RU2286229C2 - Method of electro-slag hard-facing of composite rolls with liquid metal and device for realization of this method - Google Patents
Method of electro-slag hard-facing of composite rolls with liquid metal and device for realization of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2286229C2 RU2286229C2 RU2004119958/02A RU2004119958A RU2286229C2 RU 2286229 C2 RU2286229 C2 RU 2286229C2 RU 2004119958/02 A RU2004119958/02 A RU 2004119958/02A RU 2004119958 A RU2004119958 A RU 2004119958A RU 2286229 C2 RU2286229 C2 RU 2286229C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mold
- metal
- current
- slag
- surfacing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/10—Repairing defective or damaged objects by metal casting procedures
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B28/00—Maintaining rolls or rolling equipment in effective condition
- B21B28/02—Maintaining rolls in effective condition, e.g. reconditioning
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/16—Remelting metals
- C22B9/18—Electroslag remelting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области литейного производства, а более конкретно к способам и устройствам для электрошлаковой наплавки жидким металлом композитных валков, и может быть использовано при производстве и ремонте валков различных типоразмеров, роликов, рольгангов и т.п. изделий, которые по условиям эксплуатации оснащают износостойким рабочим слоем.The invention relates to the field of foundry, and more specifically to methods and devices for electroslag surfacing with liquid metal composite rolls, and can be used in the manufacture and repair of rolls of various sizes, rollers, live rolls, etc. products that are equipped with a wear-resistant working layer under operating conditions.
Заявляемые охраноспособные решения образуют группу изобретений (способ-устройство-устройство), объединенных единым изобретательским замыслом, но имеющих самостоятельное правовое значение.The claimed protectable solutions form a group of inventions (method-device-device), united by a single inventive concept, but having independent legal significance.
Известен способ электрошлаковой наплавки композитных прокатных валков, при котором в полости секционного кристаллизатора предварительно размещают металлическую заготовку, после чего в кольцевую полость, образованную заготовкой и внутренней поверхностью кристаллизатора, подают жидкий шлак и наплавляемый жидкий металл и одновременно создают в зоне наплавки вращающее магнитное поле (см., например, описание заявки B 22 D 19/16, WO 94/226 619, 13.10.1994, Gazette 1994/23).A known method of electroslag surfacing of composite rolling rolls, in which a metal billet is preliminarily placed in a cavity of a sectional mold, and then liquid slag and deposited molten metal are fed into the annular cavity formed by the billet and the inner surface of the mold and simultaneously create a rotating magnetic field in the surfacing zone (cm ., for example, the description of the application B 22
Отличием данного способа является то, что вращающееся магнитное поле создается в зоне шлаковой ванны, являющейся одновременно и зоной нагрева заготовки. По этой причине трудно обеспечить равномерность нагрева наплавляемой заготовки, особенно крупногабаритной.The difference of this method is that a rotating magnetic field is created in the zone of the slag bath, which is also the heating zone of the workpiece. For this reason, it is difficult to ensure uniform heating of the deposited workpiece, especially large.
Этот недостаток частично устранен в другом известном способе, являющемся по количеству сходных существенных признаков и достигаемому результату ближайшим аналогом (прототипом).This disadvantage is partially eliminated in another known method, which is the number of similar essential features and the achieved result is the closest analogue (prototype).
Как и заявляемый способ наплавки композитных валков, он имеет следующие сходные признаки (патент США №6283 198, B 22 D 027/02, НКИ 164/496):As the claimed method surfacing composite roll, it has the following similar features (U.S. Patent №6283 198, B 22 D 027/02 164/496 NCI):
- в полости секционного токоведущего кристаллизатора предварительно размещают металлическую заготовку, имеющую стартовый пояс;- in the cavity of the sectional current-carrying crystallizer, a metal blank having a starting zone is preliminarily placed;
- в кольцевую полость, образованную заготовкой и внутренней поверхностью кристаллизатора, подают жидкий шлак и присадочный жидкий металл;- in the annular cavity formed by the workpiece and the inner surface of the mold, serves liquid slag and filler liquid metal;
- создают в зоне наплавки вращающее магнитное поле для вращения шлаковой и металлической ванны.- create a rotating magnetic field in the weld zone to rotate the slag and metal baths.
В данном способе заготовка под наплавку нагревается более равномерно, однако поскольку зона нагрева также совмещена с вращающим магнитным полем в зоне шлаковой ванны, преимущественно во вращение приводится жидкий шлак, а не металл, что не обеспечивает требуемого качества наплавляемого слоя.In this method, the workpiece for surfacing is heated more evenly, however, since the heating zone is also combined with a rotating magnetic field in the zone of the slag bath, liquid slag rather than metal is predominantly rotated, which does not provide the required quality of the deposited layer.
В основу изобретения положена задача - создание способа и устройств электрошлаковой наплавки композитных прокатных валков с обеспечением гарантированного качества наплавляемого слоя путем более ускоренного вращения жидкого металла за счет технического результата, заключающегося в стабилизации режимов стартовой наплавки и разделении зоны нагрева заготовки от зоны воздействия силового электромагнитного поля.The basis of the invention is the creation of a method and apparatus for electroslag surfacing of composite rolling rolls to ensure the guaranteed quality of the deposited layer by more accelerated rotation of the molten metal due to the technical result, which consists in stabilizing the starting surfacing regimes and dividing the billet heating zone from the zone of exposure to a powerful electromagnetic field.
Для достижения этого технического результата в способе электрошлаковой наплавки композитных прокатных валков, при котором в полости секционного токоведущего кристаллизатора размещают металлическую заготовку, имеющую стартовый пояс, после чего в кольцевую полость, образованную заготовкой и внутренней поверхностью кристаллизатора, подают жидкий шлак и наплавляемый жидкий металл, создают в зоне наплавки вращающее магнитное поле для вращения шлаковой и металлической ванны, заготовку выполняют с диаметральным выступом, прилегающим к упомянутому стартовому поясу, при этом первую порцию жидкого металла подают после оплавления указанного диаметрального выступа, а вращающее магнитное поле создают на границе раздела шлаковой и металлической ванны, при этом направление вращения магнитного поля периодически изменяют.To achieve this technical result, in the method of electroslag surfacing of composite rolling rolls, in which a metal billet having a starting belt is placed in the cavity of the current-conducting crystallizer, then liquid slag and deposited liquid metal are fed into the annular cavity formed by the billet and the inner surface of the mold, in the weld zone, a rotating magnetic field for rotation of the slag and metal bath, the workpiece is performed with a diametrical protrusion adjacent to omyanutomu the starting zone, wherein the first portion of the molten metal is supplied after reflow of said diametrical protrusion, and a rotating magnetic field is generated at the interface between the slag and metal bath, wherein the rotation direction of the magnetic field is periodically changed.
Кроме того, в процессе наплавки изменяют частоту вращающегося магнитного поля, а на поверхности заготовки выполняют рифления, по оплавлению которых судят о готовности заготовки к соединению с наплавляемым металлом.In addition, during the surfacing process, the frequency of the rotating magnetic field is changed, and corrugations are performed on the surface of the workpiece, by fusion of which they are judged on the readiness of the workpiece for joining with the weld metal.
Кроме того, в заготовке предварительно выполняют осевое отверстие для улучшения условий кристаллизации путем дополнительного отвода тепла, а после заливки в кольцевой зазор кристаллизатора жидкого шлака на его поверхность подают теплоизолирующий материал, в качестве которого может использоваться гранулированный сажистый углерод.In addition, an axial hole is preliminarily performed in the preform to improve crystallization conditions by additional heat removal, and after pouring liquid slag into the annular gap of the mold, heat-insulating material is fed onto its surface, which can be used as granular carbon black.
К дополнительным отличительным признакам изобретения относится также и то, что на момент подачи в кольцевой зазор кристаллизатора каждой порции жидкого металла изменяют величину плавильного тока.Additional distinguishing features of the invention also include the fact that at the time of feeding into the annular gap of the mold each portion of the molten metal changes the magnitude of the melting current.
Между отличительными признаками изобретения и достигаемым техническим результатом имеется причинно-следственная связь.Between the distinguishing features of the invention and the achieved technical result there is a causal relationship.
За счет того, что заготовку выполняют с диаметральным выступом, прилегающим к стартовому поясу, обеспечивается первоочередное оплавление этого выступа под воздействием плавильного тока. Подача первой порции жидкого металла в кольцевой зазор кристаллизатора после оплавления указанного диаметрального выступа обеспечивает оптимальный режим наплавки в ее начальный период и, тем самым, обеспечивает поддержание оптимальных режимных параметров до полного окончания процесса наплавки, что обеспечивает качество наплавленного слоя.Due to the fact that the workpiece is made with a diametrical protrusion adjacent to the starting zone, the primary melting of this protrusion under the influence of the melting current is ensured. The filing of the first portion of the molten metal into the annular gap of the mold after melting the indicated diametrical protrusion provides the optimum deposition mode in its initial period and, thus, ensures the maintenance of optimum operating parameters until the deposition process is completed, which ensures the quality of the deposited layer.
Этому же способствует и разделение зоны нагрева заготовки от зоны воздействия силового электромагнитного поля.This is also facilitated by the separation of the heating zone of the workpiece from the zone of influence of the power electromagnetic field.
В известных способах электрошлаковой наплавки зона нагрева заготовки и зона магнитного поля совмещены, а на токоподводящей секции выполнен один или несколько разрезов. Поэтому при улучшении равномерности нагрева заготовки за счет увеличения количества разрезов неизбежно снижается эффективность вращения шлака, а следовательно, и металла, особенно с увеличением диаметра заготовки.In known methods of electroslag surfacing, the heating zone of the workpiece and the zone of the magnetic field are combined, and one or more cuts are made on the current-carrying section. Therefore, when improving the uniformity of heating the workpiece by increasing the number of cuts, the efficiency of rotation of the slag, and therefore the metal, will inevitably decrease, especially with an increase in the diameter of the workpiece.
В предложенном способе эти две указанные режимные зоны разделены в пространстве за счет того, что вращающее магнитное поле создают на границе раздела шлаковой и металлической ванны. При таком решении обеспечивается более ускоренное вращение металлической ванны при равномерном нагреве заготовки.In the proposed method, these two specified regime zones are separated in space due to the fact that a rotating magnetic field is created at the interface between the slag and the metal bath. This solution provides a more accelerated rotation of the metal bath with uniform heating of the workpiece.
Более эффективное вращение металла в зазоре и периодическое изменение его вращения подавляет ликвацию в наплавленном слое, предопределяют его мелкозернистую структуру и равномерное оплавление заготовки, обеспечивающее надежное сцепление наплавленного слоя с ее поверхностью, а следовательно, качество и износостойкость изделия.A more efficient rotation of the metal in the gap and a periodic change in its rotation suppresses segregation in the deposited layer, predetermines its fine-grained structure and uniform melting of the workpiece, which ensures reliable adhesion of the deposited layer to its surface, and therefore the quality and wear resistance of the product.
За счет разделения зоны нагрева заготовки от зоны воздействия силового электромагнитного поля появилась возможность гибкого управления вращением магнитного поля путем изменения его частоты, что позволяет еще более широко управлять процессом кристаллизации в наплавленном слое, а следовательно, получить качественный показатель износостойкости в его экстремальном значении.Due to the separation of the heating zone of the workpiece from the zone of influence of the power electromagnetic field, it became possible to flexibly control the rotation of the magnetic field by changing its frequency, which makes it possible to more widely control the crystallization process in the deposited layer, and therefore, to obtain a qualitative indicator of wear resistance in its extreme value.
Кроме того, за счет выполнения на заготовке валка рифлей высотой, равной глубине заданного проплавления поверхности заготовки, обеспечивается возможность подачи жидкого металла в кольцевой зазор кристаллизатора в наиболее благоприятный момент для последующего сцепления наплавляемого металла с поверхностью наплавляемой заготовки, что также способствует получению качественного наплавляемого слоя.In addition, due to the execution on the workpiece of the roll of riffles with a height equal to the depth of the specified penetration of the surface of the workpiece, it is possible to supply liquid metal to the annular gap of the mold at the most favorable moment for subsequent adhesion of the weld metal to the surface of the workpiece, which also contributes to the production of a high-quality weld layer.
Предварительное выполнение в заготовке осевого отверстия создает оптимальные условия для кристаллизации путем дополнительного отвода тепла, как во внешнюю среду, так и в направлении осевого отверстия.Preliminary execution of the axial hole in the workpiece creates optimal conditions for crystallization by additional heat removal, both in the external environment and in the direction of the axial hole.
Подача на поверхность жидкого шлака теплоизолирующего материала, например гранулированного сажистого углерода, способствует поддержанию в жидком шлаке необходимой температуры на весь период наплавки за счет уменьшения теплоотдачи с зеркала шлаковой ванны.The supply to the surface of the liquid slag of an insulating material, for example granular carbon black, helps maintain the necessary temperature in the liquid slag for the entire surfacing period by reducing heat transfer from the mirror of the slag bath.
Изменение величины плавильного тока на момент подачи в кольцевой зазор кристаллизатора до величины 50% от основного режима предотвращает случаи более глубокого проплавления заготовки за счет перетекания по массе подаваемой порции жидкого металла плавильного тока и его ограниченного воздействия на поверхность заготовки в зоне ее контакта с поданной порцией жидкого металла.Changing the value of the melting current at the time of feeding into the annular gap of the mold to a value of 50% of the main mode prevents the deeper penetration of the workpiece due to the mass transfer of the molten current liquid portion and its limited effect on the surface of the workpiece in the area of contact with the supplied liquid portion metal.
Таким образом, все дополнительные признаки изобретения также способствуют решению основной задачи - получить гарантированное качество наплавляемого слоя.Thus, all the additional features of the invention also contribute to the solution of the main problem - to obtain the guaranteed quality of the deposited layer.
Задачей заявляемого изобретения является также создание устройств для обеспечения гарантированного качества наплавленного слоя. Одним из таких устройств является токоподводящий кристаллизатор.The objective of the invention is the creation of devices to ensure the guaranteed quality of the deposited layer. One such device is a current-conducting mold.
Известна конструкция токоподводящего кристаллизатора, описанная в патенте США №4185682 от 29.01.1980, МПК B 22 D 27/02.A known design of the current-supply mold described in US patent No. 4185682 from 01.29.1980, IPC B 22
В этом кристаллизаторе верхняя секция является токоподводящей. Она играет роль нерасходуемого электрода. В ней выполнена на всю высоту секции сквозная вертикальная, радиально направленная щель, заполненная электроизоляционным материалом.In this mold, the upper section is conductive. It plays the role of a non-consumable electrode. It has a through vertical, radially directed slit filled with electrical insulation material to the entire height of the section.
Однако получение высококачественной наплавки в этом кристаллизаторе усложнено из-за целого ряда конструктивных недостатков.However, obtaining high-quality surfacing in this mold is complicated due to a number of design flaws.
Наличие только одной сквозной щели у токопроводящей секции обуславливает неравномерность плотности тока по периметру токоподводящей секции и у прилегающих к ней объемах шлаковой ванны. Вследствие этого имеет место неравномерное подплавление поверхности заготовки.The presence of only one through gap in the conductive section causes uneven current density around the perimeter of the current supply section and the adjacent volumes of the slag bath. As a result of this, uneven melting of the surface of the workpiece takes place.
Наиболее близкой по совокупности признаков и достигаемому результату является конструкция токоподводящего кристаллизатора, описанная в патенте Украины на изобретение №25607А, МПК B 22 D 19/00.The closest in combination of features and the achieved result is the design of the current-carrying mold, described in the patent of Ukraine for invention No. 25607A, IPC B 22
В этом кристаллизаторе у токоподводящей секции выполнено не менее двух сквозных щелей, что обеспечивает равномерность плотности тока по периметру токоподводящей секции, т.к. токоподводы расположены симметрично относительно оси кристаллизатора.In this mold, at the current-supplying section, at least two through slots are made, which ensures uniformity of the current density along the perimeter of the current-supplying section, because current leads are located symmetrically relative to the axis of the mold.
Заявляемый и известный кристаллизатор имеют следующие сходные признаки: токоподводящий кристаллизатор, включающий расположенные по высоте и изолированные одна от одной токоподводящую, промежуточную и формирующую секции, одна из которых имеет сквозные прорези и оснащена трансформаторами вращения шлаковой и металлической ванн.The inventive and well-known crystallizer have the following similar features: a current-conducting crystallizer, including vertically located and isolated from one of the current-supplying, intermediate and forming sections, one of which has through slots and is equipped with rotation transformers for slag and metal bathtubs.
К недостаткам известной конструкции кристаллизатора следует отнести:The disadvantages of the known design of the mold should include:
- в связи с цилиндрической формой внутренней поверхности токоподводящей секции, контактирующей с расплавленным шлаком, плавильный ток по кратчайшему пути поступает на наплавляемую ось и подплавляет ее поверхность выше участка начала наплавки, в результате чего на участке начала наплавки не происходит сплавление наплавляемого металла с осью и он становится концентратором трещин, что требует его обязательного удаления, обуславливающего нерациональный расход металла и дополнительные затраты на его механообработку;- due to the cylindrical shape of the inner surface of the current-carrying section in contact with the molten slag, the melting current flows through the shortest path to the weld axis and melts its surface above the weld start area, as a result of which the weld metal does not fuse with the axis in the weld start area and it becomes a hub of cracks, which requires its mandatory removal, which leads to irrational metal consumption and additional costs for its machining;
- выполнение сквозных прорезей на токоподводящей секции с целью создания в ней магнитного поля вращения шлаковой и металлической ванны, из-за своей удаленности от металлической ванны не обеспечивает необходимого эффекта ее вращения и равномерного распределения наплавляемого металла по всему периметру наплавляемой заготовки.- the implementation of through slots on the current-conducting section in order to create a magnetic field of rotation of the slag and metal bath in it, because of its distance from the metal bath, does not provide the necessary effect of its rotation and uniform distribution of the deposited metal around the entire perimeter of the deposited workpiece.
В основу изобретения положена задача - создать токоподводящий кристаллизатор, обеспечивающий качественную наплавку тел вращения диаметром до 1600 мм путем стабилизации процесса наплавки, особенно в ее начальный период, и за счет технического результата, который заключается в приближении к участку начальной наплавки подвода основного плавильного тока и максимального приближения к зоне жидкого металла магнитного поля вращения шлаковой и металлической ванны.The basis of the invention is the task of creating a current-carrying mold, providing high-quality surfacing of bodies of revolution with a diameter of up to 1600 mm by stabilizing the surfacing process, especially in its initial period, and due to the technical result, which is approaching the initial surfacing section of the main melting current supply and the maximum proximity to the zone of liquid metal of the magnetic field of rotation of the slag and metal bath.
Для достижения этого технического результата в токоподводящем кристаллизаторе, включающем расположенные по высоте и изолированные друг от друга токоподводящую, промежуточную и формирующую секции, одна из которых имеет сквозные прорези и оснащена трансформаторами вращения шлаковой и металлической ванн, сквозные прорези выполнены на промежуточной секции, к которой подключены указанные трансформаторы, а внутренняя поверхность токоподводящей секции выполнена сужающейся к низу.To achieve this technical result, in a current-conducting mold, including height-conducting and insulating from each other current-supplying, intermediate and forming sections, one of which has through slots and is equipped with transformers for rotating slag and metal bathtubs, through slots are made on the intermediate section to which are connected these transformers, and the inner surface of the current-carrying section is made tapering to the bottom.
При этом промежуточная секция оснащена фланцем, охватывающим ее по части периметра, а их контактные поверхности выполнены коническими.Moreover, the intermediate section is equipped with a flange covering it along the perimeter, and their contact surfaces are made conical.
В дополнение к этому фланец в местах сквозных прорезей на промежуточной секции имеет выборки для исключения перетекания по нему электрического тока вращения шлаковой и металлической ванны.In addition to this, the flange in the places of the through slots on the intermediate section has samples to prevent the electric current of rotation of the slag and metal baths from flowing through it.
Между отличительными признаками изобретения и техническим результатом имеется причинно-следственная связь.Between the distinguishing features of the invention and the technical result there is a causal relationship.
Из критики прототипа следует, что нестабильность процесса наплавки в первоначальный период происходит из-за удаления от зоны наплавки, как потока основного плавильного тока, так и магнитного поля вращения шлаковой и металлической ванны.From the criticism of the prototype, it follows that the instability of the surfacing process in the initial period is due to the removal from the surfacing zone of both the flow of the main melting current and the magnetic field of rotation of the slag and metal bath.
Отличительные признаки изобретения в своей совокупности устраняют этот недостаток и обеспечивают технический результат, заключающийся в приближении к участку начальной наплавки, как потока плавильного тока, так и магнитного поля вращения шлаковой и металлической ванны.The distinctive features of the invention together eliminate this drawback and provide a technical result, which consists in approaching to the site of the initial cladding, both the flow of the melting current and the magnetic field of rotation of the slag and metal bath.
За счет выполнения токоподводящей секции сужающейся к низу основной плавильный ток замыкается с наплавляемой заготовкой вблизи первоначальной зоны наплавки, обеспечивая в ней подплавление наплавляемой поверхности. За счет того, что сквозные прорези выполнены на промежуточной секции и к ней подключены трансформаторы вращения шлаковой и металлической ванны, обеспечивается приближение к участку начальной наплавки магнитного поля, а следовательно, оптимальность вращения металлической ванны и равномерное распределение наплавляемого металла по всему периметру наплавляемой заготовки, особенно большого диаметра.Due to the implementation of the current-supply section tapering to the bottom, the main melting current is closed with the surfaced workpiece near the initial surfacing zone, providing a melting of the deposited surface in it. Due to the fact that the through slots are made on the intermediate section and the slag and metal bath rotation transformers are connected to it, the magnetic field is approached to the initial surfacing section and, therefore, the metal bath is optimized for rotation and the deposited metal is evenly distributed over the entire perimeter of the deposited workpiece, especially large diameter.
Все это обеспечивает качественную наплавку тел вращения с самого начала процесса наплавки.All this provides high-quality surfacing of bodies of revolution from the very beginning of the surfacing process.
Оснащение промежуточной секции фланцем, охватывающим ее по части периметра, и выполнение контактных поверхностей этой секции и фланца коническими обеспечивает сжатие через изоляционные прокладки составных частей промежуточной секции в процессе сборки.Equipping the intermediate section with a flange covering it along the part of the perimeter, and making the contact surfaces of this section and the flange conical, provides compression through the insulating gaskets of the components of the intermediate section during the assembly process.
Выполнение на указанном выше фланце выборок в районе разрезов промежуточной секции исключает перетекание по фланцу электрического тока вращения шлаковой и металлической ванны.Performing samples on the aforementioned flange in the region of sections of the intermediate section excludes the flow of slag and metal baths over the flange of the electric current.
Для реализации заявляемого способа предлагается установка для электрошлаковой наплавки жидким металлом композитных валков.For the implementation of the proposed method, an installation for electroslag surfacing with molten metal of composite rolls is proposed.
Известна установка для электрошлаковой наплавки жидким металлом композитных валков, в состав которой входит отдельно установленная рабочая платформа и стационарная колонна с размещенными на ней с возможностью перемещения вдоль этой колонны верхней и нижней каретками, одна из которых несет жестко закрепленный на ней токоподводящий кристаллизатор (см. статью Б.И.Медовара, А.П.Белоглазова, Л.Б.Медовара, Б.Б.Федоровского "Концепция создания оборудования для электрошлаковой наплавки жидким присадочным металлом" в журнале "Проблемы специальной электрометаллургии", 1995 г., №3, с.3-5).A known installation for electroslag liquid metal composite surfacing of composite rolls, which includes a separately installed working platform and a stationary column with upper and lower carriages placed on it with the possibility of moving along this column, one of which carries a current-conducting mold rigidly fixed to it (see article B.I. Medovara, A.P. Beloglazova, L.B. Medovara, B. B. Fedorovsky "The concept of creating equipment for electroslag surfacing with liquid filler metal" in the journal "Problems Special electrometallurgy ", 1995, No. 3, p.3-5).
При использовании этой установки для наплавки крупногабаритных валков прокатных клетей возникают проблемы, связанные со смещением геометрической оси заготовки валка относительно оси кристаллизатора, что ведет к неравномерности кольцевого зазора между бочкой валка и внутренними стенками кристаллизатора, обуславливающего разнотолщинность наплавленного слоя.When using this installation for surfacing large rolls of rolling stands, problems arise associated with the displacement of the geometric axis of the roll blank relative to the axis of the mold, which leads to uneven annular clearance between the roll barrel and the inner walls of the mold, which causes the thickness of the deposited layer to vary.
Этот недостаток устранен в наиболее близком по совокупности существенных признаков и достигаемом полезному результату аналоге, принимаемом за прототип и который известен из описания патента Украины на изобретение №32637 "Установка для электрошлаковой наплавки жидким металлом композитных валков", МПК B 22 D 19/00, опубликованного 15.02.2001 г, Бюллетень №1.This disadvantage is eliminated in the closest in terms of essential features and achieved useful result analogue, taken as a prototype and which is known from the description of Ukrainian patent for invention No. 3237 "Installation for electroslag surfacing with liquid metal composite rolls", IPC B 22
Заявляемая и известная установки для электрошлаковой наплавки жидким металлом композитных валков имеют следующие сходные признаки: размещенную на колоннах рабочую платформу, которая несет кристаллизатор, внутренняя полость которого образует загружаемый проем, а также установленные под рабочей платформой теплозащитный составной кожух устройства для подогрева заготовки валка и связанное с колоннами с возможностью вертикального перемещения приводное устройство.The inventive and known installation for electroslag surfacing with molten metal of composite rolls have the following similar features: a working platform placed on the columns, which carries a mold, the internal cavity of which forms a loading opening, and also a heat-shielding composite casing of the device for heating the roll preform installed under the working platform and associated with columns with the possibility of vertical movement of the drive device.
В известной установке приводное устройство выполнено в виде верхней и нижней кареток, которые связаны тягой таким образом, что можно изменять расстояние между ними в зависимости от длины наплавляемой заготовки валка.In a known installation, the drive device is made in the form of upper and lower carriages, which are connected by a thrust in such a way that it is possible to change the distance between them depending on the length of the weld blank of the roll.
Таким образом, ближайший аналог обеспечивает расширение типоразмеров заготовок, подлежащих наплавке.Thus, the closest analogue provides an extension of the standard sizes of the workpieces to be surfaced.
Однако эта установка имеет существенные недостатки. Конструкция установки обуславливает опускание заготовки валка после ее наплавки до полного выхода ее верхнего торца из кристаллизатора, что обуславливает ее повышенные габариты от рабочей платформы до фундамента, ведущее к росту объемов кессонной работы по созданию глубоких и массивных фундаментов в водонасыщенном грунте, а следовательно, к росту капитальных затрат на изготовление установки.However, this installation has significant drawbacks. The design of the installation leads to the lowering of the roll blank after surfacing until the upper end of the mold comes out of the mold, which causes its increased dimensions from the working platform to the foundation, leading to an increase in the volume of caisson work to create deep and massive foundations in water-saturated soil, and therefore to growth capital costs for the manufacture of the installation.
В основу изобретения положена задача - усовершенствовать известную конструкцию установки для электрошлаковой наплавки жидким металлом композитных валков, уменьшив капитальные затраты на ее изготовление за счет технического результата, который заключается в том, что в процессе наплавки перемещение заготовки валка осуществляется с фиксацией только ее нижнего конца, а удаление заготовки валка обеспечивается при неполном выходе ее из кристаллизатора.The basis of the invention is the task of improving the well-known design of the installation for electroslag surfacing with molten metal of composite rolls, reducing the capital cost of its manufacture due to the technical result, which consists in the fact that in the process of surfacing the movement of the workpiece roll is carried out with fixing only its lower end, and removal of the roll preform is ensured when it is incompletely exited from the mold.
Для достижения этого технического результата установка для электрошлаковой наплавки жидким металлом композитных валков, которая содержит размещенную на колоннах рабочую платформу, несущую кристаллизатор, внутренняя полость которого образует загружаемый проем, а также установленные под рабочей платформой теплозащитный составной кожух устройства для подогрева заготовки валка и связанное с колоннами с возможностью вертикального перемещения приводное устройство, - оснащена установленным на приводном устройстве опорным элементом, выполненным с возможностью размещения в проеме кристаллизатора и предназначенным для опирания на него заготовки валка кольцевым буртом, предусмотренным на ее бочке, а также приводными фиксаторами, предназначенными для размещения в предусмотренной на шейке заготовки валка кольцевой проточке с целью фиксации заготовки валка от радиальных и продольных перемещений, при этом кристаллизатор выполнен с возможностью отвода от рабочего положения.To achieve this technical result, an installation for electroslag surfacing with molten metal of composite rolls, which contains a working platform located on the columns, carrying a mold, the inner cavity of which forms a loading opening, and also a heat-shielding composite housing installed under the working platform for heating the roll blank and connected to the columns with the possibility of vertical movement of the drive unit, - is equipped with a support element mounted on the drive unit, you filled with the possibility of placing a mold in the aperture of the mold and designed to support the roll preform on it with an annular collar provided on its barrel, as well as drive clamps designed to be placed in the annular groove provided on the neck of the roll preform to fix the roll blank from radial and longitudinal movements, wherein the mold is configured to divert from the operating position.
Кроме этого, кристаллизатор размещен на рабочей платформе с возможностью принудительного поворота вокруг шарнирной оси, а опорный элемент выполнен в виде сменного цилиндра.In addition, the mold is placed on the working platform with the possibility of forced rotation around the hinge axis, and the supporting element is made in the form of a replaceable cylinder.
Дополнительно к этому составные части теплозащитного кожуха соединены друг с другом телескопически, при этом одна составная часть кожуха связана с рабочей платформой, а другая взаимодействует с приводным устройством.In addition, the components of the heat-shielding casing are telescopically connected to each other, while one part of the casing is connected to the working platform, and the other interacts with the drive device.
Между отличительными признаками изобретения и достигнутым техническим результатом имеется причинно-следственная связь.Between the distinguishing features of the invention and the achieved technical result there is a causal relationship.
Благодаря тому, что установка оснащена установленным на приводном устройстве опорным элементом, выполненным с возможностью размещения в проеме кристаллизатора, и приводными фиксаторами - обеспечивается перемещение заготовки валка в процессе наплавки с фиксированием только ее нижнего конца. Это исключает необходимость иметь в установке средства для фиксации верхнего конца заготовки валка, что уменьшает габариты той части установки, которая находится над рабочей платформой.Due to the fact that the installation is equipped with a support element mounted on the drive unit, which is arranged to be placed in the mold opening, and with drive locks, the roll billet is moved during surfacing and only its lower end is fixed. This eliminates the need for installation means for fixing the upper end of the roll blank, which reduces the dimensions of the part of the installation that is located above the working platform.
Благодаря тому, что кристаллизатор выполнен с возможностью отвода от рабочего положения, а конкретно - в виде его размещения на рабочей платформе с возможностью принудительного поворота вокруг шарнирной оси - обеспечивается съем заготовки валка после ее наплавки при неполном ее выходе из кристаллизатора, что исключает заглубление фундамента, т.е. уменьшает габариты той части установки, которая находится между рабочей платформой и фундаментом.Due to the fact that the mold is made with the possibility of removal from the working position, and specifically, in the form of its placement on the working platform with the possibility of forced rotation around the hinge axis, the workpiece of the roll is removed after surfacing when it is incompletely exited from the mold, which eliminates the deepening of the foundation, those. reduces the dimensions of that part of the installation, which is located between the working platform and the foundation.
Кроме того, благодаря тому, что составные части теплозащитного кожуха соединены друг с другом телескопически и одна составная часть кожуха связана с кристаллизатором, а другая взаимодействует с приводным устройством во время его подъема, исключается необходимость иметь автономный привод для перемещения составных частей кожуха, что упрощает конструкцию установки и дополнительно снижает затраты на ее изготовление.In addition, due to the fact that the components of the heat-shielding casing are telescopically connected to each other and one part of the casing is connected to the mold, and the other interacts with the drive device during its lifting, the need for an independent drive to move the components of the casing is eliminated, which simplifies the design installation and further reduces the cost of its manufacture.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
На фиг.1 схематично изображен в продольном разрезе токоподводящий кристаллизатор с наплавляемой заготовкой.Figure 1 schematically shows in longitudinal section a current-conducting mold with a weld blank.
На фиг.2 схематично изображен токоподводящий кристаллизатор и электрическая схема, поясняющая подсоединение элементов токоподводящей секции и наплавляемой заготовки к источнику питания.Figure 2 schematically shows a current-conducting mold and an electrical circuit explaining the connection of the elements of the current-carrying section and the surfaced workpiece to a power source.
На фиг.3 - разрез А-А на фиг.2 (расположение сквозных прорезей и схема подключения трансформаторов).Figure 3 - section aa in figure 2 (the location of the through slots and the connection diagram of the transformers).
На фиг.4 схематично изображена установка для электрошлаковой наплавки жидким металлом композитных валков (начальное положение загрузки валка).Figure 4 schematically shows the installation for electroslag surfacing with liquid metal composite rolls (the initial position of the loading roll).
На фиг.5 - то же (положение валка перед его наплавкой).Figure 5 - the same (the position of the roll before surfacing).
На фиг.6 - то же (положение валка после его наплавки).In Fig.6 - the same (the position of the roll after surfacing).
Заявляемый способ осуществляется в следующей последовательности действий:The inventive method is carried out in the following sequence of actions:
В полость токоподводящего кристаллизатора, состоящего из электрических изолированных друг от друга секций - токоподводящей 1 (фиг.1), промежуточной 2 и формирующей 3 - размещают металлическую заготовку 4 для наплавки, имеющую стартовый пояс 5 и прилегающий к нему диаметральный выступ 6.In the cavity of the current-conducting mold, consisting of electrical sections isolated from each other - current-conducting 1 (Fig. 1), intermediate 2 and forming 3 - a
Заготовку устанавливают таким образом, чтобы диаметральный выступ 6 находился ниже верхнего края секции 3.The workpiece is set so that the
В кольцевой зазор 7, ограниченный по бокам стенкой кристаллизатора и поверхностью заготовки, а снизу стартовым поясом 5, подают жидкий электропроводный шлак 8 до уровня выше нижнего края секции 1.In the annular gap 7, limited on the sides by the wall of the mold and the surface of the workpiece, and from below by the starting
Через слой шлака пропускают электрический ток, а в зоне наплавки создают вращающее магнитное поле. За счет тепла, выделяющегося в шлаке, происходит преимущественный нагрев стартового выступа 6, что способствует повышению проводимости и ориентации электрического тока на стартовый выступ. Первая порция металла подается после оплавления стартового выступа, обеспечивая с самого начала наплавки надежное соединение присадочного металла с заготовкой 4, а также поддержание оптимального режима наплавки до полного окончания процесса.An electric current is passed through a slag layer, and a rotating magnetic field is created in the surfacing zone. Due to the heat generated in the slag, the starting
Для контроля за оплавлением поверхности заготовки служат предварительно выполненные на ней рифли 9. По оплавлению рифлей судят о готовности заготовки к соединению с присадочным металлом, после чего осуществляют подачу порции металла и вытягивание заготовки с наплавленным слоем 10 из кристаллизатора.To control the flashing of the surface of the billet, pre-made riffles are used on it 9. According to the flashing of the riffs, the readiness of the billet for joining with filler metal is judged, after which a portion of the metal is fed and the billet is drawn with the deposited layer 10 from the mold.
Отличительным признаком изобретения является создание вращающегося магнитного поля на границе раздела шлаковой и металлической ванны, показанного на сечении линией O1O1. При этом направление вращения магнитного поля периодически изменяют, что обеспечивает уменьшение в кристаллизующемся металле ликвации, а следовательно, получение плотной мелкозернистой структуры. Изменение направления вращения магнитного поля целесообразно осуществлять между подачей порций металла.A distinctive feature of the invention is the creation of a rotating magnetic field at the interface of the slag and metal baths, shown in section by the line O 1 O 1 . In this case, the direction of rotation of the magnetic field is periodically changed, which ensures a decrease in segregation in the crystallizing metal, and, consequently, a dense fine-grained structure. It is advisable to change the direction of rotation of the magnetic field between the supply of metal portions.
Кроме того, для обеспечения равномерного проплавления поверхности заготовки в процессе наплавки изменяют частоту вращающегося магнитного поля в тех случаях, когда нарушается стабильность проплавления.In addition, to ensure uniform penetration of the surface of the workpiece during the surfacing process, the frequency of the rotating magnetic field is changed in those cases when the stability of penetration is impaired.
Дополнительным отличительным признаком является также использование наплавляемой заготовки с осевым отверстием 11, через которое осуществляется дополнительный отвод тепла от кристаллизующегося металла 12, что повышает качество наплавленного слоя и производительность процесса наплавки.An additional distinguishing feature is the use of a deposited workpiece with an axial hole 11, through which additional heat is removed from the crystallizing metal 12, which increases the quality of the deposited layer and the productivity of the surfacing process.
После заливки шлака и в течение всей наплавки на зеркало шлаковой ванны присаживают теплоизолирующий материал 13, например, гранулированный сажистый углерод, что обеспечивает тепловую изоляцию и аккумулирование тепла в зоне разогрева заготовки.After pouring the slag and during the entire deposition, a heat-insulating material 13, for example, granular soot carbon, is placed on the mirror of the slag bath, which provides thermal insulation and heat storage in the heating zone of the workpiece.
При подаче порций металла для исключения локального подплавления заготовки величину электрического тока уменьшают.When feeding portions of metal to eliminate local submelting of the workpiece, the electric current is reduced.
С целью более равномерного оплавления заготовки и распределения металла в кольцевом зазоре кристаллизатора его подачу целесообразно производить в двух и более точках, равноудаленных друг от друга.In order to more uniformly melt the billet and distribute the metal in the annular gap of the mold, it is advisable to supply it at two or more points equidistant from each other.
Для предотвращения переохлаждения наплавляемого слоя ниже порога пластичности материала производят подогрев наплавленной поверхности заготовки вне кристаллизатора в течение всего периода наплавки (на чертеже не показано).To prevent overcooling of the deposited layer below the plasticity threshold of the material, the deposited surface of the workpiece is heated outside the mold during the entire surfacing period (not shown in the drawing).
Таким образом, заявляемый способ электрошлаковой наплавки прокатных валков обеспечивает гарантированное качество наплавленного слоя.Thus, the inventive method of electroslag surfacing of rolling rolls provides guaranteed quality of the deposited layer.
Конкретный пример осуществления способа.A specific example of the method.
Стальную заготовку из легированной углеродистой стали с диаметром под наплавку 1160 мм, длиной 2200 мм, устанавливают в полость секционного кристаллизатора с обеспечением равномерного зазора в формирующей секции диаметром 1370 мм. Диаметральный выступ диаметром 1190 мм и высотой 15 мм располагают ниже на 25 мм верхнего края формирующей секции.A steel billet of alloyed carbon steel with a diameter for surfacing 1160 mm, length 2200 mm, is installed in the cavity of the sectional mold with a uniform gap in the forming section with a diameter of 1370 mm. A diametrical protrusion with a diameter of 1190 mm and a height of 15 mm is located 25 mm lower than the upper edge of the forming section.
При включенном печном трансформаторе номинальной мощностью 5000 кВА и включенном источнике вращающего магнитного поля в зазор между заготовкой для наплавки и стенкой кристаллизатора заливают расплавленный электропроводный шлак до уровня 50 мм выше нижнего края токоведущей секции. Первую порцию металла подают в кольцевой зазор кристаллизатора с началом плавления диаметрального выступа.When the furnace transformer with the rated power of 5000 kVA is turned on and the source of the rotating magnetic field is turned on, the molten electrically conductive slag is poured into the gap between the surfacing blank and the crystallizer wall to a level of 50 mm above the lower edge of the current-carrying section. The first portion of the metal is fed into the annular gap of the mold with the beginning of the melting of the diametrical protrusion.
Предварительно на поверхности заготовки для наплавки выполняют рифление глубиной 2 мм. Каждую порцию присадочного металла подают в кольцевой зазор кристаллизатора при полном оплавлении рифлей на заготовке от взаимодействия с жидким шлаком.Preliminary on the surface of the workpiece for surfacing perform corrugation with a depth of 2 mm Each portion of the filler metal is fed into the annular gap of the mold with full melting of the corrugations on the workpiece from interaction with liquid slag.
Направление вращения магнитного поля изменяют через каждые 20 мм вытягивания заготовки с наплавленным слоем.The direction of rotation of the magnetic field is changed every 20 mm of drawing the workpiece with a deposited layer.
После заливки шлака на его поверхность присаживают гранулированный сажистый углерод, обеспечивая тепловую изоляцию зоны нагрева и уменьшая химическое взаимодействие шлака и металла с атмосферой.After the slag is poured, granular carbon black is placed on its surface, providing thermal insulation of the heating zone and reducing the chemical interaction of the slag and the metal with the atmosphere.
Температуру шлака поддерживают на уровне 1650°С, что превышает температуру плавления материала наплавляемой заготовки.The slag temperature is maintained at 1650 ° C, which exceeds the melting temperature of the material of the deposited workpiece.
Заготовку под наплавку выполняют с осевым отверстием диаметром 220 мм, предназначенным для отвода тепла. В процессе наплавки заготовка дополнительно охлаждается через указанное отверстие, что способствует улучшению теплоотвода, а следовательно, повышению качества наплавляемого слоя.The blank for surfacing is performed with an axial hole with a diameter of 220 mm, designed to remove heat. In the process of surfacing, the workpiece is additionally cooled through the specified hole, which contributes to the improvement of heat dissipation, and consequently, the quality of the deposited layer.
Номинальный плавильный ток равен 40000 А, а при подаче порции металла его уменьшают до 20000 А.The nominal melting current is 40,000 A, and when a portion of the metal is supplied, it is reduced to 20,000 A.
Подачу порций металла массой по 25 кг производят в две точки поочередно.Servings of metal weighing 25 kg each are produced at two points in turn.
Исследования наплавленного слоя толщиной 100 мм показали его надежное сцепление с заготовкой, плотную однородную структуру без следов ликвации.Studies of the deposited layer with a thickness of 100 mm showed its reliable adhesion to the workpiece, a dense uniform structure without traces of segregation.
Промышленные испытания валка, изготовленного по заявляемому способу, подтвердили его эксплутационную надежность.Industrial testing of a roll made by the claimed method, confirmed its operational reliability.
Токоподводящий кристаллизатор в соответствии с изобретением состоит из нескольких расположенных по высоте водоохлаждаемых и изолированных одна от другой секций.The current-carrying mold in accordance with the invention consists of several water-cooled sections located one above the other and isolated from one another.
В данном случае кристаллизатор, как было показано выше, состоит из: токоподводящей 1 (фиг.2), промежуточной 2 и формирующей 3 секций, стянутых между собой шпильками.In this case, the mold, as shown above, consists of: current-supplying 1 (figure 2), intermediate 2 and forming 3 sections, tightened together by studs.
Токоподводящая секция имеет внутреннее защитное покрытие 14, выполненное путем наплавки стали на ее медный корпус.The current-carrying section has an internal
Отличием изобретения является то, что сквозные прорези 15 (фиг.3) выполнены на промежуточной секции 2 (фиг.2), к которой подключены трансформаторы 16 (фиг.3) вращения шлаковой и металлической ванн, а также выполнение внутренней поверхности токоподводящей секции сужающейся к низу.A feature of the invention is that the through slots 15 (Fig. 3) are made on the intermediate section 2 (Fig. 2), to which transformers 16 (Fig. 3) are connected for rotating slag and metal baths, as well as the inner surface of the current-carrying section tapers to downstairs.
Прорези 15 разделяют промежуточную секцию на отдельные электрически изолированные части. Подключение к промежуточной секции трансформаторов 16 вращения шлаковой и металлической ванн обеспечивает приближение к зоне первоначальной наплавки магнитного поля, а следовательно, оптимальность вращения металлической ванны и равномерное распределение металла по всему периметру наплавляемой оси, особенно большого диаметра.The
За счет выполнения внутренней поверхности токоподводящей секции 1 (фиг.2) сужающейся к низу основной плавильный ток замыкается с наплавляемой осью вблизи первоначальной зоны наплавки, обеспечивая в ней подплавление поверхности заготовки.Due to the implementation of the inner surface of the current-supplying section 1 (Fig. 2), the main melting current tapering to the bottom is closed with the weld axis near the initial surfacing zone, providing melting of the workpiece surface in it.
Таким образом, процесс наплавки заготовки в первоначальный период протекает оптимально за счет приближения точки подвода основного плавильного тока к зоне первоначальной наплавки и подключения трансформаторов вращения шлаковой и металлической ванн к промежуточной секции 2. Оснащение этой секции фланцем 17 (фиг.3), охватывающим ее по части периметра, и выполнение контактных поверхностей 18 (фиг.2) этой секции и упомянутого фланца коническими обеспечивает при сборке кристаллизатора с помощью специальных прижимов 19 плотное соединение через изоляционные прокладки составных частей промежуточной секции, образованных прорезями 15 (фиг.3).Thus, the process of surfacing the workpiece in the initial period proceeds optimally due to the approach of the point of supply of the main melting current to the zone of initial surfacing and connecting the transformers for the rotation of slag and metal baths to the
В местах сквозных прорезей 15 промежуточной секции 2 (фиг.2) фланец 17 (фиг.3) имеет выборки 20, выполненные, например, фрезерованием, что увеличивает электрическое сопротивление фланца, а следовательно, препятствует перетеканию тока по фланцу.In places of the through
Далее заявленная конструкция кристаллизатора поясняется конкретным примером ее реализации.Further, the claimed design of the mold is illustrated by a specific example of its implementation.
При реальном промышленном опробовании объекта изобретения кристаллизатор имел следующие данные.In real industrial testing of the object of the invention, the mold had the following data.
Использовался кристаллизатор, состоящий из трех водоохлаждаемых секций и имеющий диаметр формирующей секции 1370 мм. На промежуточной секции 2 выполнено две вертикальные радиально-размещенные прорези шириной 3 мм. Внутренняя поверхность токоподводящей секции 1 сужена к низу до диаметра 1370 мм. Формирующая секция 3 кристаллизатора выполнена с высотой 290 мм.A mold was used, consisting of three water-cooled sections and having a diameter of the forming section of 1370 mm. On the
На данном кристаллизаторе выполнена пробная наплавка прокатного валка диаметром 1300 мм. Качество сплавления наплавленного металла с заготовкой на участке начала наплавки было такое же, как и на последующих участках, т.е. качество наплавки обеспечено за счет стабилизации процесса наплавки, особенно на первоначальной стадии.This mold was used for test surfacing of a rolling roll with a diameter of 1300 mm. The fusion quality of the deposited metal with the workpiece at the site of the beginning of surfacing was the same as in the subsequent sections, i.e. surfacing quality is ensured by stabilizing the surfacing process, especially at the initial stage.
Наибольший эффект от внедрения токоподводящего кристаллизатора получен при наплавке крупногабаритных изделий, преимущественно опорных прокатных валков, где некачественная наплавка приводит к большим экономическим издержкам.The greatest effect from the introduction of the current-supply mold was obtained during the surfacing of large-sized products, mainly supporting rolls, where poor-quality surfacing leads to high economic costs.
Установка для электрошлаковой наплавки жидким металлом композитных валков содержит размещенную на колоннах 21 (фиг.4) рабочую платформу 22, которая несет опорную плиту 23 с кристаллизатором 24, внутренняя поверхность 25 которого образовывает загрузочный проем, а также установленные под рабочей платформой 22 теплозащитный составной кожух устройства для подогрева заготовки валка, имеющий две составные части 26 и 27, и связанное с колоннами с возможностью вертикального перемещения приводное устройство 28.Installation for electroslag composite metal liquid metal surfacing of composite rolls contains a working
Отличием предлагаемой установки является то, что она оснащена установленным на приводном устройстве 28 опорным элементом 29, выполненным с возможностью размещения во внутреннем проеме кристаллизатора 24 и предназначенным для опирания на него заготовки валка 30 кольцевым буртом 31, предусмотренным на ее бочке, а также приводными фиксаторами 32, предназначенными для фиксации заготовки валка от радиальных и продольных перемещений благодаря их размещению в предусмотренной на шейке заготовки валка кольцевой проточке 33, при этом кристаллизатор 24 выполнен с возможностью отвода от рабочего положения, который может быть реализован различными вариантами.The difference of the proposed installation is that it is equipped with a
Наиболее предпочтительным из них является вариант, который схематично изображен на фиг.5. Его суть: опорная плита 23 расположена на рабочей платформе 22 с возможностью поворота совместно с кристаллизатором 24 (фиг.6) вокруг шарнирной оси 34 с помощью гидроцилиндров 35.The most preferred of them is a variant, which is schematically depicted in figure 5. Its essence: the
Одним из конструктивных вариантов выполнения опорного элемента является сменный цилиндр 29 (фиг.5), когда каждому сменному кристаллизатору соответствует определенный цилиндр.One of the structural embodiments of the support element is a replaceable cylinder 29 (Fig. 5), when each replaceable mold corresponds to a specific cylinder.
К отличительным дополнительным признакам относится также то, что составные части теплозащитного кожуха 26 и 27 соединены друг с другом телескопически, при этом составная часть 26 связана с рабочей платформой, а составная часть 27 - с устройством 28.Distinctive additional features also include the fact that the components of the heat-shielding
Установка работает следующим образомInstallation works as follows
Заготовку валка 30 (фиг.4) транспортируют в вертикальном положении краном к установке и располагают точно по оси кристаллизатора 24, закрепленного на опорной плите 23, размещенной на рабочей платформе 22. Это является начальной стадией процесса: приводное устройство 28 находится в верхней позиции, расположенные на нем приводные фиксаторы 32 развернуты, опорный элемент 29 пропущен сквозь внутренний проем кристаллизатора 24 так, что он выступает над уровнем кристаллизатора, а составные части теплозащитного кожуха 26 и 27 соединены друг с другом телескопически, при этом составная часть 26 связана с рабочей платформой, а составная часть 27 - с приводным устройством 28.The roll blank 30 (Fig. 4) is transported in a vertical position by a crane to the installation and is positioned exactly along the axis of the
После этого заготовку валка 30 (фиг.5) опускают до контакта кольцевого бурта 31 с опорным элементом 29, после чего приводные фиксаторы 32 заводят в кольцевую проточку 33 заготовки валка 30. Зафиксированную таким образом заготовку валка опускают приводным устройством 28 в стартовое положение и начинают наплавку жидким металлом, которая сопровождается сопутствующим нагреванием заготовки в теплозащитном кожухе, при этом составная часть 27 теплозащитного кожуха, которая опирается на приводное устройство 28, перемещается с заготовкой валка вниз.After that, the roll blank 30 (Fig. 5) is lowered until the
Из вышеописанного следует, что наличие опорного элемента и приводных фиксаторов обеспечило перемещение заготовки валка в процессе наплавки с фиксацией только ее нижнего конца. Благодаря этому в сравнении с прототипом уменьшаются габариты той части установки, которая находится над рабочей платформой.From the above it follows that the presence of the support element and drive clamps ensured the movement of the workpiece roll in the surfacing process with fixing only its lower end. Due to this, in comparison with the prototype, the dimensions of the part of the installation located above the working platform are reduced.
После окончания наплавки приводное устройство 28 (фиг.6) совместно с заготовкой валка 30 опускается вниз на уровень, который позволяет осуществлять поворот опорной плиты 23. При повороте опорной плиты вокруг шарнирной оси 34 с помощью гидроцилиндров 35 кристаллизатор 24 переводится в вертикальное положение. После этого наплавленная заготовка валка 30 краном свободно поднимается вверх и транспортируется на другие агрегаты.After surfacing, the drive device 28 (FIG. 6), together with the
Таким образом, выемка заготовки валка обеспечивается при неполном выходе ее из кристаллизатора, что дает возможность уменьшить габариты той части установки, которая находится под рабочей платформой.Thus, the recess of the workpiece roll is provided when it is incomplete from the mold, which makes it possible to reduce the dimensions of that part of the installation, which is located under the working platform.
Общий вывод: благодаря техническому результату, который состоит в том, что в процессе наплавки заготовки валка ее перемещение осуществляется с фиксацией только ее нижнего конца, а выемка заготовки валка производится при ее неполном выходе из кристаллизатора, - снижаются капитальные затраты и расширяются ее возможности по внедрению в действующих цехах с низкой кровлей за счет снижения габаритов.General conclusion: due to the technical result, which is that during the surfacing of the roll preform, its movement is carried out with fixing only its lower end, and the recess of the roll is removed when it is incompletely exited from the mold, capital costs are reduced and its implementation opportunities are expanded in existing workshops with a low roof due to the reduction in size.
Наибольший эффект применения установки для электрошлаковой наплавки жидким металлом композитных валков обеспечивается при производстве крупногабаритных валков с диаметром бочки не менее 800 мм и длиной более 2000 мм.The greatest effect of the installation for electroslag surfacing with molten metal of composite rolls is provided by the production of large rolls with a barrel diameter of at least 800 mm and a length of more than 2000 mm.
Claims (13)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2002031790A UA71988C2 (en) | 2002-03-05 | 2002-03-05 | Method and plant for electroslag surfacing of composite rollers by liquid metal, current-carrying crystallizer |
| UA2002031790 | 2002-03-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004119958A RU2004119958A (en) | 2005-05-10 |
| RU2286229C2 true RU2286229C2 (en) | 2006-10-27 |
Family
ID=34421062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004119958/02A RU2286229C2 (en) | 2002-03-05 | 2002-05-17 | Method of electro-slag hard-facing of composite rolls with liquid metal and device for realization of this method |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2286229C2 (en) |
| UA (1) | UA71988C2 (en) |
| WO (1) | WO2003074215A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2514245C1 (en) * | 2012-12-24 | 2014-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) | Device for electroslag hard-facing |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101920331B (en) * | 2010-08-02 | 2012-08-08 | 山东建筑大学 | Regeneration method of abrasion-resistant ring positioned on mill roll |
| CN107962167B (en) * | 2017-11-08 | 2019-09-27 | 昆明理工大学 | A kind of method that founding remanufactures roll |
| CN110355349A (en) * | 2019-08-15 | 2019-10-22 | 成都三强轧辊股份有限公司 | A kind of hot connection device of cast steel roll and its application method |
| CN114653926A (en) * | 2022-03-11 | 2022-06-24 | 东北大学 | Device and method for preparing composite roller by electroslag remelting method with crystallizer added with magnetic field |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6283198B1 (en) * | 1997-03-18 | 2001-09-04 | Zakrytoe Aktsionernoe Obschestvo “Elmet-Rol-Guppa Medovara” | Electroslag facing process |
| UA32637C2 (en) * | 1999-11-26 | 2001-02-15 | Закрите Акціонерне Товариство "Новокраматорський Машинобудівний Завод" | installation for electroslag hard-facing by liquid metal of composite rolls |
| RU2174154C1 (en) * | 2000-08-11 | 2001-09-27 | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Mold for electroslag facing |
| RU2174153C1 (en) * | 2000-08-15 | 2001-09-27 | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Method of electroslag facing of rolls |
-
2002
- 2002-03-05 UA UA2002031790A patent/UA71988C2/en unknown
- 2002-05-17 RU RU2004119958/02A patent/RU2286229C2/en not_active IP Right Cessation
- 2002-05-17 WO PCT/UA2002/000020 patent/WO2003074215A1/en active Application Filing
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2514245C1 (en) * | 2012-12-24 | 2014-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) | Device for electroslag hard-facing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2003074215A1 (en) | 2003-09-12 |
| RU2004119958A (en) | 2005-05-10 |
| UA71988C2 (en) | 2005-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6407289B2 (en) | Manufacturing method and equipment for long ingot having large cross section | |
| US4237361A (en) | Buildup welding of inclined surfaces | |
| RU2286229C2 (en) | Method of electro-slag hard-facing of composite rolls with liquid metal and device for realization of this method | |
| US4373128A (en) | Method of electroslag surfacing of components having a cylindrical surface | |
| KR100374759B1 (en) | Electrode for plasma generator the generator comprising same and process for treatment of solidifying liquid metal | |
| US3849584A (en) | Plasma arc torch | |
| US3980802A (en) | Method of arc control in plasma arc furnace torches | |
| US6758259B1 (en) | Method and arangement for producing casting moulds from metal | |
| US5146976A (en) | Electro-slag casting apparatus and method | |
| EP0094820B1 (en) | Method and apparatus for manufacturing a composite steel ingot | |
| US3504148A (en) | Method and apparatus for producing bimetallic articles by inductive heating and positioning means | |
| 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 | |
| JP4563639B2 (en) | Method and apparatus for producing hollow metal castings | |
| GB1568746A (en) | Electrosing remelting and surfacing apparatus | |
| US3835914A (en) | Process for producing metallic articles by electroslag remelting | |
| US4004076A (en) | Nonconsumable electrode for melting metals and alloys | |
| RU2176938C1 (en) | Method for repairing rolling rolls | |
| Kuskov et al. | Current-supplyIng mOulD In eleCtrOslag teChnOlOgIes | |
| RU1524298C (en) | Method of continuous casting of bimetal ingots from aluminium alloys | |
| US4164973A (en) | Methods and apparatus relating to electroslag deposition | |
| RU2093329C1 (en) | Method and device for electroslag hard-facing | |
| US3870508A (en) | Electroslag refining | |
| GB1480216A (en) | Electroslag refining | |
| JP2005324207A (en) | Method for producing metal ingot by using cold crucible furnace, and cold crucible furnace | |
| SU833396A1 (en) | Electroslag welding method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090518 |