SU1676786A1 - Способ восстановлени прокатных валков - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к прокатному производству, в частности к способам восстановлени  прокатных валков и может быть использовано дл  изготовлени  и ремонта прокатных валков широкополосных станков гор чей прокатки. Цель изобретени  - повышение качества восстановлени . После сн ти  дефектного сло  производ т предварительный подогрев валка. Затем производ т наплавку бандажа при сопутствующем подогреве, Наплавку производ т сло ми, чередующимис  в шахматном пор дке , из материалов с различным химическим составом. При этом соотношении их эквивалентов углерода определ ют по формуле Сэкв1/СЭКв2 0,16-0,25/0,26-2,0, где СЭкв1 эквивалентное содержание углерода в первом слое, %, Сэкв2 эквивалентное содержание углерода во втором слое, %. При таком пор дке наплавки до минимума снижаютс  остаточные напр жени , что позвол ет повысить долговечность валка. 3 ил., 2 табл. сл с

Description

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

Цель изобретени  - повышение качества во-г. гановлени .

На фиг. 1 представлен график распределени  остаточных напр жений дл  случа  сварки низкоуглеродистой стали (в этом случае в зоне сварного шва образуютс  остаточные напр жени  раст жени , а в близлежащих к нему зонах - сжати ; на фиг. 2 - график распределени  остаточных напр жений дл  случа  сварки стали, претерпевающей структурные превращени  (в этом случае наблюдаетс  обратна  картина - в зоне сварного шва образуютс  остаточные

напр жени  сжати ); на фиг. 3 - схема наплавки чередующимис  сло ми.

Чередование наплавленных слоев бандажа в шахматном пор дке из материалов различного химического состава, эквивалент углерода которых определ етс  по указанному соотношению, дает возможность наплавить.,бандаж валка с минимальными остаточными напр жени ми. Это позвол ет повысить качество восстановлени  путем избежани  трещин, отколов и выкрошек в направленном металле и увеличени  межперевалочного цикла.

В процессе наплавки в результате местного (неравномерного) нагрева металла, обусловленного воздействием концентрированного источника теплоты, а наплавл во VI о VI

00

о

мой конструкции бандажа 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 , называютс  остаточными сварочными напр жени ми. Они возникают в результате затруднений расширени  и сжати  металла при его нагреве и остывани . Затрудненность расширени  и сжати  металла в период нагрева и охлаждени  при наплавке приводит к образованию напр жений первого рода в обьеме всей конструкции .

Образование напр жений второго рода св зано с неоднородностью процесса распада аустенита по объему сварного шва. Дл  различных по химическому составу сталей , т.е. сталей, имеющих различные структурные превращени  при одинаковых температурах, остаточные структурные превращени  возникают по разному, например , чем выше 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 образовывать или положительные или отрицательные сварочные напр жени  в зависимости от химсостава использованы при изготовлении бандажа.

Существует зависимость дл  определени  эквивалентного содержани  углерода

% Сэ % С +

.2Ш +

015

% Сг + % Мо 4- Мо % V 10

В табл. 1 приведен химический состав некоторых сварочных проволок по -ГОСТ 2246-70 и рассчитанный дл  них эквивалент углерода.

Как известно, при содержании в стали эквивалента углерода до 0,25% подкалки не происходит и распределение остаточных напр жений соответствует фиг. 1. При Сэкв дл  первого материала измен етс  в пределах 016-0,25% (менее 0,16% Сэкв стали не существует, так как ей соответствует прово0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

лока С8-08А. а при Сзкв 0,25% - это верхн   граница, при которой еще не образуютс  напр жени  сжати ).

Дл  второго материала Сэкв примен етс  в пределах 0,26-2,0%, где 0,26%- нижн   граница, при которой уже начинают образовыватьс  напр жени  сжати  в шве, а Сэкв - 2,0% обусловлено тем, что при больших значени х образуютс  напр жени  сжати , значительно превосход щие напр жени  раст жени  соседнего шва и в бандаже будет накапливатьс  большой запас остаточных напр жений сжати , что может привести к выкрошке.

Пример 1. Валки из стали 9ХФ непрерывного широкополосного стана 2000 НЛМК после переточки (диаметр 1310 мм) установили на наплавочный станок, разогрели до 410°С и производили наплавку по всей длине бочки валка в следующей последовательности: наплавл етс  первый слой по всей длине бочки по спирали между валиками 15 мм проволокой первого состава с СЭКЕН под флюсом АН-20. Затем также по спирали между валиками первого материала наноситс  второй материал с СЭкв2- При наплавке второго и последующих слоев очередность наложени  проволок мен етс  в шахматном пор дке. Режим наплавки: ток 520 А, напр жение 32 В, скорость наплавки 30 м/ч. После окончани  наплавки валок подвергаетс  термообработке путем нагрева до 450°С и последующего замедленного охлаждени  со скоростью 4°С/ч, шлифовке и завалке в клеть. Проводили сравнение по стойкости со способом-прототипом и с новым валком из стали 9ХФ. Услови  работы дл  всех валков одинаковы.

Как видно из табл. 2, стойкость наплавленного валка по способу-прототипу снизилась по сравнению с новым почти в 2 раза. Стойкость валка, выполненного по предлагаемому способу, возрасла с новым почти в три раза, а по сравнению с прототипом в 4,5 раза. Соответственно возросло количество прокатанного металла за 1 кампанию, т.е. возросла производительность стана. У валка 4, в котором не выдержаны соотношени  между Сэквт и СЭкв2 стойкость снизилась по сравнению с валком 3, в котором соотношени  эквивалентов углерода соответствуют рекомендуемому соотношению. Повышение стойкости валка, а следовательно, и производительности стана у валка 3 обусловлено тем, что в данной конструкции бандажа , изготовленной по способу-прототипу, каждый слой с остаточными напр жени ми раст жени  (Св-10Г2) окружен с четырех сторон сло ми с остаточными напр жени ми сжати  (Св-10Х11НВМФ) и наоборот. В результате противоположные по знаку остаточные напр жени  соседних участков взаимно компенсируютс , снижа  при этом общий уровень остаточных напр жений в бандаже, в результате чего значительно повышаетс  его долговечность.

Пример 2. Валок из стали 9ХФ непрерывного широкополосного стана 2000 НЛМК после переточки (диаметр 1315 мм) установили на наплавочный станок, разогрели до 410°С и произвели наплавку по всей длине бочки (на фиг. 3 представлен фрагмент продольного разреза валка). Наплавл етс  первый слой по всей длине боч- ки по спирали с рассто нием между валиками 15 мм и шириной наплавл емого шва: 30мм проволокой сВ12ГС под флюсом АН-20С. Эквивалентное содержание углерода в указанном материале 0,22% (табл. 1). Следовательно, нанесенный слой имеет в зоне шва остаточные напр жени  раст жени . Затем также по спирали в, оставленный промежуток между валиками первого материала наноситс  сВ-10ХМ5 под флюсом АН-20С с теми же размерами шва. Указанный материал дает остаточные напр жени  сжати , т.к. его эквивалент углерода равен 0,78%. При наплавке второго сло  начинают наносить проволоку Св-10Х5М сверху нз слой из 12ГС и последовательность повтор етс  аналогично с первым слоем. Количество слоев определ етс  необходимой толщиной бандажа, так на фиг 3 это слои из Св-12ГС и из Св-10Х5М, Режим наплавки: ток 520 А, напр жение 32 В, скорость наплавки 30 м/ч. После окончани  наплавки валок подвергалс  термообработке путем нагрева до 460°С и последующего замедленного охлаждени  со скоростью 4°С/ч, шлифовке и завалке в клеть. Указанный валок прокатал 1,7 млн.т металла за 6 кампаний и вышел из стро  в результате износа бочки валка. Это показывает его большую долговечность и производительность стана по сравнению с новым валком и с валком восстановленным по способу-прототипу.

Способ позвол ет исключить накоплени  в нем усталостных  влений за счет уменьшени  суммарных остаточных напр жений в бандаже. Это позвол ет значительно подн ть его долговечность и производительность стана.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ восстановлени  прокатных валков , включающий удаление дефектного сло , предварительный и сопутствующий подогрев, наплавку бандажа с последующей термической и механической обработкой бочки валка, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества восстановлени , наплавку бандажа выполн ют смежными сло ми, чередующимис  в шахматном пор дке, из материалов разного химического состава, при этом соотношение их эквивалентов углерода определ ют по формуле

   СЭКВ1 .0,16-0,25

   СЭкв2 0,16-2,0

   где Сэкв1 эквивалентное содержание углерода в первом случае, %;

   Сэкв2 эквивалентное содержание углерода во втором слое, %.,

   Таблица2

   Фиг}

   Фиг Z

   2слоц 1слой

   валок