SU1443996A1 - Составной прокатный валок - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к прокатному производству и может быть использовано дл  изготовлени  и ремонта валков прокатных станов. Цель изобретени  - повышение долговечности валка путем уменьшени  остаточных внутренних напр жений. Бандаж изготавливают послойно по диаметру из материалов с различными дилатометрическими свойствами. При этом смежные слои вьшолн ют из материалов, дающих после охлаждени  остаточную деформацию и напр жени  разного знака (например стали 1Х18Н9Т и ВСН-2). Таким образом , напр жени  по сечению валка вазимно компенсируютс , что повышает срок его службы. 6 ил., 1 табл. Ш

Description

4;; ;

00 (Г

со

05

Изобретение относитс  к прокатному производству и может быть использовано дл  изготовлени  и ремонта прокатных валков широкополосных про- катных станов гор чей и холодной прокатки .

Цель изобретени  - повьппение долговечности валка путем уменьшени  остаточных внутренних напр жений.

На фиг.1 приведен пример послойного формировани  бандажа по диаметру; на - изменение остаточной деформации слоев в процессе охлаждени ; на фиг.З - распределение оста- точных напр жений в зоне шва при наплавке сталью 1Х18Н9Т; на фиг.4 - распределение остаточных напр жений по сечению бандажа при наплавке только IX8H9T; на фиг.З - распределение остаточных напр жений в зоне шва при наплавке сталью ВНС-2; на фиг.6 - распределе1ше остаточных напр жений, по сечению бандажа при наплавке только ВНС-2.

В процессе наплавки в результате местного (неравномерного) нагрева металла обусловленного воздействием концентрированного источника теплог ты, в наплавл емой конструкции баи- дажа возникают временные и остаточные сварочные напр жени . Временные/ сварочные напр жени  наблюдаютс  только в определенный момент наплавки в процессе изменени  температуры. Напр жени , существующие после окончани  наплавки при формировании бандажа и полного его остывани   вл ютс остаточными сварочными напр жени ми, возникают в результате затруднений расширени  и сжати  металла при его нагреве и остывании. Затрудненность расширени  и сжати  металла в период нагрева и охлаждени  при наплавке пр йодит к образованию напр жений перво го рода в объеме всей конструкции.

Образование напр жений второго рода св зано с неоднородностью процесса распада аустенита по объему сварного шва. Дл  различных до хими- ческому составу сталей, т.е. сталей, имеюш 1Х различные структурные превращени  при одинаковых температурах, остаточные структурные превращени  возникают по-разному; чем вьш1е температура начала распада аустенита, тем больше величина, остаточных напр жений , возникающих при сварке и

наплавке. Сокращение интервала начала распада аустенита приводит к еще большему увеличению остаточных напр жений. При снижении температуры начала распада аустенита наблюдаетс  и снижение остаточных напр жений раст жени , а при значительном понижении температуры в зоне сварки по вл ютс  остаточные напр жени  сжати .

Свойства различных материалов обра зовьшать или положительные или отрицательные сварочные напр жени  в зависимости от химического состава использованы при изготовлении бандажа.

Частные случаи выполнени  валка Н4 примерах использовани  широко распространенных материалов.

Пример 1. Формирование бандажа валка по всей длине бочки представлено на фиг. Дп  получени  мини- мального значени  остаточных напр жений в бандаже прокатного валка, его формировани  наплавкой осуществл ют послойно материалами: 1 - Нп ЗОХГСА под флюсом АН-348А и 2 - ев ЮХПНВМФ под флюсом АН-348А, нанос  их друг на друга поочередно. Количество слоев определ ют диаметром бочки валка, до которого необходимо восстановить валок.

Результаты проведенных исследовани по определению остаточнбск сварочных напр жений дл  материалов Нп ЗОХГСА и свЛОХПНВМО под флюсом АН-348А представлены на фиг.2. Крива  1 показывает , что при наложении валика Нп ЗОХГС под флюсом АН-348А остаточные сварочные деформации имеют положительный знак и равны focr - 0,9 MMJ ход кривой 2 показывает, что при наложении валика ев 10Х11НВМФ остаточные сварочные напр жени  имеют отрицательный знак и ЕОСГ 0,51 мм. При наложении ев 10Х11НВМФ на шов, наплавленный Нп ЗОХГСА, остаточна  сварочна  деформаци  от двух швов л положительна  и равна f ..в +0,25мм (крива  3 на фиг.2). Следовательно , послойное чередование слоев, наллавлеиных Нп ЗОХГСА и ев 10ХПНШФ, дает намного меньшие остаточные деформации и напр жени , чем при наплавке по всей высоте на- ; плавки одним материалом

При мер 2, Конетрукци  бандажа прокатного валка выполнена согласно фиг.:1. Отличие состоит в том, что чередующиес  слои выполн ют из стали

1Х18Н9Т и , Химический соетав которой: С 0,5-0,6%; Сг 3-4%, Мо 1,5-2%i V 0,5-0,6%; Si 0,2%. Остальное железо. Слои бандажа выполн ютс  методом автоматической электродуговой наплавки презолок из стали 1Х18Н9Т и ВНС-2/ПОД флюсом АН-20.

На фиг.З показаны экспериментальные данные распределени  остаточных продольных напр жений в поперечном сечении шва при наплавке дл  стали X18H9T Дл  этой марки стали характерны продольные деформации остаточг ных напр жений раст жени  в зоне шва и удлинени  в основном металле. ПрИ наплавке по всей бочк« валка этим материалом с перекрытием швов 50% этот слой имеет остаточные напр жени  р аст жени  (фиг.4).

На фиг.5 показаны эксперименталь-:-: ные данные распределени  остаточных продольных напр жений в поперечном сечении шва при наплавке: дл   стали ВНС-2. На распределение остаточных напр жений дл  этой марки стали вли ет увеличение объема металла за счет распада аустенита и перехода его в мартенсит, имеющий больший объем. Это приводит к удлинению шва с образованием остаточных напр жений сжати  При наплавке по всей бочке валка с перекрытием швов 50% этот слой имеет остаточные напр жени  сжати  (фиг.6).

,

14439964

Пример 4. Валок из стали 9ХФ клети дуо непрерывного широкополосного стана 2000 после переточки

устанавливают на наплавочный станок, разогревают до производ т послойную наплавку по всей длине бочки валка сварочшоми проволоками: ев 15ГСТЩ)А и ев 10Х11НБМФ под флюсом АН-20. Скорость наплавки 32 м/ч, ток сварки 520 А, напр жение 32В. После окончани  наплавки валок подвергаетс  термообработке путем нагрева до и последующего охлаждени  со скоростью 4°С/ч, шлифовке и завалке в клеть.

Аналогично провод т сравнение по стойкости со способом-прототипом и с новым валком из стали 9ХФ, Услови 

работы дл  всех валков одинаковые.

Результаты зксперимеитов приведены в таблице.

Как следует из таблицы, стойкость валка, наплавленного по способупрототипу , снизилась по сравнению с новым валком в 2 раза. Стойкость валка, выполненного по предпагаемо- му спосо.бу, возросла по сравнению с новым в три раза, а по сравнению со

способом-прототипом - в шесть раз.

Ф о р,м ула изобретени  Составной прокатный валок, содер

В бандаже, сформированном на вал- 35 жащий ось и многослойный бандаж.

ке диаметром 1500 мм по примеру 2, остаточных напр жений не обнаружено. Пример 3. Конструк1 н  баида- жа согласно фиг.1 Отличие заключаетс  в том, что чередуюидаес  слои из стали ,1Х18Н9Т и 20 ГСТЦЮА выполнены центробежн литьем послойно друг на друга.

Новый валок из стали 9ХФ

Валок, наплавленный сталью Нп ЗОХГСА + + ф1юс ЖСН-5 Валок, наплйвленньш послойно стал ми ев 15ГСТЦЮА и ев 10X11НВМФ под флюсом АН-20

слои которого выполнены из различных материалов, отлича ющийс  тем, что, с целью повышени  долговечности валка путем уменьшени  оста- точных внутренних напр жений, смежные слои бандажа вьшолнены из материалов С различными по знаку чередующимис  остаточными напр жени ми.

0,6

0,3

Ui.

11

п-слой ФЛЮС ,пров. сб. ЮХПНвМФ

/7- г c/fOU ФЛЮС АН- ZUQA, Пров. НП 30X ГС А

г слой ФЛЮС ,ЛрОб.Св.10ХПНВМФ

1слой ФЛЮС , Пров. Нп ЗОХГСА

////// дало/(

i.MM

//У/

Фиг,1

S 6

0tl9.2

78$ f ftt/ff

1400

то то т

W

Поп8речное cjtQfl 0i/.ff

2ff i,n

form,

-га

10

Поперечное сечение /юл 

ос/п

кг IMM

0f/s,S

Claims (2)

1. Ф о р,м ула изобретения

   Составной прокатный валок, содержащий ось и многослойный бандаж, слои которого выполнены из различных материалов, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности валка путем уменьшения остаточных внутренних напряжений, смежные спои бандажа выполнены из материалов с различными по знаку чередующимися остаточными напряжениями.

   Сравниваемые варианты Стойкость валков (млн.т прокатанного металла) Число кампаний до выхода из строя Новый валок из стали 9ХФ 0,6 4 Валок, наплавленный сталью Нп ЗОХГСА + + флюс ЖСН-5 0,3 к 2 Валок, наплавленный послойно сталями св 15ГСТЦЮА и св 10X11НВМФ под флюсом АН-20 ... М И

   п-слой ФЛЮС ΑΗ-34δΑ,ηροδ. cS. 10Х11Н&МФ η-1 слой флюс АН- 34 δ А, προδ. Нп 30X ГС А
2. 2слой фЛЮС АН-348А,ЛрОв.с6.10Х11НВМФ

   1слой флюс АН-348А, пров. Нп ЗОХГСА

   7.

   '//////, / / иилид £7/////Фиг.1 %ост, кг fa/ч ^&

   ΦίΜ.Ϊ

   Поперечное сечение поля

   -200 -W

   -ООО-

   -800 :JWWf

   -1000

   -1200 *6 ост кг [мм

   Фиг. 6