×
10.07.2019
219.017.ab08

СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РОЛИКОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение может быть использовано для восстановления роликов машин непрерывного литья заготовок. Предварительный нагрев бочки роликов проводят до температуры 200...250°С. Наплавку ведут со скоростью 20...30 м/ч при плотности электрического тока 35...45 А/мм. Термообработку роликов осуществляют при температуре 500...550°С с выдержкой в течение 2...4 ч. В качестве материала для наплавки рекомендуется применять стальной электрод следующего химического состава, мас.%: углерод 0,20...0,40; марганец 0,30...0,50; кремний 0,30...0,50; хром 12,0...15,0; железо - остальное. Способ позволяет снизить расход роликов за счет увеличения их стойкости. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к ремонту металлургического оборудования, и может быть использовано для восстановления роликов машин непрерывного литья заготовок.

Ролики машин непрерывного литья заготовок работают в условиях циклического термомеханического воздействия со стороны слитка, окислительного воздействия охлаждающей жидкости и абразивного действия окалины слитка. В результате ролики быстро выходят из строя вследствие износа и образования трещин термической усталости.

Известен способ восстановления роликов машин непрерывного литья заготовок, включающий подогрев и наплавку роликов электродом из стали Х12М1Ф (Лещинский Л.К. Повышение ресурса наплавленных роликовых направляющих машин непрерывного литья заготовок // Сварочное производство. - 1991. - №1. С.9-11).

Недостатком известного способа является низкая стойкость наплавленных роликов вследствие образования трещин и выкрошки в наплавленном слое.

Известен также способ восстановления роликов наплавкой, при котором в качестве наплавочных материалов используют проволоки из стали Св-08, Св-08А, Нп-30ХГСА диаметром 3-4 мм, а наплавку ведут после предварительного подогрева ролика до 300°С при токе 300...400 А под флюсом АН-348А (Гребеник В.М., Гордиенко А.В., Цапко В.К. Повышение надежности металлургического оборудования. М.: Металлургия, 1988, с.478-479).

Недостатком известного технического решения является низкая стойкость наплавленных роликов.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению (прототип) является способ восстановления роликов (патент РФ №2123413). Согласно этому изобретению ролики нагревают под наплавку до температуры не ниже 150°С. Наплавку стальным электродом осуществляют при отношении силы электрического тока к скорости наплавки не более 17,5. Последующую термическую обработку проводят путем нагрева до температуры 470...500°С со скоростью не более 80°С/ч. Выдержка роликов при температуре нагрева составляет 7...8 ч. Затем ролики охлаждают со скоростью не более 80°С/ч до температуры 120°С и далее на воздухе.

Недостатком известного способа является низкая стойкость роликов из-за недостаточной термоциклической стойкости наплавленного слоя.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в увеличении стойкости роликов, а следовательно, в снижении расхода роликов.

Указанная задача решается тем, что в известном способе восстановления роликов, включающем предварительный нагрев роликов, наплавку стальным электродом и термическую обработку наплавленного слоя роликов, согласно предложению предварительный нагрев роликов производят до температуры 200...250°С, наплавку ведут со скоростью 20...30 м/ч при плотности электрического тока 35...45 А/мм2, а термообработку производят путем нагрева ролика до температуры 500...550°С и выдержки в течение 2...4 ч.

Возможен вариант реализации способа, по которому наплавку производят стальным электродом следующего состава, мас.%: углерод 0,20...0,40; марганец 0,30...0,50; кремний 0,30...0,50; хром 12,0...15,0; железо - остальное.

Верхний предел температуры нагрева 250°С выбран экспериментально. Температура нагрева выше 250°С приводит к перегреву бочки ролика и снижению твердости наплавленного слоя. При снижении температуры нагрева ниже 200°С в зоне термического влияния наплавленного ролика наблюдаются закалочные структуры и трещины. Это приводит к выкрошкам наплавленного слоя, т.е. к уменьшению стойкости роликов.

Экспериментально установлено, что снижение скорости наплавки менее 20 м/ч приводит к удлинению процесса, перегреву бочек роликов и снижению твердости наплавленного слоя. При увеличении скорости наплавки более 30 м/ч возрастает количество несплошностей в металле, что ухудшает качество наплавки и ведет к уменьшению стойкости роликов.

При плотности электрического тока менее 35 А/мм2 из-за недостаточного проплавления качество наплавки ухудшается. Увеличение плотности электрического тока более 45 А/мм2 приводит к перегреву бочек роликов и снижению твердости наплавленного слоя.

После наплавки бочки роликов имеют остаточные сварочные напряжения, поэтому ролики подвергают термической обработке.

Экспериментально установлено, что если температура термообработки будет превышать 550°С, произойдет разупрочнение наплавленного слоя бочек роликов. При температуре термообработки ниже 500°С в наплавленном слое роликов сохранятся сварочные напряжения, которые в дальнейшем приведут к образованию трещин.

Увеличение времени выдержки более 4 ч приведет к перегреву бочек роликов и потери твердости. Сокращение времени выдержки менее 2 ч не обеспечивает полного снятия сварочных напряжений, что приведет к образованию трещин и уменьшению срока службы роликов.

В процессе эксплуатации ролики подвержены фрикционному износу от трения со стороны проходящего сляба, окислительного воздействия охлаждающей жидкости и термоциклического влияния температуры. Поэтому оптимальным вариантом является наплавка износостойкой хромосодержащей сталью, которая имеет наряду с высокой твердостью еще и высокую износо- и термоциклическую стойкость. Поэтому для наплавки рекомендуется в качестве материала применять электрод из стали следующего химического состава, мас.%: углерод 0,20...0,40; марганец 0,30...0,50; кремний 0,30...0,50; хром 12,0...15,0; железо - остальное.

Углерод обеспечивает матричное упрочнение наплавленного металла и усиливает способность образовывать твердый и прочный рабочий слой роликов. При содержании углерода менее 0,20% наплавленный слой упрочнен недостаточно. При содержании углерода выше 0,40% наплавленный металл подвержен растрескиванию при кристаллизации, что уменьшает стойкость роликов.

Марганец упрочняет металлическую матрицу и значительно улучшает пластичность металла при кристаллизации. Минимальная концентрация Mn, необходимая для достижения требуемой прочности, равна 0,30%. Подобно углероду Mn в избытке ухудшает вязкость металла и также вызывает появление трещин при наплавке, поэтому его верхний предел равен 0,50%.

Кремний введен в наплавочный электрод в качестве раскислителя в количестве 0,30...0,50%. С понижением количества кремния менее 0,30% возможно появление пор при наплавке. Взятый в избытке кремний отрицательно влияет на вязкость наплавленного металла в зоне термического влияния (ЗТВ), которая при его концентрациях более 0,50% снижается, что уменьшает стойкость роликов.

Хром повышает износо- и термоциклическую стойкость наплавленного металла. При содержании хрома менее 12,0% не обеспечивается износо- и термоциклическая стойкость наплавленного металла и уменьшается стойкость роликов. При содержании в наплавленном слое хрома свыше 15,0% образуются сварочные трещины, что приводит к выкрошкам наплавленного металла и уменьшению срока эксплуатации роликов.

Примеры реализации способа

Были изготовлены пять вариантов стальных электродов различного состава (таблица 1).

Наплавленный металл состава 1 имеет соотношение композитов меньше заявленных пределов. В составах II-IV соотношение компонентов соответствует заявленным пределам. В составе V соотношение компонентов превышает заявленные пределы.

Таблица 1
СоставСодержание компонентов, мас.%
СMnSiCr
I0,100,200,2011,0
II0,200,300,3012,0
III0,300,400,4013,5
IV0,400,500,5015,0
V0,500,600,6016,0

Ролик машины непрерывного литья заготовок устанавливают на наплавочный станок и приводят во вращение. Ролик нагревают индуктором до температуры Тнаг=225°С. Электродуговую наплавку ведут под слоем флюса марки АН-60 электродной проволокой диаметром 4,0 мм из стали состава III (табл. 1). Скорость наплавки составляет Vсв=25 м/ч, плотность электрического тока при наплавке J=40 А/мм2. Наплавку ведут до восстановления номинального размера бочки ролика с припуском на механическую обработку. После наплавки ролик подвергают термообработке путем нагрева индуктором до температуры Тотп=525°С. Ролик выдерживают при этой температуре в течение времени τ=3 ч.

Указанные технологические режимы обеспечивают получение бездефектной наплавленной бочки восстановленного ролика. После завершения наплавки ролик устанавливают на токарный станок и обрабатывают наплавленную бочку до номинального диаметра.

Восстановленный ролик собирают с подшипниками и устанавливают в секцию машины непрерывного литья заготовок.

Варианты реализации предложенного способа и показатель стойкости роликов (удельный расход роликов на тонну литья) приведены в таблице 2.

Таблица 2
№ вариантаНомер составаТемпература нагрева ролика Тнаг, °ССкорость наплавки Vсв, м/чПлотность электрического тока J, А/мм2Температура термообработки Tобр, °СВремя выдержки τ, ч.Удельный расход роликов, кг/т
1I19019344901,80,027
2II200203550020,022
3III225254052530,020
4IV250304555040,021
5V26031465604,20,029
6 (прототип)12Х1325030354807,00,030

Как следует из данных, приведенных в таблице 2, при реализации предложенного способа (варианты 2-4) достигается снижение расхода восстановленных роликов (удельный расход роликов минимален). В случае запредельных значений заявленных параметров (варианты 1 и 5) расход восстановленных роликов увеличивается. Также более высокий расход имеют ролики, восстановленные по способу-прототипу (вариант 6).

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что регламентированные параметры восстановления роликов обеспечивают получение высокой твердости, термоциклической стойкости и износостойкости. Этим достигается увеличение стойкости, а следовательно, уменьшение расхода восстановленных роликов.

В качестве базового объекта принят способ-прототип. Применение предложенного способа позволит повысить рентабельность восстановления роликов на 20-30%.

Углерод0,20-0,40Марганец0,30-0,50Кремний0,30-0,50Хром12,0-15,0ЖелезоОстальноеc0c1211none5421.Способвосстановленияроликов,включающийпредварительныйнагрев,наплавкустальнымэлектродомитермическуюобработкунаплавленногослоя,отличающийсятем,чтопредварительныйнагревроликапроизводятдотемпературы200-250°С,наплавкуведутсоскоростью20-30м/чприплотностиэлектрическоготока35-45А/мм,атермообработкупроводятпутемнагревароликадотемпературы500-550°Сивыдержкивтечение2-4ч.12.Способпоп.1,отличающийсятем,чтонаплавкупроизводятстальнымэлектродомследующегосостава,мас.%:2
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 161.
10.01.2013
№216.012.18f0

Способ производства низкоуглеродистой холоднокатаной тонколистовой стали

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к изготовлению тонколистовой низкоуглеродистой холоднокатаной стали для штамповки. Заявлен способ производства холоднокатаного тонколистового проката из низкоуглеродистой стали марки DC01 толщиной 0,60…1,2 мм. Способ включает холодную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471876
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.02.2013
№216.012.29ff

Способ производства горячекатаной широкополосной стали

Изобретение предназначено для повышения потребительских свойств горячекатаного широкополосного проката в виде широкополосной стали. Способ включает горячую прокатку, ускоренное охлаждение полос с заданными температурами и с последующей смоткой их в рулоны. Повышение прочностных свойств проката...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476278
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2d88

Способ автоматического управления процессом прокатки в непрерывной группе клетей

Изобретение относится к области прокатки и предназначено для автоматической настройки скоростей клетей при заправке полосы в непрерывной группе листового прокатного стана. В установившемся режиме прокатки предыдущей полосы запоминают статическую просадку скорости электропривода клети, а при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477187
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.03.2013
№216.012.2e10

Способ производства толстолистового низколегированного проката

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству низколегированных сталей различных классов прочности, и может быть использовано для производства готовых листов, используемых в качестве исходной заготовки для прямошовных электросварных труб большого диаметра....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477323
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.03.2013
№216.012.2e11

Способ производства борсодержащей стали

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству горячекатаной сортовой полосовой стали. Для получения заданного химического состава стали, обеспечения требуемой величины прокаливаемости, повышения обрабатываемости резанием и выхода годного осуществляют выплавку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477324
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.03.2013
№216.012.2e1b

Сварочная проволока из низкоуглеродистой легированной стали

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стали, используемой при производстве сварочной проволоки. Сталь содержит компоненты при следующем соотношении, в мас.%: углерод 0,05-0,08, марганец 1,60-2,30, кремний 0,60-0,95, фосфор не более 0,015, сера не более 0,010, хром до менее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477334
Дата охранного документа: 10.03.2013
27.03.2013
№216.012.30c3

Промежуточный ковш мнлз для плазменного подогрева металла

Изобретение относится к металлургии. Промежуточный ковш содержит приемный и разливочный отсеки, разделенные перегородками с переливными каналами и две камеры нагрева с крышками, выполненные между приемным и разливочными отсеками. В крышках выполнены отверстия для ввода плазматрона. В камере...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478021
Дата охранного документа: 27.03.2013
20.04.2013
№216.012.3601

Флюс для центробежного литья

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при центробежном литье биметаллических чугунных заготовок, например прокатных валков с рабочим слоем из легированного чугуна и сердцевиной с шейками из чугуна с шаровидным графитом. Флюс содержит, мас.%: натрий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479378
Дата охранного документа: 20.04.2013
20.04.2013
№216.012.3703

Способ производства стали с низким содержанием серы

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам производства стали с низким содержанием серы. Способ включает получение полупродукта в сталеплавильном агрегате, выпуск плавки в ковш, отсечку во время выпуска печного шлака, присадку в ковш при выпуске твердой шлакообразующей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479636
Дата охранного документа: 20.04.2013
20.04.2013
№216.012.3720

Высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения холоднодеформированного арматурного периодического профиля для железобетонных изделий

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве подката из высокоуглеродистой стали для изготовления холоднодеформированного арматурного периодического профиля. Сталь содержит компоненты в мас.%: углерод от 0,75 до менее 0,90, марганец 0,40-0,70, кремний...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479665
Дата охранного документа: 20.04.2013
Показаны записи 1-10 из 86.
10.01.2013
№216.012.17c8

Способ производства тонкой горячекатаной листовой стали

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к технологии изготовления листовой стали толщиной 0,6-2,0 мм на непрерывных широкополосных станах. Способ включает нагрев слябов, черновую прокатку, непрерывную многопроходную чистовую прокатку в полосу конечной толщины при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471580
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.17c9

Листопрокатная клеть кварто

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в конструкциях многовалковых клетей для прокатки листового металла с регулированием формы межвалкового зазора. Листопрокатная клеть кварто содержит станины с нижними поперечинами, опорные валки с подушками, нижние из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471581
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.04.2013
№216.012.3992

Способ производства холоднокатаной нагартованной листовой стали

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения холоднокатаной нагартованной полосы из листовой стали с покрытием или без него, для последующей обработки путем гибки или формовки, в частности кровельной металлочерепицы. Способ включает нагрев, горячую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480299
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.04.2013
№216.012.3a77

Способ охлаждения движущейся стальной горячекатаной полосы

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для охлаждения стальных горячекатаных полос на отводящем рольганге непрерывного широкополосного стана перед смоткой в рулоны. Для повышения стабильности механических свойств горячекатаных полос охлаждение полосы ведут на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480528
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.05.2013
№216.012.3de0

Способ деформационно-термического производства листового проката

Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии получения листового проката, используемого в бронезащитных конструкциях. Для повышения бронестойкости листового проката осуществляют выплавку стали, ее рафинирование с получением стали, содержащей, мас.%: 0,25-0,35 С, 0,6-0,7...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481407
Дата охранного документа: 10.05.2013
27.05.2013
№216.012.43c9

Способ производства полос с односторонним чечевичным рифлением

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при горячей прокатке рифленых полос на непрерывных широкополосных станах. Способ включает нагрев слябов из углеродистой стали, многопроходную горячую прокатку полос с заключительным проходом при температуре полосы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482930
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.4488

Способ производства нагартованной малоуглеродистой листовой стали

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения холоднокатаных полос и лент, поставляемых потребителям в нагартованном состоянии, например, для упаковки грузов. Для повышения выхода годного за счет получения заданного предела текучести листовой стали...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483121
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.06.2013
№216.012.4887

Способ производства штрипсов из низколегированной стали

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно для получения штрипсов, используемых при строительстве магистральных нефтегазопроводов в районах Крайнего Севера. Для повышения хладостойкости штрипсов и снижения затрат на их производство сляб нагревают до температуры 1100-1210°С,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484147
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.07.2013
№216.012.537c

Способ прокатки металлических полос

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при холодной прокатке стальных полос на реверсивных и непрерывных станах. Способ включает обжатие полос по толщине в валках с приложением заднего и переднего натяжений, при этом прокатку ведут с выравниванием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486975
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.08.2013
№216.012.5f7f

Система калибровки валков

Изобретение предназначено для исключения образования трещин и разрывов в профильном прокате круглого сечения из непрерывнолитых труднодеформируемых сталей специального назначения, прокатываемом на сортопрокатных станах. Система калибров включает последовательно чередующиеся овальные и ребровые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490079
Дата охранного документа: 20.08.2013
+ добавить свой РИД