30 мм был выше нижнего края токоведущей секции 24. После подачи напряжения от источника питания 12, который представляет собой последовательно соединенные однофазный силовой трансформатор и преобразователь частоты, понижающий частоту промышленной сети до 1...2 Гц, за счет протекания тока шлак разогревается и так как в токоподводящей секции 24 имеется сквозной вертикальный паз 36, начинает вращаться со скоростью 30...60 об/мин.Previously, one of the ends of the roll barrel 8 (when surfacing it should be on top), the output sleeve 22 is welded with an annular seam 22 with a thickness of 18-20 mm and a height of 120 ... 150 mm (20 ... 30 mm more than the height of the slag bath). Then the roll is heated in a shaft furnace. Transportation and immersion in the furnace is carried out by a portal crane in an upright position using a gripper 23 (Fig. 2). In the furnace, the roll is mounted on a special stand. Heating is carried out at a speed of 10 ... 50 o C / hour to a temperature of 600 ... 650 o C. After heating, the roll is removed from the furnace and transferred to the installation for electroslag surfacing, which must be prepared for work in advance. Preparation consists in checking the mold, centralizer with a current-carrying tray (there should be no metal deposits and cracks on their surfaces, water leaks in cooling systems), the health of devices and alarms, the ventilation system and the gas cleaning system are checked. The carriages 2 and 3 are lifted along the supporting column so that the platform 5 is higher than the end of the upper neck of the roll 8 mounted on the pallet truck 9 by 200 ... 300 mm. A spring-loaded insulating tray 15 and an annular seed are installed on the support 16. The roller 8 is lowered by the lower neck into the support 15 and the end of the neck is installed in the centralizer 10. The vertical installation of the roller 8 is ensured by the presence of the alignment cone in the centralizer 10 and the horizontalness of the current-carrying tray 11. The end of the roll barrel 8 through the ring seed 14 and the spring-loaded insulating tray 15 is supported on the support 16. This gives additional stability to the roll 8. On the pallet truck 9, the roll 8 along the rails using a screw drive (on Fig. 1 is not shown) is brought under the platform 5 of the carriage 2 and by moving the carriage down the mold 4 is put on the roll barrel 8. Additionally, using the templates, the alignment of the roll 8 and the mold 4 is checked and to increase the stability of the roll 8 during surfacing, on the upper the upper centralizer 7 lowers the neck of the roll 8. The mold 4 lowers to the level when its section 30 is supported without a gap on the spring-loaded insulating tray 15, the movable section 18 of the telescopic screen 17 is fastened to the platform 5. The lower end of the barrel and roll 8 must be 3 ... 5 mm below the sensor 20 (below the molten metal level). Possible gaps between the crystallizer 4 and the ring seed 14 are sealed with an asbestos cord. The cooling of the sections of the mold 4 is turned on, and the previously molten slag (AN-75 flux) is poured into the gap between the roll barrel 8 and the mold 4 through funnel 21. At the same time, the power source 12 is turned on and a voltage of ~ 60 V is applied between the crystallizer 4 and the current-carrying tray 11. The slag mass depends on the diameter of the deposited roll and must be such that the upper level of the slag bath is 20 ... 30 mm was higher than the lower edge of the current-carrying section 24. After applying voltage from the power source 12, which is a series-connected single-phase power transformer and a frequency converter that reduces the frequency of the industrial network to 1 ... 2 Hz, the slag heats up due to the flow of current, and so as in the current-supplying section 24 there is a through vertical groove 36, it starts to rotate at a speed of 30 ... 60 rpm.

С разогревом шлака в шлаковой ванне поверхность бочки валка 8 начнет оплавляться (через 20...30 мин после включения источника питания 12), в зазор между бочкой валка 8 и поверхностью кристаллизатора 4 начинают дозированно из дозатора 6 подавать некомпактный наплавочный материал - дробь белого чугуна диаметром 2...3 мм, который расплавляется в шлаковой ванне, опускается на ее дно и кристаллизируется. Для сохранения выбранного режима кристаллизатор поднимается вверх со скоростью, регулируемой по силе тока и сигналам от датчика 20 уровня расплавленного металла. Это позволяет согласовать скорость наплавки со скоростью движения тепловой ванны вдоль оси валка 8 (скоростью распространения оплавления поверхности бочки валка 8). При снижении тока сварки более чем на 10% доливается шлак в количестве от 0,1 от первоначального объема. При увеличении тока сварки более чем на 10% увеличивается скорость перемещения кристаллизатора 4. При движении кристаллизатора 4 вверх выдвигается вверх и подвижная секция 18 телескопического экрана 17, чем обеспечивается экранирование наплавленной части бочки валка 8 от внешней среды. При наплавке следует следить за тем, чтобы не нарушался режим работы устройства электрошлаковой наплавки. При прекращении или уменьшении подачи воды в охлаждающие системы секций кристаллизатора 4, поддона 11, появлении течи воды из кристаллизатора 4 наплавка немедленно прекращается. When the slag is heated in the slag bath, the surface of the roll barrel 8 will begin to melt (20 ... 30 minutes after turning on the power source 12), non-compact surfacing material is introduced from the dispenser 6 into the gap between the roll barrel 8 and the surface of the mold 4 - white cast iron fraction with a diameter of 2 ... 3 mm, which melts in a slag bath, sinks to its bottom and crystallizes. To maintain the selected mode, the mold rises upward at a speed controlled by the current strength and signals from the sensor 20 of the level of molten metal. This allows you to coordinate the speed of surfacing with the speed of movement of the heat bath along the axis of the roll 8 (the propagation velocity of the fusion of the surface of the barrel of the roll 8). When welding current is reduced by more than 10%, slag is added in an amount of 0.1 from the original volume. When the welding current is increased by more than 10%, the speed of the mold 4 is increased. When the mold 4 is moved up, the movable section 18 of the telescopic screen 17 also moves upward, which provides shielding of the deposited part of the barrel 8 from the external environment. When surfacing, it should be ensured that the operation mode of the electroslag surfacing device is not disturbed. When you stop or reduce the flow of water into the cooling system sections of the mold 4, the pan 11, the occurrence of a leak of water from the mold 4, surfacing immediately ceases.

При подходе металла к верхнему торцу бочки шлаковая ванна переходит на выводную втулку 22. После выхода всего шлака на втулку 22 процесс прекращается, отключается подача дроби и выключается источник питания 12. После окончания наплавки и отключения установки валок 8 выдерживается в установке для наплавки в течение 20...30 мин. После этого выбивается шлак из кристаллизатора 4, поднимается каретка 3 с центратором 7, поднимается каретка 2 с кристаллизатором 4, тележка-поддон 9 с валком 8 отводится от несущей колонны 1, валок 8 за верхнюю шейку с помощью захвата 23 поднимается портальным краном и транспортируется для помещения в предварительно нагретую до 600oC печь. Валок замедленно охлаждается вместе с печью до температуры 100...150oC со скоростью 10...50oC/час. После охлаждения и извлечения из печи производится осмотр наплавленной поверхности бочки валка на наличие дефектов. На наплавленной поверхности должны отсутствовать гофры, шлаковые включения и другие дефекты, глубиной более 2...3 мм.When the metal approaches the upper end of the barrel, the slag bath passes to the output sleeve 22. After all the slag reaches the sleeve 22, the process stops, the feed is turned off and the power source 12 is turned off. After surfacing and shutting down the installation, the roll 8 is kept in the surfacing installation for 20 ...30 min. After this, slag is knocked out of the crystallizer 4, the carriage 3 with the centralizer 7 is lifted, the carriage 2 with the crystallizer 4 is lifted, the pallet truck 9 with the roller 8 is withdrawn from the support column 1, the roller 8 is lifted by the gantry crane by the grip 23 and transported premises in a preheated to 600 o C furnace. The roll is cooled slowly with the furnace to a temperature of 100 ... 150 o C at a speed of 10 ... 50 o C / hour. After cooling and removal from the furnace, the deposited surface of the roll barrel is inspected for defects. On the deposited surface there should be no corrugations, slag inclusions and other defects with a depth of more than 2 ... 3 mm.

Заявленный способ ремонта чугунных прокатных валков путем электрошлаковой наплавки и соответствующей механической и термической обработки позволяет получить восстановленные чугунные валки, превосходящие по износостойкости новые валки. Это достигается тем, что за счет стабилизации электрошлакового процесса существенно повышается качество наплавляемого слоя. The claimed method of repair of cast iron rolling rolls by electroslag surfacing and the corresponding mechanical and heat treatment allows to obtain restored cast iron rolls that are superior to new rolls in terms of wear resistance. This is achieved by the fact that due to the stabilization of the electroslag process, the quality of the deposited layer is significantly increased.

Claims (14)

1. Способ ремонта чугунных прокатных валков, включающий их механическую обработку, наплавку и последующие термическую и механическую обработку, отличающийся тем, что механическая обработка перед наплавкой включает токарную обработку бочки валка в размере 0,9 - 0,95 номинального диаметра восстанавливаемого валка, перед наплавкой валок нагревают в вертикальной печи до температуры 600 - 650oС со скоростью не более 50oС/ч, наплавку бочки валка осуществляют до 1,01 - 1,015 номинального диаметра бочки валка путем электрошлаковой наплавки в подвижном кристаллизаторе с заливкой жидкого шлака в кристаллизатор, плавлением некомпактного наплавочного материала в шлаковой ванне и перемещением кристаллизатора относительно вертикально установленного валка, термическую обработку после наплавки осуществляют помещением валка в предварительно нагретую до 600 - 650oС печь и последующим охлаждением валка в печи до температуры 100 - 150oС со скоростью не более 50oС/ч.1. A method of repairing cast iron rolls, including machining, surfacing and subsequent heat and machining, characterized in that the machining before surfacing includes turning the roll barrel in the amount of 0.9 - 0.95 of the nominal diameter of the restored roll, before surfacing the roll is heated in a vertical furnace to a temperature of 600 - 650 o C at a speed of not more than 50 o C / h, surfacing of the roll barrel is carried out up to 1.01 - 1.015 of the nominal diameter of the roll barrel by electroslag surfacing in movable a mold with pouring liquid slag into the mold, melting a non-compact surfacing material in a slag bath and moving the mold relative to a vertically installed roll, heat treatment after surfacing is carried out by placing the roll in a furnace preheated to 600 - 650 o C and then cooling the roll in the furnace to a temperature of 100 - 150 o With a speed of not more than 50 o C / h 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что механическая обработка после наплавки включает токарную обработку валка до номинального диаметра с плюсовым допуском и последующую шлифовку. 2. The method according to claim 1, characterized in that the machining after surfacing includes turning the roll to a nominal diameter with a positive tolerance and subsequent grinding. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что наплавку осуществляют при начальной температуре валка не ниже 350oС.3. The method according to claim 1, characterized in that the surfacing is carried out at an initial roll temperature of not lower than 350 o C. 4. Способ электрошлаковой наплавки чугунных прокатных валков в вертикальном положении, включающий наведение кольцевой шлаковой ванны между наплавляемой поверхностью и охлаждаемым кристаллизатором, поддержание температуры поверхности кристаллизатора выше температуры резкого повышения вязкости используемого шлака и наплавку со скоростью не менее скорости распространения тепловой ванны вдоль оси изделия, отличающийся тем, что электрошлаковую наплавку осуществляют в кристаллизаторе, содержащем, как минимум, две изолированные секции, нижняя из которых является формовочной, а верхняя - токоподводящей, причем шлаковая ванна перекрывает токоподводящую и формовочную секции и нижний ее уровень поддерживают на расстоянии (0,5...1,0)t мм от нижнего края токоподводящей секции, где t мм - толщина наплавляемого слоя. 4. The method of electroslag surfacing of cast iron rolls in a vertical position, including pointing an annular slag bath between the deposited surface and the cooled mold, maintaining the mold surface temperature above the temperature of a sharp increase in the viscosity of the slag used and surfacing with a speed of not less than the speed of propagation of the heat bath along the product axis, different the fact that electroslag surfacing is carried out in a mold containing at least two insulated sections, the lower of which is molding, and the upper is current-supplying, and the slag bath overlaps the current-supplying and forming sections and its lower level is maintained at a distance of (0.5 ... 1.0) t mm from the lower edge of the current-supplying section, where t mm is the thickness deposited layer. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что сварочный ток при наплавке поддерживают в пределах 0,9. . . 1,1 от номинального значения сварочного тока (Jном) и при уменьшении сварочного тока ниже 0,9Jном доливают расплавленный шлак в кристаллизатор в количестве 0,1 от первоначального объема, а при увеличении сварочного тока выше 1,1 Jном увеличивают скорость движения кристаллизатора.5. The method according to claim 4, characterized in that the welding current during surfacing is maintained within 0.9. . . 1.1 of the nominal value of the welding current (J nom ) and when the welding current decreases below 0.9 J nom, add molten slag to the mold in an amount of 0.1 of the original volume, and when the welding current increases above 1.1 J nom, increase the speed mold. 6. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что шлаковую ванну вращают со скоростью 30 - 60 об/мин. 6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the slag bath is rotated at a speed of 30-60 rpm. 7. Способ по одному из пп.4 - 6, отличающийся тем, что нижнюю шейку валка и наплавленную часть бочки валка в процессе наплавки экранируют от внешней среды. 7. The method according to one of claims 4 to 6, characterized in that the lower roll neck and the deposited part of the roll barrel during shielding are screened from the external environment. 8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что экранирование нижней шейки и наплавленной части бочки валка сохраняют не менее чем в течение 20 мин после окончания наплавки валка. 8. The method according to p. 7, characterized in that the shielding of the lower neck and the deposited part of the roll barrel is stored for at least 20 minutes after the end of surfacing of the roll. 9. Устройство для электрошлаковой наплавки чугунных прокатных валков, содержащее несущую колонну, токоподводящий кристаллизатор, каретку с платформой для перемещения кристаллизатора, смонтированную на несущей колонне, привод перемещения кристаллизатора, тележку-поддон с установленными на ней центратором и токоподводящим поддоном, дозатор присадочного материала, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит верхний центратор, установленный на каретке, смонтированной на несущей колонне выше каретки для перемещения кристаллизатора, опору, установленную на тележке-поддоне и через подпружиненный изолирующий поддон и кольцевую затравку, контактирующую с нижним торцом бочки, телескопический экран, подвижная секция которого имеет разъемное соединение с платформой каретки для перемещения кристаллизатора, а неподвижная жестко скреплена с опорой, кристаллизатор выполнен не менее чем из двух изолированных друг от друга секций, верхняя из которых является токоподводящей, а нижняя - формирующей, причем в кристаллизаторе на уровне ниже (0,5. ..1,0)t мм уровня нижнего края токоподводящей секции, где t мм - толщина наплавляемого слоя, установлен датчик уровня расплавленного металла, выход которого соединен с приводом каретки для перемещения кристаллизатора. 9. Device for electroslag surfacing of cast iron rolls, comprising a supporting column, a current-supply mold, a carriage with a platform for moving the mold mounted on a support column, a drive for moving the mold, a pallet truck with a centralizer and a current-feeding pallet mounted on it, a filler material dispenser, characterized the fact that it further comprises an upper centralizer mounted on a carriage mounted on a support column above the carriage to move the mold , a support mounted on a pallet truck and through a spring-loaded insulating tray and an annular seed in contact with the lower end of the barrel, a telescopic screen, the movable section of which has a detachable connection with the carriage platform to move the mold, and the fixed one is rigidly fixed to the support, the mold is made at least than from two sections isolated from each other, the upper of which is current-supplying, and the lower one is forming, moreover, in the mold at a level lower (0.5. ..1.0) t mm of the level of the lower edge of the current-carrying section, where t mm is the thickness of the deposited layer, a level sensor of molten metal is installed, the output of which is connected to the carriage drive to move the mold. 10. Кристаллизатор устройства для электрошлаковой наплавки чугунных прокатных валков, содержащий три кольцевые водоохлаждаемые секции, расположенные по высоте и не изолированные друг от друга, отличающийся тем, что верхняя секция снабжена токоподводом, имеет, как минимум, один сквозной вертикальный паз и защитную футеровку в виде сплошного графитового кольца, формирующая секция состоит из первой формирующей и второй нижней формирующей секции, между верхней и первой формирующей секциями введена дополнительная промежуточная секция, электрически изолированная от верхней и первой формирующей секций изоляционными прокладками, высота промежуточной секции не превышает толщину наплавляемого слоя, в первую формирующую секцию встроен датчик уровня расплавленного металла, при этом расстояние от нижнего края верхней секции до датчика уровня расплавленного металла составляет (0,5...1,0)t мм, где t мм - толщина наплавленного слоя. 10. The mold of the apparatus for electroslag surfacing of cast iron rolls, containing three annular water-cooled sections located in height and not isolated from each other, characterized in that the upper section is provided with a current supply, has at least one through vertical groove and a protective lining in the form solid graphite ring, the forming section consists of the first forming and second lower forming sections, between the upper and first forming sections introduced an additional intermediate section, ele tritically isolated from the upper and first forming sections by insulating spacers, the height of the intermediate section does not exceed the thickness of the deposited layer, the molten metal level sensor is built into the first forming section, while the distance from the lower edge of the upper section to the molten metal level sensor is (0.5 .. .1.0) t mm, where t mm is the thickness of the deposited layer. 11. Кристаллизатор по п.10, отличающийся тем, что ширина сквозного вертикального паза в верхней секции кристаллизатора равна 2 - 5 мм. 11. The mold according to claim 10, characterized in that the width of the through vertical groove in the upper section of the mold is 2 to 5 mm. 12. Кристаллизатор по п.10 или 11, отличающийся тем, что токоподвод верхней секции кристаллизатора выполнен на границе с сквозным вертикальным пазом. 12. The mold according to claim 10 or 11, characterized in that the current supply of the upper section of the mold is made at the border with a through vertical groove. 13. Кристаллизатор по одному из пп.10 - 12, отличающийся тем, что верхняя секция кристаллизатора в нижней части имеет вертикальное рифление на участке не менее 60 мм от нижнего края секции при высоте гребней 0,5 - 1,0 мм и угле при вершине 30 - 45o.13. The mold according to one of claims 10 to 12, characterized in that the upper section of the mold in the lower part has a vertical corrugation in the area of at least 60 mm from the lower edge of the section with a height of ridges of 0.5 - 1.0 mm and an angle at the apex 30 - 45 o . 14. Кристаллизатор по одному из пп.10 - 13, отличающийся тем, что промежуточная секция под торцом футеровки верхней секции имеет ступенчатое уменьшение высоты на 10 - 20%. 14. The mold according to one of claims 10 to 13, characterized in that the intermediate section under the end face of the lining of the upper section has a stepwise decrease in height by 10 - 20%.
RU98107081/02A 1998-04-14 1998-04-14 Method for repairing, method for electroslag fusion, apparatus for electroslag fusion and crystallizer of apparatus for electroslag fusion of cast-iron rolling rolls RU2139155C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98107081/02A RU2139155C1 (en) 1998-04-14 1998-04-14 Method for repairing, method for electroslag fusion, apparatus for electroslag fusion and crystallizer of apparatus for electroslag fusion of cast-iron rolling rolls

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98107081/02A RU2139155C1 (en) 1998-04-14 1998-04-14 Method for repairing, method for electroslag fusion, apparatus for electroslag fusion and crystallizer of apparatus for electroslag fusion of cast-iron rolling rolls

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2139155C1 true RU2139155C1 (en) 1999-10-10

Family

ID=20204799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98107081/02A RU2139155C1 (en) 1998-04-14 1998-04-14 Method for repairing, method for electroslag fusion, apparatus for electroslag fusion and crystallizer of apparatus for electroslag fusion of cast-iron rolling rolls

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2139155C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106825476A (en) * 2016-12-28 2017-06-13 内蒙古包钢钢联股份有限公司 The measuring method of Tundish Covering Flux for Continuous Casting molten steel surface slag blanket structure
RU2661322C2 (en) * 2016-08-03 2018-07-13 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) Method for manufacture of bimetallic electrode by electroslag cladding
CN110977281A (en) * 2019-11-25 2020-04-10 杭州蓝盾水净化设备有限公司 Hanging type filter welding machine
RU2811550C1 (en) * 2023-07-05 2024-01-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" Method for producing ingots using vacuum-arc remelting

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2661322C2 (en) * 2016-08-03 2018-07-13 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) Method for manufacture of bimetallic electrode by electroslag cladding
CN106825476A (en) * 2016-12-28 2017-06-13 内蒙古包钢钢联股份有限公司 The measuring method of Tundish Covering Flux for Continuous Casting molten steel surface slag blanket structure
CN110977281A (en) * 2019-11-25 2020-04-10 杭州蓝盾水净化设备有限公司 Hanging type filter welding machine
CN110977281B (en) * 2019-11-25 2021-07-20 杭州蓝盾水净化设备有限公司 Hanging type filter welding machine
RU2811550C1 (en) * 2023-07-05 2024-01-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" Method for producing ingots using vacuum-arc remelting

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106029254B (en) Method and apparatus for manufacturing the longer ingot casting with larger cross section
US3985179A (en) Electromagnetic casting apparatus
US4004631A (en) Electromagnetic casting apparatus
KR101279447B1 (en) Flexible minimum energy utilization electric arc furnace system and processes for making steel products
US3650311A (en) Method for homogeneous refining and continuously casting metals and alloys
CN113061741B (en) Electroslag remelting composite device and method for improving temperature distribution of slag bath by external magnetic field
RU2479377C2 (en) Continuous casting of high reactivity metals using glass lining
US4305451A (en) Electroslag remelting and surfacing apparatus
US5146976A (en) Electro-slag casting apparatus and method
US3379238A (en) Polyphase electric furnace for molding ingots
RU2139155C1 (en) Method for repairing, method for electroslag fusion, apparatus for electroslag fusion and crystallizer of apparatus for electroslag fusion of cast-iron rolling rolls
US3970444A (en) Method for pouring steel during continuous casting
US5429655A (en) System for removing non-metallic foreign matter in molten metal
RU2533579C1 (en) Electroslag furnace for production of hollow ingot
RU2089633C1 (en) Device for melting and casting of metals and alloys
US4185682A (en) Electroslag remelting and surfacing apparatus
RU2286229C2 (en) Method of electro-slag hard-facing of composite rolls with liquid metal and device for realization of this method
US4202401A (en) Apparatus for electroslag casting of heavy ingots
CN109128103B (en) Device and method for preparing composite roller/composite steel ingot by electroslag casting method
EP0300411B1 (en) Melting retort and method of melting materials
GB1568746A (en) Electrosing remelting and surfacing apparatus
KR100738857B1 (en) Method for purposefully moderating of pouring spout and pouring spout for performing the same
RU2176938C1 (en) Method for repairing rolling rolls
RU2174153C1 (en) Method of electroslag facing of rolls
RU2811737C1 (en) Installation for electroslag surfacing

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060415