Способ восстановления прокатных валков

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при восстановлении прокатных валков станов горячей и холодной прокатки. Цель изобретения - повышение срока службы валка за счет уменьшения содержания кислорода в наплавленном слое. Способ состоит в том, что при восстановлении прокатных валков производят механическое удаление дефектов, предварительный и сопутствующий подогрев, наплавку износостойкого слоя с последующей термической и механической обработкой бочки валка. При этом вокруг валка 1 перед наплавкой создают защитную атмосферу за счет подогрева газовыми горелками 2 при частичном сжигании газа. Расход воздуха по отношению к расходу газа определяется соотношением V возд/V газ=1,12+0,304 . 10 -3T н, где T н - температура нагрева валка, °С. Способ позволяет избежать повышенного содержания кислорода в наиболее нагруженном поверхностном участке бочки валка, что повышает эксплуатационную долговечность прокатных валков. 3 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 23 К 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4451050/31-27 (22) 29.06.88 (46) 23.07.90. Бюл. № 27 (71) Липецкий политехнический институт и Новолипецкий металлургический комбинат им. Ю. В. Андропова (72) В. В. Ветер, Г. А. Белкин, М. И. Самойлов, А. Д. Белянский, В. Я. Шунин и А. М. Шмырин (53) 621.791.82 (088.8) (56) Стыпинский В. В. и др. Предупреждение образования окалины и методы очистки деталей.— М.: Машиностроение, 1961.

Карп И. Н. и др. Продукты сгорания газа при высоких температурах. †Ки: Техника, 1967.

Выдрин В. А. и др. Стойкость прокатных валков.— Челябинское книжное издательство, 1964.

„„SU„„1579679 p;: (54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛБ1-11!)" 11РОКАТНЫХ ВАЛКОВ (57) Изобретение относится к прокатному производству и может быгь использовано нри восстановлении прокатных валков станов r.орячей и холодной прокатки. Цсль изобрстения — повышение срока службы валка за счет уменьшения содержания кислоро „ в í" плавленном слое. Способ состоит в том, что при восстановлении прокатных валков проц:-.водят механическос у гление дефектов. предварительный и сопутствующий подогрев, наплавку износостойкого слоя с последующей термической и механической обработкой бочки валка. При этом вокруг валка 1 перед наплавкой создают защитную атмосферу за счет подогрева газовыми горелкамн при частичном сжигании aaa. Расход возаy a по отношению к расходу газа определяется соотношением V V ==1,12+0,304 10 7„ . где T„ — температура нагрева валка, "С.

Способ позволяет избежать повы шея но го содержания кислорода В наиоолее нагрм— женном поверхностном участке бочки валка, что повышает эксплуатационную долгове.— ность прокатных валков. 3 ил, табл.

1579679

300 400 500 700

200

900 1000

1200

Vаоар/Ч ., 1 1 75 1 205 1, 24 1 26 1, 30

1,40 1,43

1,50

5О

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при

Восстановлении прокатных валков станов го11ячей и холодной прокатки.

Цель изобретения — повышение срока службы валка путем уменьшения содержания кислорода в направленном металле.

На фиг. 1 изображен график влияния соотношения продуктов горения метана и

Температуры на процесс окисления на поерхности нагреваемого изделия; на фиг. 2— ависимости соотношений продуктов горения метана от коэффициента избытка воздуха; на фиг. 3 — схема восстановления прокатного валка по предлагаемому способу.

Способ состоит в том, что при восстановлении прокатных валков производят механическое удаление дефектов, предвари1сльный и сопутствующий подогрев, наплавку износостойкого слоя с последующей термической и механической обработкой бочки

Валка, при этом вокруг валка перед наплавкой создают защитную атмосферу за счет осуществления подогрева газовым пламенем прн частичном сжигании метана, причем расход воздуха Vyoy(M ) по отношению к расходу метана V, (м ) определяется соотношением — " - = l,12+0,304 ° 10 T,, Veal где T температура нагрева валка, С.

Защитную атмосферу получают путем неполного или частичного сжигания газа, например метана, при этом продукты реакции — CO>., СО; Н ., Н20; СН, из которых СО и Н20 являются окислителями, а Н и СО—

Математическая обработка результатов расчетных данных позволяет получить зависимость расхода воздуха по отношению к расходу газа от требуемой температуры подогрева а" 1,12+0,304 10 Tí, Yr где T„— температура нагрева валка, С.

Способ осуществляется следующим образом (фиг. 3).

Подогрев валка 1 осуществляется газовыми горелками 2, выполненными в виде труб вдоль бочки валка, в которые подается смесь воздуха с метаном в количестве, определяемом в зависимости от требуемой температуры нагрева. При неполном сжигании образуется защитная атмосфера СΠ— СΠ— — Н2 — Н20 — Ng, которая, поднимаясь вверх

30 восстановителями, и в зависимости от соотношения указанных компонентов и температуры идет реакция окисления на поверх— ности нагреваемого изделия или нет (фиг. 1).

Решая систему уравнений для случая неполного сгорания метана в воздухе и давления 1 атм при избытке воздуха по отношению к метану а=0,2 — 1,0 получают процентный состав продуктов реакции при различных температурах. По результатам расчета строят зависимости содержания CO>/СО и

H2O/Нг при различных температурах в зависимости от избытка воздуха а.

На графике (фиг. 2) показано соотношение СО2/СО и Н20/Н2 для 500 С. Затем с помощью фиг. 1 для 500 С определяют максимальное соотношение окислителей и восстановителей, при которых не идет окисление нагреваемого металла. Для 500 С должно быть СО2/СО(0,95; Н О/Н (0,19.

При несоблюдении хотя бы одного соотношения начинается окисление металла. Поэтому на фиг. 2 для 500 С определяют максимальное а по указанным соотношениям. При

СО2/СО=0,95 соответственно Н20/Н =

=2,3 — область окисления (фиг. 1), а при

Н20/Н=0,19 соответственно СО /СО=0,05, что значительно меньше предельного значения (0,95), — область восстановления. Этой точке соответствует коэффициент избытка воздуха по сравнению с газом a=0,25.

Подобным образом находят а в зависимости от температуры нагрева в интервале

200 — 1200 С. Перейдя от коэффициента а к соотношению объемов воздуха и метана

V /V — — 1+а, получают зависимость этого соотношения от температуры нагрева (вследствие высокой температуры) между валком и термокожухом 3, защищает поверхность валка от окисления и выходит в верхней зоне, где осуществляется процесс наплавки направляющими сварочной головки 4.

Пример. Производят токарную обработку бочки изношенного опорного валка стана

2000. Диаметр валка 1600 мм, вес 41 т, материал 9ХФ. Затем подогревают валок до 420 С

Для этого по указанной формуле определяют соотношение между воздухом и метаном, соотношение равно 1,257. Нагрев ведется в течение 24 ч. По окончании наплавки валок практически не окисляем, в отдельных местах цвет валка синий, что соответствует очень тонкой окисной пленке

=600 А. После подогрева на валок осущест— вляют наплавку по всей бочке проволокой свlОХ5М под флюсом АН вЂ” 20С в тече1579679 вследствие чего снижается долговечность валка.

Технико-экономические преимущества предлагаемого способа восстановления прокатных валков состоят в том, что использование предлагаемого способа позволяет избежать повышенного содержания кислорода в наиболее нагруженном поверхностном участке бочки валка, в результате чего повышается эксплуатационная долговечность прокатных валков, и, следовательно снижается годовая потребность в валках.

Формула изобретения

Способ восстановления прокатных валков, включающий механическое удаление дефектов, предва рител ьный и сопутствующий подогрев, наплавку износостойкого слоя с последующей термической и механической обработкой бочки валка, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы валка путем уменьшения содержания в наплавленном металле кислорода, вокруг валка создают защитную атмосферу, подогревая валок газовым пламенем с частичным сжиганием метана, причем расход воздуха V, (м ) по отношению к расходу метана V (м ) определяется соотношением 1,12+0,304 10 ЗТ„, У„. где ҄— температура нагрева валка, С.

Соотношение Стойкость

Причины выход. ., из строя

Число

Вариант валков,млн т прокатанкаипаний до воздуха и метана

Vaosgl ra s ного металвыхода ла из строя

По известному способу

0,6

По предлагаемому способу

1,25 б Износ бочки валка

1,2

1,17 l, 35

То же

Выкрошка по наплавленнаму

1,2

1,0 металлу ние 17 сут при трехсменной работе оборудования. Диаметр проволоки 5 мм. Режим наплавки: ток 500 А, напряжение на дуге

33 В, скорость 36 м/ч. После наплавки производят отпуск: нагрев до 500 С, выдержка 4 ч и замедленное охлаждение со скоростью 30 С в 1 ч (в термостатической яме). После полного остывания производят механическую обработку и завалку в клеть.

В таблице приведены эксплуатационные характеристики валков, восстановленных по предлагаемому (вариант 2) и по известному (вариант 1) способам.

Как видно из таблицы валок, восстановленный по предлагаемому способу (вариант

2), обладает наивысшей работоспособностью и долговечностью из-за низкого содержания кислорода в металле шва. При уменьшении количества воздуха по сравнению с расчетным (вариант 3) в составе атмосферы присутствует больше СО и Н (восстановителей), т. е. окисления, как и в варианте 1, нет и, следовательно, положительный эффект (долговечность валка) не повышается. Поэтому уменьшение количества воздуха по сравнению с количеством газа является нецелесообразным. В случае, когда расход воздуха избыточен (вариант 4), образовывается окислительная атмосфера, под воздействием которой бочка валка покрыта толстой окалиной, кислород которой переходит в шов, 3 Вьiêðoøêà по наплавленному металлу

1579679

20дс ЗООс 000< 500 < сог/са

500 с арпа с

1,2

00 С

О, гО/+g

0,2

Фиг.1

OZ ОF 06

Фиг. 2

og 70n, Составитель В. Пискурев

Редактор А. Козориз Техред А. Кравчук Корректор А. Обручар

Заказ 1979 Тираж 657 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская на 6., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ъ 2

1

1 г о

1M0 С

1)ОО С

1200 C юэоо с

Юо с