SU1447446A1

SU1447446A1 - Способ ремонта прокатных валков

Info

Publication number: SU1447446A1
Application number: SU874245703A
Authority: SU
Inventors: Владимир Владимирович Ветер; Геннадий Анатольевич Белкин; Михаил Иванович Самойлов; Виктор Яковлевич Шунин; Дмитрий Пантелеймонович Мельник; Леонид Трофимович Епифанцев
Original assignee: Липецкий политехнический институт; Новолипецкий металлургический комбинат им.Ю.В.Андропова
Priority date: 1987-05-19
Filing date: 1987-05-19
Publication date: 1988-12-30

Abstract

Изобретение относитс к прокатному производству и может быть использовано при ремонте прокатных валков широкополосных станов гор чей и холодной прокатки. Цель изобретени - повьшение срока службы валков за счет устранени трещин и отслоений в. зоне наплавки. Угол наклона боковой стенки проточенной в месте выкрошки канавки к ее продольной оси выполн ют в пределах 20... 30, причем глубина канавки определ етс по формуле Н l,2h +3,2, а радиус сопр жени боковых стенок и дна канавки R 0,09h+ 8,2, где h - глубина выкрошки, мм. При наплавке в такую проточку удаетс избежать несплавлений, трещин, неметаллических включений, что значи-. тельно повьшает стойкость наплавленного металла против отколов и отслоений . 3 ил. 5 табл. а (Л с

Description

4

м;

9:

Изобретение относитс к прокатному производству может быть использовано при ремонте прокатных валков широкополосных станов гор чей и холодной прокатки. .

Цель изобретени - повышение срока службы валка за счет устранени трещин и отслоений в зоне наплавки.

На фиг, 1 изображена схема распределени напр жений по глубине опорного валка; на фиг, 2 - график изменени значений sin2e( и от угла «f ; на фиг, 3 - форма проточки канавки на валке.

Максимальные коаксиальные напр жени направлены под углом 45° к оси действи нагрузки (Ро ) и наибол шие свои значени достигают на глубине 0,78Ь, где b - половина ширины полосы контакта рабочего и опорных .в алков. Следовательно, при наплав- ке в кольцевую проточку необходшо выбрать угол наклона проточки таким образом, чтобы максимальные касател ные напр жени не действовали вдоль зоны сплавлени . Это можно достичь либо путем увеличени угла разделки более 45 (что вл етс нецелесообразным из-за лишнего съем металла, который затем необходимо будет наплавл ть), либо уменьшением угла наклона разделки меньше 45 , Известно, что накболыпне касательные напр жегш под углом 45 к оси действи нагрузки равны половине нормального напр жени

макс

.

2

Касательные напр жени под произвольным углом равны

а, 1/26 г sin2c(

Как видно из приведенного графика (фиг, 2), касательные напр жени значительно снижаютс при о( менее 25°, Но при oi менее 20 и при большой глубине проточки при наплавке возникают .технологические трудности образуютс подрезы и неметаллические включени (зашлаковки), Следовательно , оптимальным углом наклона боковой стежки проточки к перпендикул ру бочки валка с учетом Jeйcт- ви касательных напр жений и технологических трудностей наплавки вл етс угол 20 - ЗО . Как известно и подтверждено исследовани ми вокруг

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

залегани дефекта (отслоени , микротрещины и т,д,) металл имеет пониженные механические свойства, повышенное напр женное состо ние, здесь же возможны микротрещины, микронад- рьшы, которые не возможно определить невооруженным глазом. Поэтому перед наплавкой в кольцевую проточку необходимо полностью удалить этот разупрочненный слой, в котором созданы услови дл зарождени новых микродефектов, которые могут привести к микродефектам и отслоени м. Результаты анализа разрушений валков показали, что глубина вьпсрршек измен етс в широких пределах 14 - 42 мм (табл. 1) и глубина разупроч- ненного сло зависит от глубины выкрошки: чем глубже вьжрощка, тем больше глубина разупрочнениого сло . Математическа обработка результатов экспериментальных данных позволила определить зависимость глубины раз- упрочненного сло , а следовательно, требуемой глубины проточки в зависимости от глубины выкрошки. Эта зависимость носит линейный характер и определ етс по уравнению

Н l,2h +3,2,

Дальнейша проточка глубже раз- упрочненного сло не дает повышени качества и ведет к излишнему расходу металла, который затем необходимо наплавл ть.

Как показали результаты экспериментальных данных, с увеличением глубины выкрошки увеличиваетс мини- мальньй радиус у основани проточки , при котором не образуетс шлаковых включений в углу проточки. При увеличении глубины выкрошки угол закруглени должен увеличиватьс по линейной зависимости

R 0,09h + 8,2.

Такое изменение радиуса закруглени обеспечивает качество наплавки , позвол ет избежать зашлаковок и неметаллических включений в сварном шве, так как чем глубже выкрошка, тем вьш1е технологические трудности при наплавке первого сло .

Расчетные величины радиуса закруглени при различных глубинах выкрошки приведены в табл. I,

Ниже приведены конкретные примеры способа восстановлени прокатных валков.

Пример 1, Более 50% опорных валков на стане 2000 НШК выход т из стро вследствие выкрашивани , не выработав при этом и 30% своего активного сло . Диаметр опорных валков, в среднем, 1600 мм, материал сталь 9ХФ, масса одного валка 41 т. Валки, вьшедшие из стро вследствие образовани выкрошки, подвергали механической обработке: производили местную кольцевую проточку с углом наклона боковой стенки к перпендикул ру бочки валка 18-35 (см. табл, 2), Глубину проточки и радиус закруглени определ ли по рекомендуемым формулам, а также больше и меньше расчетных значений. Затем производили подогрев валков до 400-450 0 и осуществл ли наплавку по проточке проволокой ев 10Х5М под флюсом АН-20С, Диаметр проводки 5 мм Режим наплавки: ток 500 А, напр жени на дуге 35 В, скорость сварки 36 м/ч. После наплавки производили отпуск: нагрев до 500 20 с, вьщержка 4 ч и замедленное охлаждение со скоро- .стью (в термостатической ме), В дальнейшем производипи механическую обработку,

В табл, 2 представлены результаты эксплуатационных данных при изменении угла наклона боковой стенки проточки к перпендикул ру бочки валка 18-35 ,

Из данных табл, 2 видно, что при 20 стойкость валков мала, происходит выкрашивание наплавленного металла по зоне сплавлени с основны металлом (бочки валка) из-за образовани запшаковок и несплавлений. При i ЗО происходит разрушение металла по зоне сплавлени из-за действи больших касательных напр жений,

Эксплуатационные данные при изменении глубины проточки по рекомендуемой формуле, а также больше и меньше расчетных значений представлены в табл, 3,

Из данных 3 видно, при глубине проточки менее расчетной происходит разрушение по первому слою, увеличение глубины проточки выше расчетной дальнейшего повышени работоспособности не дает и вл етс нецелесообразным из-за лишнего расхода ме

талла, который затеь5 необходимо наплавл ть,

В табл, 4 приведены эксплуатационные данные при изменении радиуса закруглени проточки по рекомендуемой формуле, а также больше и меньше расчетных значений.

Из данных таблицы 4 видно, что при радиусе закруглени у основани проточки менее расчетного значени происходит выкрашивание наплавленного сло из-за образовани зашлаковок в зоне сплавлени с боковой стенкой проточки.

При увеличении радиуса закруглени больше расчетного дальнейшее повьшение работоспособности не происходит , а следовательно, не вл етс целесообразным и повышение радиуса закруглени выше расчетного значени ,

Как видно из данных табл, 2-4, оптимальными размерами местной кольцевой проточки, исход из качества наплавки и долговечности восстановленного валка вл ютс : угол наклона боковой стенки проточки к перпендикул ру бочки валка 20-30 , а глубина проточки и .радиус закруглени у основани проточки определ ютс в зависимости от глубины выкрошки по формулам , приведенным Bbmie,

Пример 2, На опорном валке, диаметром 1600 мм, произвели проточку с углом наклона боковой стенки к перпендикул ру бочки валка 25 . Глубину проточки и радиус закруглени у основани проточки .определ ли по предлагаемым формулам в зависимос- ,ти от глубины выкрошки (h 35 мм)

И 45,2

мм,

R 11,4 мм. Произвели

наплавку, термо- и механическую обработку согласно примеру 1,

Произвели наплавку с подготовкой

местной кольцевой проточки по способу-прототипу с дальнейшей термо- и механической обработкой по примеру 1, Валки поставили в работу, услови эксплуатации одинаковые: клеть

50 №8-низ,

В табл, 5 представлены результаты промьшшенных испытаний при различных кольцевых проточках,

55 Как видно из данных табл, 5, стойкость валка, наплавленного по предлагаемому способу, возросла в три раза по сравнению с валком, восстановленным по способу-прототипу.

Таким образом, регламентаци угла наклона боковой -стенки проточки к перпендикул ру бочки валка 20-30 приводит к повьпаению технологической Прочности и долговечности валка. Определение глубины проточки в зависимости от глубины выкрошки (Н в l,2h+ +3,2) обеспечивает исключение вли ни разупрочненного сло , вызванного дефектом Определение радиуса закруглени у основани проточки в зависимости от глубиньг вьтрошки (R 0,09h + 8,2) позвол ет исключить несплавлени и трещины у основани проточки.

Использование изобретени позвол ет исключить действие максимальных касательных напр жений параллельно углу разделки под наплавку, исключить вли ние разупрочненного сло от выкрошки и зашлаковок в углу проточки , что позвол ет значительно повысить долговечность валка.

Claims

Формула изобретени

Способ ремонта прокатных валков, включающий проточку кольцевой канавки на участке выкрошки, подогрев до 350-450 С, наплавку в канавке износостойкого сло и последующую термическую механическую обработку бочки валка, отличающийс тем, что, с целью повышени срока службы валков за счет устранени трещин и отслоений в зоне наплавки, боковые стенки канавки выполн ют наклонньши

К ее продольной оси под углом 20-30 и сопр гают с дном канавки радиусом R 0,09h + 8,2, при этом глубину канавки устанавливают равной

Н « ,2h + 3,2,

где R - радиус сопр жени боковых стенок канавки с ее дном; Н - глубина канавки; h - глубина выкрошки.

Таблица 1

19

26,0

9,9

Продолжение табл.

Таблица 2

0,730

Выкровпса из-за образовани тре- щш( и несплавле тЛ по боковым стешсам разделки

Износ активного сло валка

Выкровжа, разрушение по углу разделки

ti ||

30

35,0

II

37,0

39,2

40,5 43,5

n

11

n

М

39,2

39,2 39,2

39,2 39,2

5,0

7.5 10,9

12,0 23,0

Таблица 3

0,730

1,150 1,450

1,460 1,460

Выкрошка в районе первого сло из-за образовани трещин

Износ активного сло валка

II

Таблица 4

0,360

0,740 1,460

1,460 1,460

Выкрошка из-за образовани зашлаковок в первом слое

Износ активного сло валка

; Стойкость |Число j валков компа- I(млн, т НИИ до прокатного выхода металла) из

стро , шт

д

т,.

t,0 Л9

и

0.1 Of

os « «J u A)

. t t I 1 1 I % «5 fa 35 30 к го 15 tt f a ы.

0llt.Z

Т а б л и ц а5

Причина выхода из стро

Sitt Zok

Редактор Ы. Киштулинец

Составитель М. Козина

Техред Л.Сердюкова Корректор И, Муска

Заказ 6782/8

Тираж А67

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , А

11,47

Фае.д

Подписное