SU1009605A1 - Способ изготовлени чугунных прокатных валков - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЧУГУННЫХ ПРОКАТНЫХ ВАЖОВ, включжощий заливку литейной формы расплавом, воздействие на него ультразвуковыми колебани ми и охлаждение, отличающийс  -г&л, что, с цель увеличени  глубины отбела рабочего сло  бочки, ультразвуковыми колебани ми на расплав начинают воздействовать и заканчивают воздействие после образовани  корки закристаллизовавшегос  сплава толщиной, равной соответственно 0,05-0,09 и 0,2-0,4 радиуса бочки валка. ...

Description

;о

О)

Изобретение относитс  к области литейного производства и может быть использовано при изготовлении чугунных прокатных валков.

Известные способы изготовлени  чугунных прокатных валков литьем не обеспечивают увеличение глубины отбела рабочего сло  бочки без снижений эксплуатационной прочности валка .

Известен способ изготовлени  чугунных прокатных валков, заключающийс  в заливке .и охлаждении расплава в форме. Заливка производитс  при 1450-1550°С П.

Этот способ изготовлени  валков позвол ет изменить глубину отбела, не мен   величину переходной зоны. Однако глубина зоны чистого отбела даже при сочетании максимальных показателей отбеливаемости расплава и отбеливани  кокилем не превышает мм. Это обусловлено тем, что изменение температуры заливки ограничено относительно узким интервалом . Оно приводит, главным образом, к изменению количества карбидов :В осевой зоне валка. Зона же чистого отбела измен етс  меньше и в подавл ющем количестве случаев достигает глубины рабочего сло .

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  способ изготовлени  биметаллических отливок, заключающийс  в наложении ультразвуковых колебаний перпендикул рно намораживаемой поверхности заготовки с рассто ни  не более 10 мм с последующим охлаждением L2 3- Это обеспечивает сокращение затрат энергии на возбуждение ультразвуковых колебаний и способствует повышению физико-механических свойств намораживаемого сло .

Недостатком такого способа  вл етс  ограничительное условие наложени  ультразвуковых колебаний с расст ни  не более 10 мм. Выполнить такое условие невозможно дл  массивных отливок , какими  вл ютс  прокатные валки , с оптимальной глубиной отбеленного рабочего сло  25.. ЛО мм.

Целью изобретени   вл етс  увеличение глубины отбела рабочего сло  бочек валков.

Поставленна  цель достигаетс  тем что по способу изготовлени  чугунных прокатных валков, включающему заливк литейной формы расплавом, воздействи

на него ультразвуковыми колебани ми и охлаждение, последними на расплав начинают воздействовать и заканчивают воздействие после образовани  корки , закристаллизовавшегос  сплава толщиной , равной соответственно 0,05-0,09 и 0,2-0,4 радиуса бочки валка.

Воздействие на расплав ультразвукам в этот период эквивалентно улучшению подпитки расплавом двухфазной зоны затвердевани . Это обусловлено  влением ультразвукового капилл рного эффекта и обеспечивает увеличение глубины отбела.

5 Принципиальное отличие предполагаемой Операции воздействи  ультразвуком от используемой в насто щее врем  при отливке прокатных валков операции воздействи  температурной задЛивки состоит в том, что она увеличивает отбел компенсацией усадки не за счет металлостатического давлени , а за счет давлени  сто чих ультразвуковых волн, В результате продолжительность воздействи  резко увеличиваетс . Однако наложение ультразвуковых колебаний до затвердевани  рабочего сло  толщиной менее 0,05 радиуса бочки приводит к образованию гор чих трещин на бочке вблизи от ее

торцов.

Если же начинать воздействовать ультразвуком на расплав после образовани  затвердевшего сло  по периметру кокил  толщиной более 0,09 радиуса кокил , то в рабочем слое по вл ютс  графито-аустенитные колонии, снижающие износостойкость валков. Заканчивать воздействие ультразвуком на расплав .необходимо после затвердевани  сло  расплава, равного 0,20 ,4 радиуса кокил .

При окончании воздействи  ультразвуком после образовани  затвердевшего сло  менее 0,2 радиуса кокил  глубина рабочего сло  валка может оказатьс  недостаточной и после переточек валка его износостойкость значительно уменьшаетс  При воздействии ультразвуком на расплав после затвердевани  сло  более 0,4 радиуса кокил  возрастает в осевой зоне количество хрупкой структурной составл ющей карбидов и, следовательно, снижаетс  прочность валка.

5 Пример 1, Производили отливку валков с отбеленным рабочим слоем из чугуна с содержанием ингредиентов, %: углерода 3,5-3,7; кремни  0,3-0,5;

3 . 1009605

марганца 0, фосфора 0,,5, Так, после заливки валка-с диаметсеры 0,12-0,16; остальное железо. ром бочки (кокил ) 325мм на расплав возИзготовл ли методом лить  в неподвиж- действовали ультразвуком частотой ные, вертикально установленные песча- -Ю Гц и интенсивностью 200 Вт/см но-глинистые формы с кокилем на.учас тке бочки валка. Предварительно был проведен анализ номенклатуры этих валков на всех вальцелитейных завода СССР. Было установлено, что средний диаметр их бочек равен 3281193 длина бочек 887±193 масса валка кг, глубина рабочего сло  30±4 мм, а фактическа  глубина чисто го отбела 17t5 мм„ Было произведено также измерение температурных полей , бочек этих валков и построена номограмма, позвол юща  определить врем  затвердевани  рабочего сло  в .зависимости от его величины и величи ны диаметра бочки.20 Оценку воздействи  ультразвука производили по вли нию давлени  на глубину отбела. С этой целью от верхней , центральной и нижней частей бочки диаметром 325 мм и длиной 1000 мм 25 были вырезаны образцы-диски. На них были, измерены средние по периметру величинь отбела и твердости, а по формуле (.1 ) РО С РОСТМ ( 30 WUV/ min « где Ро|бс.- абсолютное давление, РОТМ атмосферное давление, H/M2j Н - высота, м;. J-- удельный вес расплава, н/м } рассчитана величина давлени  по высоте двухфазной зоны. период 7-53 с, что соответств вует толщинам затвердевшего рабочего сло  8 мм и 33 мм или 0,05 и 0,2 радиуса кокил . Глубина отбела возрастает до 33 мм эквивалентно продолжительности воздействи  повышенного давлени  на компенсацию усадки в двухфазной зоне затвердевающей отливки. Пример 2. Производили отливку валка с диаметром бочки (.кокил  ) 325 мм. На расплав воздействали ультразвуком частотой «10 Гц в период 9-90 с затвердевани  рабочего сло  толщиной мм, что соответствует 0,07 и 0,3 радиуса кокил . Глубина отбела в рабочем слое возрастает до 9 мм.. Пример 3. Производили отливку валка с диаметром бочки (кокил ) 325 мм. На расплав воздействовали ультразвуком в период с затвердевани  рабочего сло  толщиной 15 б5 мм, что соответствует 0,09-0,f радиуса кокил . Глубина отбела в рабочем слое возрастает до б5 мм. При отклонении от номинальных значений.начала конца воздействи  ультразвуком в валке могут образовыватьс  гор чие трещины или возрастать количество хрупкой структурной составл ющей - цементита , в осевой зоне, что снижает прочностные характеристики.валков (сн. таблицу).

Вли ние ультразвукового воздействи  на толщину отбеленного рабочего сло 

7 53 9 90 17 110

32

69

19 115

17

Использрвание предлагаемого способа изготовлени  чугунных прокатных валков обладает тем преимуществом по Сравнению с известным, что он дает возможность увеличени  глубины отбеЛа рабочего сло  бочки даже в тех случа х, когда резервы отбеливаемости расплава и отбеливающей способности кокил  .исчерпаны. Кроме того, воздействие ультразвука способствует инициации процессрв графитизации и из- мельчени  кристаллизации в осевой зо-

Продолжение таблицы

Гор ча  трещина на бочке валка

На осевой зоне валка количество цементита составл ет 15 что на 5 выше нормы дл  листопрокатных валков

не бочки и шейках, что резко повысит качество валков и сократит потребность в них.

Ожидаемый экономический эффект от использовани  изобретени  при изготовлении валков чистовых клетей мелкосортных и станов составит РУб. на тонну и будет достигнут за счет снижени  расхода валков на 20-25% и повышени  их износостойкости на 18-24.

Claims (1)

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЧУГУННЫХ ПРОКАТНЫХ BAJKOB, включающий заливку литейной формы расплавом, воздействие на него ультразвуковыми колебаниями и охлаждение, отличающ и й с я тем, что, с целью увеличения глубины отбела рабочего Слоя бочки, ультразвуковыми колебаниями на расплав начинают воздействовать и заканчивают воздействие после' образования корки закристаллйзовавше' гося сплава толщиной, равной соответственно 0,05-0,09 и 0,2-0,4 радиуса бочки валка.