SU1096019A1

SU1096019A1 - Method of repairing ingot mould

Info

Publication number: SU1096019A1
Application number: SU833548965A
Authority: SU
Inventors: Валерий Павлович Елагин; Анатолий Константинович Маришкин; Юрий Андреевич Коржавин; Анатолий Никитович Новодран; Леонид Ксенофонтович Тарасов
Original assignee: Днепродзержинский Индустриальный Институт Им.М.И.Арсеничева
Priority date: 1983-02-04
Filing date: 1983-02-04
Publication date: 1984-06-07

Abstract

1 .СПОСОБ РЕМОНТА ИЗЛОЖНИЦЫ , вкл1очаю1цнй разделку трещины по обеим сторонам ее, установку стальных элементов в разделанных углублени х, сварку стальных элементов между собой , отличающийс тем, что, с целью повышени прочности и снижени трудоемкости скреплени , разделку трещины осуществл ют с помощью операций сверлени , устанавливают стальные элементы в отверсти на толщину стенки изложницы по обеим сторонам трещины и производ т электрошлаковую наплавку металла в отверсти , расположенные непосредственно по трещине и сопр женные с отверсти ми , расположенными по обеим сторонам § трещины. (Л1. A PREVENTION REPAIRING METHOD, including one crack cutting on both sides of it, installing steel elements in the grooved recesses, welding the steel elements between themselves, characterized in that, in order to increase the strength and reduce the labor intensity of the fastener, the crack is cut using drilling operations , install steel elements in the holes on the wall thickness of the mold on both sides of the crack and produce electroslag welding of the metal in the holes located directly along the crack and adjacent They have holes that are located on both sides of the crack. (L

Description

2. ю щ и шени путем Способ по п, 1, о т л и ч а- ми элементами от краев третикы, и с тем, что, с целью повы- наплавл емые отверсти выполн ют пр прочности скреплени трещины моугольной формы в поперечном сечеудалени отверстий со стальны- ими. 10960192. y and y by the method according to any one of the elements from the edges of the tertiary, and so that, with the aim of the weld holes, they are made in the form of a rectangular crack in cross-section holes with steel. 1096019

II

Изобретение относитс к черной и цветной металлургии, в частности к ремонту изложниц, примен емых например при разливке металлов.The invention relates to ferrous and nonferrous metallurgy, in particular, to the repair of molds used, for example, in metal casting.

Известен способ заварки трещин в чугунных изложницах с применением сварки плавлением, при котором осуществл ют У-образную разделку трещины. При толщине стенки 100-150 мм ширина разделки достигает около 50-60 см снаружи и 20-25 мм внутри. Разделка трещины завариваетс ручной дуговой сваркой специальными чугунными электродами. Перед сваркой изложницу нагревают до 650-700°С в нагревательном колодце или сыродутном горне. Сварной шов накладывают небольшими участками длиной 120150 мм. В течение всего процесса сварки шов дл замедлени охлаждени подогреваетс горелками. После за- варки трещины нагрета изложница выдерживаетс в печи при температуре 600-650°С в течение 2-3 ч, затем охлаждаетс либо в печи, либо в ме без сквозн ков.There is a known method for welding cracks in cast iron molds using fusion welding, in which a Y-shaped crack is made. With a wall thickness of 100-150 mm, the width of the groove reaches about 50-60 cm outside and 20-25 mm inside. The cutting of the crack is brewed by manual arc welding with special cast iron electrodes. Before welding, the mold is heated to 650-700 ° C in a heating well or a cheese horn. The weld is placed in small sections with a length of 120150 mm. During the entire welding process, the seam is slowed down by a burner to slow down cooling. After cracking the cracks are heated, the mold is kept in a furnace at a temperature of 600-650 ° C for 2-3 hours, then it is cooled either in a furnace or in me without through ducts.

Предварительный и сопутствующий подогрев, выдержка в печи и замедленное охлаждение чугунной изложницы необходимы дл предотвращени образовани закалочных трещин в зоне сплавлени сварного шва и чугуна изложницы .Preheating and concurrent heating, holding in the furnace and slow cooling of the cast-iron mold are necessary to prevent the formation of quenching cracks in the fusion zone of the weld and cast iron of the mold.

При длине продольных трещин более 300 мм примен етс стальной анкер, который увеличивает запас прочности и разгружает сварной шов, воспринима раст гивающие напр жени , которые возникают во мнешннх сло х стенки изложницы 1три заливке сталиWhen the length of the longitudinal cracks is more than 300 mm, a steel anchor is used, which increases the safety margin and unloads the weld, perceiving tensile stresses that arise in the layers of the wall of the mold 1, three steel fillings.

Данный способ ремонта изложницы требует больших затрат труда на разделку кромок и I нарочные работы. Способ нетехиологмчен из-за необходимости высокого грсдр рительного и сопутстнунмцргп Tii.i;ioinfHa и медленного охлажичшн н:1.чпж11ии, Это приводит к т желым услови м труда сварщика , отражаетс на стоимости и производительности ремонтных работ.This method of repairing the mold requires a lot of labor for cutting the edges and I drug work. The method is non-stoichiologic due to the need for high ssdritalnogo and computnnmtsrp Tii.i; ioinfHa and slow cooling n: 1.chpzh11ii, This leads to harsh working conditions of the welder, reflected on the cost and performance of repair work.

Стальной анкер, примен ющийс дл Steel anchor used for

упрочнени сварного шва, имеет небольшую толщину по сравнению с толщиной стенки изложницы, поэтому он незначительно увеличивает запас прочности сварного шва. Это приводит к необходимости увеличени количества анкеров , устанавливаемых по длине сварного шва.hardening of the weld, has a small thickness compared to the wall thickness of the mold, so it slightly increases the safety margin of the weld. This leads to the need to increase the number of anchors installed along the length of the weld.

Известен также способ заварки трещин в изложницах без предварительного подогрева, при котором с наружной поверхности изложницы вырубаетс У-образна разделка трещины и на стенках разделки устанавливаютс с помощью резьбы стальные шпильки. Вс There is also known a method for welding cracks in molds without preheating, in which a Y-shaped crack is cut from the outer surface of the mold and steel studs are threaded on the walls of the cut. The sun

поверхность разделанных трещин вокруг шпилек наплавл етс тонким слоем металла никельсодержащими электродами, а затем разделка окончательно завариваетс малоуглеродистыми электродамиthe surface of the split cracks around the studs is welded with a thin layer of metal with nickel-containing electrodes, and then the cutting is finally sealed with low-carbon electrodes

УОНИ13/45.UONI13 / 45.

Образование трещин в зоне сплавлени сварного шва с чугуном не исключаетс из-за по влени хрупких структур и большой жесткости изделий.The formation of cracks in the fusion zone of the weld with cast iron is not excluded due to the appearance of brittle structures and high rigidity of the products.

Прочность скреплени при этом способе обеспечиваетс в основном за счет резьбового соединени стальных шпилек со стенками разделки трещины и хорошей свариваемости сварного шваThe bonding strength of this method is provided mainly due to the threaded joint of steel studs with the groove walls and good weldability of the weld.

со стальными шпильками С2 .with steel studs C2.

Недостатком известного способа вл етс больша т{ Удоемкость из-за необходимости разделки трещины, установки в разделке шпилек при помощи резьбы, большого объема наплавочных работ. Кроме того, применение дорогосто щих никельсодержащих электродов удорожает стоимость ремонта. Известен способ ремонта трещин,The disadvantage of this method is a large m {Capacity due to the need for cutting cracks, installing in cutting studs using a thread, a large amount of surfacing work. In addition, the use of expensive nickel-containing electrodes increases the cost of repairs. A known method of repairing cracks,

при котором скрепление трещины осуществл етс преимущественно за счет армируюищх стальных анкеров. Св зывающие трещину анкеры имеют форму двутавра с рабочим сечением мм Они плотно забиваютс в специальное гнездо, выфрезерованное или вырубле ное с наружной поверхности изложницы по обе стороны трещины. Головки анкера обвариваютс ручной дуговой сваркой. С внутренней поверхности изложницы трещина завариваетс с минимальной подрубкой одной из кромок исключительно дл того, чтобы в зазор трещины не затекал жидкий металл слитка t33. Этот способ характеризуетс палы объемом наплавленного металла и простотой выполнени , однако толщин анкера значительно меньше толщины стенки изложницы и, следовательно, прочность скреплени трещины будет значительно меньше арочности сплошной стенки изложницы. Это вызывает разрушение анкера и дальнейшее развитие трещины в изложнице. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс способ ремонта изложницы, заключающийс в том, что по обеим сторонам трещины проделывают несколько полусферических углублений, соединенных в общий канал. Эти углублени заполн ют металлическими плитками особой конфигурации, котора обеспе чивает особое их сцепление между собой и наклонными сторонами полусф рического углублени . Сваривают лиш одну только центральную плитку с. двум крайними t Недостатками этого способа вл ю с трудоемкость образовани полусфе рических углублений по обеим сторонам трещины и необходимость изготов лени плиток особой конфигурации. Основной недостаток способа заключаетс в том, что толщина плиток уложеннь1х в углублени , значительно меньше толщины скрепл емой стенка изложницы и, следовательно, прочнос скреплени сквозной трещины будет значительно меньше прочности сплошной , стенки изложницы. Разрушение ар мирующих плиток, скрепл к цих сквозную трещину, произойдет раньше, чем разрушение сплошной стенки изложниц Целью изобретени вл етс повышение прочности и снижение трудоемкости скреплени . Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу ремонта изложницы , включающему разделку трещины по обеим сторонам ее, установку стальных элементов в разделанных углублени х , сварку стальных элементов между собой, разделку трещины осуществл ют с помощью операций сверлени , устанавливают стальные элементы в отверсти на толщину стенки изложницы по обеим сторонам трещины и производ т электрошлаковую наплавку металла в отверсти , расположенные непосредственно по трещине и сопр женные с отверсти ми, расположенными по обеим сторонам треп1ины. Кроме Т.ОГО, наплавл емые отверсти выполнены пр моугольной формы в поперечном сечении. На фиг. 1 представлена схема осуществлени способа скреплени трещины в чугунной изложницеi на фиг. 2 то же, вариант. Способ осуществл етс следующими операци ми: образованием сопр женных сквозных отверстий по сторонам и середине трещиныj забивкой в крайние отверсти стальных стержнейj заваркой , например электрошлаковой, среднего отверсти . В стенке изложницы 1 с трещиной 2 выполнены сквозные отверсти 3, А и 5. Отверсти 3 и 5 выполнены с обеих сторон симметрично трещине, а отверстие 4 - по середине пр мой, соедин ющей центры крайних отверстий 3 и 5. Отверстие 4 сопр жено с отверсти ми 3 и 5, таким образом поверхность отверсти 4 пересекаетс по образующим поверхностей отверстий 3 и 5. В крайних отверсти х 3 и 5 расположены стальные стержни, длина которых равна толщине стенки изложницы. Стержни сварены между собой по всей их длине вертикальным сварным швом 6. Позици ми 7-9 обозначены шлакова ванна, электрод и источник сварочного тока соответственно . Сварной шов 6 образован путем заварки среднего отверсти 4 сваркой плавлением,например электрошлаковой, при этом сварной шов 6 сплавл етс с поверхностью стальных стержней, сопр женных с поверхностью среднего отверсти 4. Стальные стержни, расположенные в отверсти х 3 и 5, и вертикальный сварной шов, соедин ющий юс по всей длине образуют замок типа восьмерки, прочно скрепл ющий обе стороны трещины. Дл увеличени прочности скреплени трещины среднее отверстие 4 (фиг, 2) выполнено пр моугольной формы в поперечном сечении. Благодар этому стержни 3 и 5 можно расположить на большем рассто нии друг от друга и, следовательно, от кромо трещины, чем достигаетс увеличение прочности скреплени трещины. Величина сопр жени отверсти 4 с крайними отверсти ми 3 и 5 меньше диаметра этих отверстий. Способ осуществл етс следующим образом. Изложница 1 устанавливаетс под шпинделем сверлильного станка модели 2Ш55 таким образом, что продольна ось сверла совпадает с плос костью трещины 2. Вначале сверл тс крайние отверсти 3 и 5 по обеим ст ронам трещины, центры которых лежат на пр мой, перпендикул рной направлению трещины 2, Затем в отверстий и 5 плотно забиваютс стальные стерж ни и выполн етс отверстие 4, центр которого лежит в плоскости трещины на пр мой, соедин клцей центры отвер стий 3 и 5. Отверстие 4, показанное на фиг. 2, выполн етс пр моугольной формы на долбежном станке при помощи резца, который дл образовани отверсти 4 вводитс в одно из отверстий 3 или 5. Отверстие 4 заплавл етс электрошлаковой сваркой. В качестве сварочного автомата можно использовать авт мат А-612 или полуавтомат А-1072 М. Шлакова ванна 7 наводитс в отверстии 4 путем плавлени сварочного флюса электрической дугой, гор щей меткду электродом 8, подключенный к источнику сварочного тока 9, и графитовой затравкой, образующей дно отверсти . При толщине шлаковой ванны 10-15 мм дуга гаснет и устанав ливаетс устойчивый электрошлаковьй процесс. Сварочный ток, протека от электрода 8 через слой шлака, нагревает шлаковую панну 7, за счет чего оплавл етс поверхность отвер96 сти 4, в том числе и поверхности стержней, наход щихс в отверсти х 3 и 5, и плавитс электрод 8, образу вертикальный сварной шов 6, прочно сваривающий стальные стержни друг с другом. При ширине трещины менее 1 мм расплавленный шлак затекает в зазор трещины и затвердевает в стенке отверсти 4, предотвраща утечку сварочной ванны. Если ширина больше 1 мм, зазор трещины в отверстии 4 заполн етс огнеупорной массой. Сварка отверсти диаметром 40-45 мм производитс посто нным током обратной пол рности сварочной проволокой СВ-08А диаметром 5 мм с флюсом АН-348 или АН-6 при следующем режиме: сварочный ток 400-500 А; напр жение 44-45 В, скорость сварки 1,2-1,4 м/ч. Глубина отверсти равна толщине стенки изложницы и. находитс в зависимости от типа изложницы в пределах 100-250 мм. При заварке отверсти 4 пр моугольной формы примен етс несколько электродов 8, расположенных вдоль .отверсти , или электродна лента. Этим достигаетс надежное сплавление сварного шва 6 со стальными стержн ми, расположенными в отверсти х 3 и 5 мм, высока производительность процесса сварки. Отверстие 4 завариваетс дл вывода шлаковой ванны в выводной карман на поверхности изложницы и электрошлаковый процесс прекращаетс . Трещина скрепл етс по всей длине или же в нескольких местах. Предлагаемый способ обеспечивает прочное скрепление трещины в чугунной изложнице за счет скреплени ее по всей толщине стенки изложницы; обеспечивает снижение трудоемкости скреплени за счет упрощени подготовительных и сварочных работ и позвол ет увеличить срок службы чугунных изложниц . ... Экономическа эффективность по двум заводам составит 384 тыс.руб. в год.in which the fastening of a crack is carried out mainly by reinforcing steel anchors. The anchors connecting the crack have the shape of an I-beam with a working section of mm. They are tightly driven into a special socket, milled or cut from the outer surface of the mold on both sides of the crack. The heads of the anchor are scalded with manual arc welding. From the inner surface of the mold, the crack is brewed with a minimum hemming of one of the edges solely so that the liquid metal ingot t33 does not flow into the crack gap. This method is characterized by pallets with the volume of the deposited metal and ease of implementation, however, the anchor thickness is much less than the wall thickness of the mold and, therefore, the bond strength of the crack will be much less than the arch of the solid wall of the mold. This causes the destruction of the anchor and the further development of cracks in the mold. The closest to the invention to the technical essence is the method of repairing the mold, which consists in that on both sides of the crack several hemispherical recesses are made, connected in a common channel. These depressions are filled with special configuration metal tiles, which provide their special adhesion between themselves and the inclined sides of the hemispheric recess. Only one central tile is welded. The two extreme t disadvantages of this method are the laboriousness of the formation of hemispherical recesses on both sides of the crack and the need to make tiles of a special configuration. The main disadvantage of the method lies in the fact that the thickness of the tiles laid in the recesses is significantly less than the thickness of the bonded wall of the mold and, therefore, the bond strength of the through crack will be significantly less than the solid wall of the mold. The destruction of reinforcing tiles, fastened to the cix through crack, will occur earlier than the destruction of the solid wall of the molds. The purpose of the invention is to increase the strength and reduce the labor intensity of the bonding. This goal is achieved by the fact that according to the method of repairing the mold, which includes splitting the crack on both sides of it, installing steel elements in the divided grooves, welding the steel elements to each other, splitting the crack is carried out using drilling operations, setting the steel elements in the hole to the wall thickness molds on both sides of the crack and produce electroslag metal deposition in the holes located directly along the crack and associated with the holes located along both st ronam trep1iny. In addition to THAT, the weld holes are made rectangular in cross section. FIG. 1 is a schematic representation of a method for bonding a crack in a cast iron mold in FIG. 2 the same option. The method is carried out by the following operations: the formation of conjugate through holes on the sides and the middle of a crack by driving into the extreme holes of steel rods by welding, for example, an electroslag, middle hole. Through holes 3, A and 5 are made in the wall of mold 1 with crack 2. Holes 3 and 5 are made symmetrically on both sides of the crack, and hole 4 is in the middle of the straight line connecting the centers of the extreme holes 3 and 5. Hole 4 is in conjunction with holes 3 and 5, thus the surface of hole 4 intersects along the surface of holes 3 and 5. In the extreme holes 3 and 5, steel rods are located, the length of which is equal to the wall thickness of the mold. The rods are welded to each other along their entire length by a vertical weld 6. The positions 7–9 denote a slag bath, an electrode, and a source of welding current, respectively. The weld seam 6 is formed by welding the middle hole 4 by fusion welding, for example electroslag, while the weld seam 6 fuses with the surface of steel rods connected to the surface of the middle hole 4. The steel rods located in holes 3 and 5 and the vertical weld The connecting piece along the entire length forms a figure-eight lock that fastens strongly both sides of the crack. To increase the bond strength of the crack, the middle hole 4 (FIG. 2) is rectangular in cross section. Due to this, the rods 3 and 5 can be positioned at a greater distance from each other and, consequently, from the chrome crack, in order to achieve an increase in the crack bond strength. The size of the mating hole 4 with the extreme holes 3 and 5 is smaller than the diameter of these holes. The method is carried out as follows. The mold 1 is installed under the spindle of the model 2W55 drilling machine so that the longitudinal axis of the drill coincides with the plane of the crack 2. First, the extreme holes 3 and 5 are drilled on both sides of the crack, the centers of which lie in a straight, perpendicular direction of the crack 2, Then, steel rods are tightly plugged into the holes and 5, and a hole 4 is made, the center of which lies in the plane of the crack on the straight line, which connects the centers of the holes 3 and 5 to the hole. The hole 4 shown in FIG. 2, is executed in a rectangular shape on the mortising machine with a cutter, which is formed into one of the apertures 3 or 5 to form the aperture 4. The aperture 4 is melted by electroslag welding. As a welding machine, A-612 automat or A-1072 M semiautomatic device can be used. Shlakov bath 7 is induced in hole 4 by melting the welding flux with an electric arc, burning the electrode 8 connected to the source of welding current 9, and graphite seed forming bottom hole. When the slag bath thickness is 10–15 mm, the arc extinguishes and a stable electroslag process is established. The welding current flowing from the electrode 8 through the slag layer heats the slag pan 7, thereby melting the surface of the orifice 4, including the surfaces of the rods in holes 3 and 5, and melting the electrode 8 to form a vertical welded seam 6, firmly welding steel rods with each other. With a crack width of less than 1 mm, the molten slag flows into the crack gap and hardens in the wall of the hole 4, preventing leakage of the weld pool. If the width is greater than 1 mm, the gap of the crack in the hole 4 is filled with a refractory mass. The welding of a hole with a diameter of 40-45 mm is carried out with direct current of reverse polarity by welding wire CB-08A with a diameter of 5 mm with flux AN-348 or AN-6 in the following mode: welding current 400-500 A; voltage 44-45 V, welding speed 1.2-1.4 m / h. The depth of the hole is equal to the wall thickness of the mold and. depending on the type of mold, ranges from 100-250 mm. When welding a hole 4 of a rectangular shape, several electrodes 8 are used along the hole, or an electrode tape. This achieves reliable fusion of the weld 6 with steel rods located in holes 3 and 5 mm, and the productivity of the welding process is high. Hole 4 is brewed to discharge the slag bath into the outlet pocket on the surface of the mold and the electroslag process is terminated. The crack is fastened along the entire length or in several places. The proposed method provides a strong bond of the crack in the cast-iron mold due to its bonding throughout the thickness of the wall of the mold; reduces the labor intensity of bonding by simplifying preparatory and welding work and allows to increase the service life of cast iron molds. ... The economic efficiency of the two plants will be 384 thousand rubles. in year.

Фиг. гFIG. g

Claims

1. METHOD OF REPAIR REPAIR, including cutting the crack on both sides of it, installing steel elements in the grooves, welding the steel elements with each other, characterized in that, in order to increase strength and reduce the complexity of bonding, the crack is cut using drilling operations, set steel elements into holes on the wall thickness of the mold on both sides of the crack and produce electroslag surfacing of metal into holes located directly along the crack and interfaced with holes TIFA, located on both sides of the crack.

2. The method according to π. 1, characterized in that, in order to increase the strength of the bond of the crack by removing holes with steel elements from the edges of the crack, the weld, the holes perform a rectangular shape in cross section.