×
29.03.2019
219.016.ef85

СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002245771
Дата охранного документа
10.02.2005
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение может быть использовано при восстановлении чугунных рабочих валков с поврежденными в процессе эксплуатации шейками. Поврежденный слой механически снимают и производят электродуговую наплавку вращаемого валка по месту съема с подачей стального аустенитного проволочного электрода диаметром 3-5 мм в зону сварки. Наплавку осуществляют при плотности электрического тока 30...40 А/мм и скорости подачи электрода 80...110 м/ч. Температуру шейки поддерживают не выше 400°С. Валок вращают с окружной скоростью 30...40 м/ч. После наплавки осуществляют самопроизвольное охлаждение наплавленной шейки. Способ обеспечивает полное восстановление геометрических размеров и служебных свойств поврежденного валка без снижения твердости и прочности. 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано для восстановления чугунных рабочих валков с поврежденными в процессе эксплуатации шейками.

В процессе эксплуатации прокатных валков происходит повреждение шеек валков из-за разрушения подшипниковых опор. Валки с поврежденными шейками не пригодны к дальнейшей эксплуатации, хотя рабочий слой их бочек еще не выработан.

Известен способ ремонта стальных прокатных валков, включающий механический съем поврежденного участка бочки посредством выполнения по месту дефекта кольцевой проточки с регламентированными размерами, зависящими от глубины и ширины дефекта. Затем валок нагревают и производят электродуговую наплавку по месту кольцевой проточки. После наплавки проводят термическую обработку валка [1].

Недостаток известного способа состоит в том, что нагрев бочки валка приводит к снижению твердости ее рабочего слоя. Это снижает стойкость валка, а в некоторых случаях является недопустимым. Известный способ не пригоден к восстановлению шеек чугунных валков.

Известен также способ восстановления прокатных валков, включающий механическое удаление дефектов бочки, предварительный и сопутствующий подогрев валка, электродуговую наплавку с последующими термической и механической обработками бочки [2].

Данный способ не пригоден для восстановления чугунных валков с поврежденными шейками, т.к. подогрев валка приводит к уменьшению твердости бочки и снижению его стойкости.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ восстановления стальных прокатных валков с поврежденными шейками, по которому после механического съема поврежденного слоя шейки валка нагревают под наплавку до температуры 380...440°С со скоростью 50...80°С/ч, наплавку осуществляют стальным электродом со скоростью 20...40 м/ч при плотности электрического тока 25...35 А/мм2, термическую обработку проводят путем нагрева до температуры 430...470°С и выдержки при этой температуре в течение 0,5...1,5 ч [3] - прототип.

Недостатки известного способа состоят в том, что он предназначен для восстановления стальных валков, поэтому режимы наплавки не обеспечивают удовлетворительную свариваемость с чугуном. Кроме того, тепловое воздействие в процессах нагрева под наплавку, наплавки и последующей термообработки приводит к снижению твердости и прочности наплавленного металла на шейку валка. В результате происходит снижение стойкости валков.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в повышении стойкости чугунных валков.

Указанная задача решается тем, что в известном способе восстановления прокатных валков с поврежденными шейками, включающем механический съем поврежденного слоя, электродуговую наплавку вращаемого валка по месту съема с подачей стального проволочного электрода в зону сварки, согласно изобретению, при восстановлении чугунных валков наплавку производят проволочным электродом диаметром 3-5 мм из стали аустенитного класса при плотности электрического тока 30...40 А/мм2 и скорости его подачи 80...110 м/ч, причем температуру шейки поддерживают не выше 400°С, валок вращают с окружной скоростью 30...40 м/ч, а после наплавки осуществляют самопроизвольное охлаждение наплавленной шейки.

Сущность изобретения состоит в следующем. Разрушение подшипниковой опоры прокатного валка в процессе прокатки сопровождается разогревом шейки и приваркой к ней внутренней обоймы, порчей поверхности чугунной шейки фрагментами разрушенного подшипника. Валок с поврежденной шейкой не пригоден к дальнейшей эксплуатации. Попытки восстановления валков с поврежденными шейками по известным способам приводили к тому, что вследствие низкой свариваемости чугуна происходило отслоение наплавленного металла, а тепловое воздействие при нагреве, электродуговой наплавке и термической обработке шейки оказывало отрицательное влияние на твердость и прочность наплавленного слоя шейки прокатного валка. Это приводило к снижению стойкости валков, а в отдельных случаях восстановленные валки оказывались полностью непригодными к дальнейшей эксплуатации.

При реализации предложенного способа восстановления чугунных валков соотношение указанных параметров наплавки и применения стального электрода аустенитного класса приводит к образованию в переходном слое пластичного и прочного металла, который не образует трещины в основном (шейке) и наплавленном металле. Вначале с шейки валка механической обработкой на токарном станке удаляют поврежденный слой глубиной 10...15 мм, т.к. на этой глубине дефекты чугунной шейки от разрушения подшипника гарантированно отсутствуют. Затем на шейку валка с кольцевой проточкой наносят электродуговой наплавкой стальным электродом слои металла до восстановления номинального размера шейки предложенному режиму.

Выполнение режимов окружной скорости вращения валка 30...40 м/ч, плотности электрического тока 30...40 А/мм2 и скорости подачи электрода 80...110 м/ч позволяют регламентировать величину проплавления в чугунной шейке и перемешивание основного металла со стальным электродом. Это приводит к фиксированию химического состава переходного слоя и получению оптимального по механическим свойствам переходного слоя. Самопроизвольное охлаждение валка от температуры не выше 400°С не приводит к образованию трещин в наплавленном слое.

В процессе экспериментов выявлено, что температура шейки в процессе наплавке необходимо поддерживать не выше 400°С из-за фазовых превращений в наплавленном слое. Указанные режимы наплавки позволяют вести процесс в температурном диапазоне не выше 400°С. Благодаря этому улучшается свариваемость наплавляемого слоя с чугуном, исключается образование трещин в чугуне. При последующей наплавке остальных слоев указанные режимы позволяют получить необходимую прочность и твердость наплавленного слоя для работы в подшипнике качения.

Таким образом, предложенная технология обеспечивает полное восстановление геометрических размеров и служебных свойств поврежденной шейки валка без снижения твердости и прочности.

Экспериментально установлено, что снижение окружной скорости вращения валка менее 30 м/ч приводит к удлинению процесса и перегреву шейки валка выше допустимой температуры. При увеличении скорости вращения более 40 м/ч возрастает количество несплошностей в металле, что ухудшает качество наплавки.

Подача электрода в зону сварки диаметром менее 3 мм удлиняет процесс наплавки, а применение электрода диаметром более 5 мм приводит к нестабильности сварочной дуги из-за недостатка энергии для расплавления электрода и появлению дефектов наплавки. При плотности электрического тока менее 30 А/мм из-за недостаточного проплавления качество наплавки ухудшается. Увеличение плотности электрического тока боле 40 А/мм2 приводит к перегреву шейки, в особенности, низлежащего слоя, что недопустимо.

Уменьшение скорости подачи электродной проволоки ниже 80 м/ч приводит к нестабильности сварочной дуги, а увеличение скорости подачи выше 110 м/ч влечет увеличение сварочного тока и перегрев шейки валка.

Увеличение температуры выше 400°С приводит к ухудшению свариваемости чугуна и уменьшению твердости и прочности наплавленного слоя.

Применение стальной проволоки аустенитного класса обусловлено тем, при перемешивании материала валка (чугуна) и наплавочной проволоки в процессе наплавки образуется переходной слой, обладающий высокой пластичностью и вязкостью. Благодаря этому не возникают трещины в чугуне и наплавленном слое, поверхность наплавленной шейки не имеет дефектов наплавки.

Примеры реализации способа

Рабочий валок из чугуна марки ЛПХНд - 71 непрерывного широкополосного стана 2000 горячей прокатки, с поврежденной из-за разрушения подшипниковой опоры шейкой, устанавливают на токарном станке. С помощью резца производят механический съем поврежденного слоя с образованием на шейке валка кольцевой проточки шириной 400 и глубиной 15 мм. Затем валок устанавливают на наплавочный станок, приводят валок во вращение с окружной скоростью Vок=35 м/ч. Наплавку ведут под слоем флюса марки АН-60 стальной электродной проволокой аустенитного класса диаметром 4,0 мм со скоростью подачи Vпод=95 м/ч. Плотность электрического тока при наплавке J=35 А/мм2. В процессе наплавки температуру шейки поддерживают равной Т=200°С за счет его охлаждения в паузах наплавки. Наплавку ведут до восстановления номинального размера шейки с припуском на механическую обработку. После наплавки валок самопроизвольно охлаждают до температуры окружающей среды.

Указанные технологические режимы обеспечивают получение бездефектной наплавленной шейки восстановленного валка. По завершении наплавки валок устанавливают на вальцешлифовальный станок и шлифуют наплавленную шейку до номинального диаметра.

Восстановленный чугунный валок собирают с подшипниками и подушками, заваливают в чистовую клеть непрерывного широкополосного стана 2000 и осуществляют горячую прокатку стальных полос.

Варианты реализации предложенного способа и показатель стойкости рабочих валков (удельный расход восстановленных валков на тонну проката) приведены в таблице.

Таблица
№ п/пVок, м/чVпод, м/чJ, А/мм2Т, °CДиаметр проволоки, ммУдельный расход валков, кг/т
1.29792915021,4
2.30803018031,0
3.35953520040,9
4.401104040051,0
5.411114145061,5
6. (прототип)30не реглам.30не реглам.не реглам2,8

Как следует из данных, приведенных в таблице, при реализации предложенного способа (варианты 2-4) достигается повышение стойкости восстановленных чугунных прокатных валков с поврежденными шейками (удельный расход валков минимален). В случае запредельных значений заявленных параметров (варианты 1 и 5) стойкость восстановленных валков снижается. Также более низкую стойкость имеют чугунные прокатные валки с поврежденными шейками, восстановленные по способу - прототипу (вариант 6).

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что регламентированные параметры электродуговой наплавки при восстановлении чугунных прокатных валков с поврежденными шейками обеспечивают одновременно получение высокого качества наплавки и исключают негативное термическое воздействие на наплавленный слой шейки валка, сохраняя его высокую твердость и прочность. Этим достигается повышение стойкости восстановленных валков.

В качестве базового объекта принят способ - прототип. Применение предложенного способа позволит повысить рентабельность восстановления чугунных прокатных валков с поврежденными шейками на 20-30%.

Литературные источники

1. Авт. свид. СССР №1683834, МПК В 21 В 28/02, 1991 г.

2. Авт. свид. СССР №1579679, МПК В 23 К 9/04, 1990 г.

3. Патент РФ №2139156, МПК В 21 В 28/02, В 23 Р 6/00, 1999 г.

Способвосстановленияпрокатныхвалковсповрежденнымишейками,включающиймеханическийсъемповрежденногослоя,электродуговуюнаплавкувращаемоговалкапоместусъемасподачейстальногопроволочногоэлектродавзонусварки,отличающийсятем,чтопривосстановлениичугунныхвалковнаплавкупроизводятпроволочнымэлектродомдиаметром3-5ммизсталиаустенитногоклассаприплотностиэлектрическоготока30-40А/ммискоростиегоподачи80-110м/ч,причемтемпературушейкиподдерживаютневыше400°С,валоквращаютсокружнойскоростью30-40м/ч,апосленаплавкиосуществляютсамопроизвольноеохлаждениенаплавленнойшейки.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 91 items.
01.03.2019
№219.016.c93a

Низколегированная сталь

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к экономнолегированным сталям, предназначенным для изготовления изделий, эксплуатирующихся в агрессивных высокоминерализованных средах, содержащих сероводород и углекислый газ. Предложена низколегированная сталь, содержащая, мас.%:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002283362
Дата охранного документа: 10.09.2006
01.03.2019
№219.016.c9a2

Способ производства штрипсов из низколегированной стали

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано при изготовлении электросварных труб для строительства нефтепроводов в сейсмических зонах. Способ производства штрипсов из низколегированной стали включает нагрев слябов, их черновую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02242525
Дата охранного документа: 20.12.2004
01.03.2019
№219.016.ca10

Способ производства холоднокатаной изотропной электротехнической стали

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к способам получения холоднокатаной изотропной электротехнической стали. Сталь с содержанием до 2% кремния; 0,1-0,5% алюминия; 0,015-0,065% углерода; 0,05-0,15% фосфора обрабатывают по схеме с двумя холодными прокатками....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02203331
Дата охранного документа: 27.04.2003
01.03.2019
№219.016.ca1a

Низколегированная сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам низколегированных сталей, используемых для изготовления металлических конструкций (строительных, мостовых, шахтных крепей и др.). Техническим результатом изобретения является повышение пластичности и ударной вязкости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02200768
Дата охранного документа: 20.03.2003
01.03.2019
№219.016.ca2a

Способ производства штрипсов из низколегированной стали

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано при изготовлении электросварных труб для строительства магистральных нефте- и газопроводов в северных широтах. Технический результат, решаемый изобретением, состоит в повышении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002255123
Дата охранного документа: 27.06.2005
01.03.2019
№219.016.ca33

Способ повышения долговечности прокатных валков широкополосовых станов горячей прокатки

Изобретение относится к технологии горячей прокатки полос на широкополосовых станах. Задача изобретения - обеспечение равномерного износа валков. Способ включает восстановление исходной активной поверхности бочки валков шлифованием. Прокатку полос выполняют при угле захвата прокатным валком...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002254180
Дата охранного документа: 20.06.2005
01.03.2019
№219.016.ca34

Способ непрерывной холодной прокатки полосы с натяжением

Изобретение относится к прокатному производству и может быть применено при изготовлении полос на непрерывных широкополосных станах холодной прокатки. Задача изобретения - обеспечение устойчивости процесса прокатки за счет создания такой модели управления процессом прокатки, которая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002259896
Дата охранного документа: 10.09.2005
01.03.2019
№219.016.ca45

Способ прокатки полосы с круглыми утолщениями по кромкам

Изобретение относится к прокатному производству, конкретнее, к горячей сортовой прокатке, и может быть использовано при изготовлении полос с круглыми утолщениями по кромкам, в частности заготовок дверных петель автомобилей. Задача, решаемая изобретением, состоит в повышении точности круглых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002257970
Дата охранного документа: 10.08.2005
01.03.2019
№219.016.caaa

Подшипник шестеренного валка

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в качестве подшипника шестеренных клетей прокатных станов. Подшипник шестеренного валка включает верхний и нижний вкладыши скольжения, на внутренних цилиндрических и наружных торцевых поверхностях которых,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02222395
Дата охранного документа: 27.01.2004
01.03.2019
№219.016.cac4

Способ производства толстолистовой низколегированной стали

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано при изготовлении толстых листов и штрипсов из низколегированных сталей с применением контролируемой прокатки. Технический результат состоит в повышении механических свойств листа и увеличении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02225887
Дата охранного документа: 20.03.2004
Showing 1-10 of 55 items.
01.03.2019
№219.016.c903

Облицовочная биметаллическая планка прокатной клети

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в качестве защитной облицовочной планки внутренних боковых поверхностей станин прокатных клетей и взаимодействующих с ними боковых поверхностей подушек прокатных валков. Заявленная облицовочная биметаллическая планка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002263580
Дата охранного документа: 10.11.2005
01.03.2019
№219.016.c90b

Четырехвалковая прокатная клеть

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в качестве четырехвалковой клети листовых, особенно непрерывных широкополосных станов. Четырехвалковая прокатная клеть включает станины, рабочие и опорные валки с подушками, на подушках верхнего рабочего валка выполнены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002260489
Дата охранного документа: 20.09.2005
01.03.2019
№219.016.c9a2

Способ производства штрипсов из низколегированной стали

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано при изготовлении электросварных труб для строительства нефтепроводов в сейсмических зонах. Способ производства штрипсов из низколегированной стали включает нагрев слябов, их черновую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02242525
Дата охранного документа: 20.12.2004
01.03.2019
№219.016.ca10

Способ производства холоднокатаной изотропной электротехнической стали

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к способам получения холоднокатаной изотропной электротехнической стали. Сталь с содержанием до 2% кремния; 0,1-0,5% алюминия; 0,015-0,065% углерода; 0,05-0,15% фосфора обрабатывают по схеме с двумя холодными прокатками....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02203331
Дата охранного документа: 27.04.2003
01.03.2019
№219.016.ca1a

Низколегированная сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам низколегированных сталей, используемых для изготовления металлических конструкций (строительных, мостовых, шахтных крепей и др.). Техническим результатом изобретения является повышение пластичности и ударной вязкости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02200768
Дата охранного документа: 20.03.2003
01.03.2019
№219.016.ca2a

Способ производства штрипсов из низколегированной стали

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано при изготовлении электросварных труб для строительства магистральных нефте- и газопроводов в северных широтах. Технический результат, решаемый изобретением, состоит в повышении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002255123
Дата охранного документа: 27.06.2005
01.03.2019
№219.016.ca33

Способ повышения долговечности прокатных валков широкополосовых станов горячей прокатки

Изобретение относится к технологии горячей прокатки полос на широкополосовых станах. Задача изобретения - обеспечение равномерного износа валков. Способ включает восстановление исходной активной поверхности бочки валков шлифованием. Прокатку полос выполняют при угле захвата прокатным валком...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002254180
Дата охранного документа: 20.06.2005
01.03.2019
№219.016.ca45

Способ прокатки полосы с круглыми утолщениями по кромкам

Изобретение относится к прокатному производству, конкретнее, к горячей сортовой прокатке, и может быть использовано при изготовлении полос с круглыми утолщениями по кромкам, в частности заготовок дверных петель автомобилей. Задача, решаемая изобретением, состоит в повышении точности круглых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002257970
Дата охранного документа: 10.08.2005
01.03.2019
№219.016.cac4

Способ производства толстолистовой низколегированной стали

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано при изготовлении толстых листов и штрипсов из низколегированных сталей с применением контролируемой прокатки. Технический результат состоит в повышении механических свойств листа и увеличении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02225887
Дата охранного документа: 20.03.2004
01.03.2019
№219.016.cac5

Способ производства толстого листа

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано для получения толстых листов из низколегированной теплоустойчивой стали для котлостроения. Технический результат изобретения, состоит в повышении механических свойств толстого листа, исключении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02225886
Дата охранного документа: 20.03.2004
+ добавить свой РИД