Прокатный агрегат

 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, касается производства шаров для шаровых мельниц и подшипников и направлено на повышение качества продукции и эффективности производства. Прокатный агрегат включает установку непрерывной разливки, ножницы горячей резки, подогревательную печь, реверсивный стан винтовой прокатки с чашевидными двухопорными валками, деформирующий блок в виде шаропрокатного стана, устройство для термоупрочнения в виде металлического короба, по стенкам которого с внутренней стороны смонтированы с возможностью качания наклонные направляющие под шары. Изобретение обеспечивает возможность варьирования режима обжатий в широком диапазоне, тем самым - использование заготовок различного диаметра из различных, в т.ч. легированных, сталей. 1 ил.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и касается получения деталей машиностроения, в частности изготовления мелющих и подшипниковых шаров.

В настоящее время шары получают методами литья, штамповкой или прокатной на специальных станах в клетях винтовой прокатки. Известен литейно-прокатный комплекс для производства заготовок, крупного сорта и шаров, включающий электропечь, агрегат "печь-ковш", машину непрерывного литья заготовок, реверсивный стан продольной прокатки и шаропрокатный стан [1].

Недостатком данного комплекса является ограниченность сортамента вследствие установки реверсивного стана продольной прокатки, имеющего только определенный дискретный набор калибров на бочке валка, недостаточную проработку структуры металла ввиду ограниченности вытяжки, а также полосчатость структуры, присущую процессу продольной прокатки.

Известен прокатный агрегат, включающий установку непрерывной разливки, ножницы горячей резки, подогревательную печь, стан винтовой прокатки, группу клетей продольной прокатки, устройство для термоупрочнения, холодильник [2].

Недостатком данного агрегата является неконтролируемый процесс на участке вневалковой сдвиговой деформации, который может привести к образованию поверхностных дефектов из-за значительной величины скручивания и повышенного скольжения металла в валках, а также низкая рентабельность из-за недостаточной производительности и невозможность деформирования высоколегированных сталей.

Наиболее близким к предложенному является прокатный агрегат для производства шаров, включающий подогревательную печь, стан винтовой прокатки, ножницы горячей резки, шаропрокатный стан и устройство для термоупрочнения.

Недостатком данного агрегата является невозможность прокатки труднодеформируемых высоколегированных сталей, использующихся для производства мелющих шаров, в связи с отсутствием возможности реверсивной прокатки с заданным режимом обжатий, а также необходимой для легированных сталей термообработки с изменением скорости охлаждения, продолжительности самой термообработки.

Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение возможности получения мелющих шаров, отличающихся высокой прочностью и износостойкостью за счет улучшения проработки структуры легированных сталей путем реверсивной прокатки с определенным режимом обжатий в сочетании с дифференцированной термообработкой.

Целью изобретения является повышение качества проката, расширение сортамента продукции.

Поставленная цель достигается тем, что в литейно-прокатном агрегате, включающем установку непрерывной разливки, ножницы горячей резки, подогревательную печь, стан винтовой прокатки, деформирующий блок, устройство для термоупрочнения, деформирующий блок выполнен в виде шаропрокатного стана, устройство для термоупрочнения выполнено в виде металлического короба, по станкам которого с внутренней стороны смонтированы с возможностью качания наклонные направляющие под шары, а стан винтовой прокатки выполнен реверсивным с чашевидными двухопорными валками.

Для повышения стойкости мелющие шары изготавливают из высоколегированных марганцовистых и хромоникелевых сталей. При деформировании таких сталей в стане винтовой прокатки с высокой дробностью деформации металл приобретает мелкозернистую изотронную структуру с равномерно распределенными по сечению и длине фазовыми включениями. Этот эффект достигается при прокатке по чашевидной схеме с экспонентно нарастающей степенью деформации в прямом и постоянной степенью деформации в обратном проходах.

Изменение марки стали, соответственно, диктует необходимость изменения режима термообработки, в частности, степени и скорости охлаждения путем варьирования скорости и времени перемещения шаров через охлаждающую среду. Это достигается установкой заданного угла наклона в данный момент времени наклонных направляющих, смонтированных на внутренней стороне стенок металлического короба. Таким образом, заданный режим обжатий, достигаемый при прокатке в чашевидных валках, в совокупности с последующей термообработкой при определенном режиме охлаждения, характерном для данной марки стали при данной степени деформации, обеспечивают требуемый уровень свойств шаров, необходимый для достижения высокой прочности и износостойкости при эксплуатации.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором изображен литейно-прокатный агрегат.

Литейно-прокатный агрегат включает установку непрерывной разливки 1, ножницы горячей резки 2, подогревательную печь 3, реверсивный стан винтовой прокатки 4, шаропрокатный стан 5 с устройством для термоупрочнения 6, выполненным в виде металлического короба, по стенкам которого с внутренней стороны смонтированы с возможностью качания наклонные направляющие под шары.

Литейно-прокатный агрегат работает следующим образом.

Выплавленный в электропечи металл разливается через ковш на установке непрерывной разливки 1 в заготовку диаметром 180 мм, которая режется ножницами 2 на мерные длины, подогревается в печи 3 и поступает на стан винтовой прокатки 4, где прокатывается за один или несколько проходов в зависимости от марки стали до диаметра 65 - 100 мм, после чего направляется в шаропрокатный стан для прокатки шаров диаметром 65 - 100 мм. Полученные шары термообрабатываются в специальном устройстве, выполненном в виде металлического короба, по стенкам которого с внутренней стороны смонтированы с возможностью качания наклонные направляющие под шары, по направляющим на шары интенсивно подается вода.

Для получения шаров диаметром 20 - 60 мм на УНРС отливают заготовку диаметром 115 мм, которая на стане винтовой прокатки в специальном сменном комплекте валков прокатывается в один или несколько проходов до диаметра 20 - 60 мм, а затем поступает на шаропрокатный стан для прокатки шаров.

Предлагаемые литейно-прокатный агрегат обеспечивает получение проката высокого качества по наружной поверхности и с высоким уровнем физико-механических свойств в широком сортаменте марок стали и геометрических размеров, в том числе шаров для добывающей промышленности и машиностроения.

Наличие в составе агрегата реверсивного трехвалкового стана с чашевидными валками обеспечивает широкий диапазон варьирования режима обжатий, что дает возможность использовать исходную заготовку различного диаметра, в том числе из легированных сталей, а в сочетании с эффективной термообработкой - добиться резкого повышения стойкости шаров.

Источники информации 1. Пасечник Н.В., Гладышев А.М., Майоров А.И. Литейно-прокатный комплекс для производства заготовок, крупного сорта и шаров из углеродистых и легированных сталей. - Тяжелое машиностроение, N 5,6, 1998, с. 8-10.

2. Сивак Б.А., Майоров А.И. Литейно-прокатные агрегаты.-Тяжелое машиностроение, N 5, 1997, с. 6-10.

Формула изобретения

Прокатный агрегат для производства шаров, включающий подогревательную печь, стан винтовой прокатки, ножницы горячей резки, шаропрокатный стан, устройство для термоупрочнения, отличающийся тем, что устройство для термоупрочнения выполнено в виде металлического короба, по стенкам которого с внутренней стороны смонтированы с возможностью качания наклонные направляющие под шары, а стан винтовой прокатки выполнен реверсивным с чашевидными двухопорными валками.

РИСУНКИ

Рисунок 1