Способ ремонта изложницы

 

1 .СПОСОБ РЕМОНТА ИЗЛОЖНИЦЫ , вкл1очаю1цнй разделку трещины по обеим сторонам ее, установку стальных элементов в разделанных углублениях, сварку стальных элементов между собой , отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и снижения трудоемкости скрепления, разделку трещины осуществляют с помощью операций сверления, устанавливают стальные элементы в отверстия на толщину стенки изложницы по обеим сторонам трещины и производят электрошлаковую наплавку металла в отверстия , расположенные непосредственно по трещине и сопряженные с отверстиями , расположенными по обеим сторонам § трещины. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Oll

РЕСПУБЛИН

09) (И) зСЮ В 22 D 7 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3548965/22-02 (22) .04 ° 02.83 (46) 07.06.84. Бюл. Ф 21 (72) В.П. Елагин, А.К. Маришкин, Ю.А. Коржавин, А.Н. Новодран и Л.К. Тарасов (71) Днепродзержинский индустриаль ный институт им. M.È. Арсеничева (53) 621.747. 583:621.746.393(088.8 (56) 1. Стеренбоген Ю.А. и др. Сварка и наплавка чугуна. Киев, "Наукова думка", 1965, с. 173.

2, Там же, с. 174.

3. Там же, с. 187.

4. Патент Японии И 49-28565, кл. 11А 221/ В 22 D 7/06,,1970.. (54) (57) 1. СПОСОБ РЕМОНТА ИЗЛОЖНИЦЫ i вклЮчающий разделку трещины по обеим сторонам ее, установку стальных элементов в разделанных углублениях, сварку стальных элементов между соббй, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и снижения трудоемкости скрепления, разделку трещины осуществляют с помощью операций сверления, устанавливают стальные элементы в отверстия на толщину стенки изложницы по обеим сторонам трещины и производят электрошлаковую наплавку металла в отверстия, расположенные непосредственно по трещине и сопряженные с отверстиями, расположенными по обеим сторонам .трещины.

1096019 нии.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения прочности скрепления трещины путем удаления Отверстий со стальныИзобретение относится к черной и цветной металлургии, в частности к ремонту изложниц, применяемых например при разливке металлов.

Известен способ заварки трещин в чугунных изложницах с применением сварки плавлением, при котором осуществляют У-образную разделку трещины.

При толщине стенки 100- 150 мм ширина разделки достигает около 50-60 см снаружи и 20-25 мм внутри. Разделка трещины заваривается ручной г дуговой сваркой сйециальными чугунными электродами. Перед сваркой изложницу нагревают до 650-700 С в нагревательном колодце или сыродутном горне. Сварной шов накладывают небольшими участками длиной 120150 мм. В течение всего процесса сварки шов для замедления охлаждения подогревается горелками. После за- варки трещины нагретая изложница выдерживается в печи при температуре

600-650 С в течение 2-3 ч, затем охлаждается либо в печи, либо в яме без сквозняков.

Предварительный и сопутствующий подогрев, выдержка в печи и замедленное охлаждение чугунной изложницы необходимы для предотвращения образования закалочных трещин в зоне сплавления сварного шва и чугуна изложницы.

При длине продольных трещин более

300 мм применяется стальной анкер, который увеличивает запас прочности и разгружает <-.варной шов, воспринимая растягивающие. напряжения, которые возникают во внешних слоях стенки изложницы f pff заггивке стали(1 1

Л

Данный способ ремонта изложницы требует больших затрат труда на разделку кромок и с варочные работы.

Способ нетехиологич< и из-эа необходимости высоког î lfp(дварительного и сопутствующегA tf

Стальной анкер, применяющийся для упрочнения сварного шва, имеет небольшую толщину по сравнению с толщиной стенки изложницы, поэтому он незначительно увеличивает запас прочности сварного шва. Это приводит к не10 обходимости увеличения количества анкеров, устанавливаемых по длине свар-. ного шва.

Известен также способ заварки трещин в изложницах без предваритель15 ного подогрева, при котором с наружной поверхности изложницы вырубается

У-образная разделка трещины и на стенках разделки устанавливаются с помощью резьбы стальные шпильки. Вся

20 поверхность разделанных трещин вокруг шпилек наплавляется тонким слоем металла никельсодержащими электродами, а затем разделка окончательно заваривается малоуглеродистыми электродами

25 УОНИ13/45.

Образование трещин в зоне сплавления сварного шва с чугуном не исключается из-за появления хрупких структур и большой жесткости изделий.

30 Прочность скрепления при этом способе ббеспечивается в основном за счет резьбового соединения стальных шпилек со стенками разделки трещины и хорошей свариваемости сварного шва со стальными шпильками 2 7.

Недостатком известного способа является большая трудоемкость из-за необходимости разделки трещины, установки в разделке шпилек при по40 мощи резьбы, большого объема наплавочных работ. Кроме того, применение дорогостоящих никельсодержащих электродов удорожает стоимость ремонта.

Известен способ ремонта трещин, 4 при котором скрепление трещины осуществляется преимущественно за счет армирующих стальных анкеров. СвязыЦелью изобретения является повышение прочности и снижение трудоемкости скрепления.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу ремонта излож55

l0960

3 вавщие трещину анкеры имеют форму двутавра с рабочим сечением 40<25 мм.

Они плотно забиваются в специальное гнездо, выфреэерованное или вырубленное с наружной поверхности изложницы по обе стороны трещины. Головки анкера обвариваются ручной дуговой сваркой. С внутренней поверхности изложницы трещина заваривается с минимальной подрубкой одной из кромок исключительно для того, чтобы в зазор трещины не затекал жидкий металл слитка (3 3.

Этот способ характеризуется малым объемом наплавленного металла и 15 простотой выполнения, однако толщина анкера значительно меньше толщины стенки изложницы и, следовательно, прочность скрепления трещины будет значительно меньше прочности сплошной стенки изложницы. Это вызывает разрушение анкера и дальнейшее развитие трещины в изложнице.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является 25 способ ремонта изложницы, заключающийся в том, что по обеим сторонам трещины проделывают несколько полусферических углублений, соединенных в общий канал. Эти углубления заполняют металлическими плитками особой конфигурации, которая обеспечивает особое их сцепление между собой и наклонными сторонами полусферического углубления. Сваривают лишь

35 одну только центральную плитку с. двумя крайними (4 ).

Недостатками этого способа являются трудоемкость образования полусферических углублений по обеим сторонам трещины и необходимость изготовления плиток особой конфигурации.

Основной недостаток способа заключается в том, что толщина плиток, уложенных в углубления, значительно меньше толщины скрепляемой стенки . изложницы и, следовательно, прочность скрепления сквозной трещины будет значительно меньше прочности сплошной стенки изложницы. Разрушение ар50 мирующих плиток, скреплякнцих сквозную трещину, произойдет раньше, чем разрушение сплошной стенки изложницы.

19 4 ницы, включающему разделку трещины по обеим сторонам ее, установку стальных элементов в разделанных углубле" ниях, сварку стальньм элементов между собой, разделку трещины осуществляют с помощью операций сверления, устанавливают стальные элементы в отверстия на толщину стенки изложницы по обеим сторонам трещины и производят электрошлаковую наплавку металла в отверстия, расположенные непосредственно по трещине и сопряженные с отверстиями, расположенными по обеим сторонам трещины.

Кроме того, наплавляемые отверстия выполнены прямоугольной формы в поперечном сечении.

На фиг. 1 представлена схема осуществления способа скрепления трещины в чугунной изложнице, на фиг. 2— то же, вариант.

Способ осуществляется следующими операциями: образованием сопряженных сквозных отверстий по сторонам и середине трещины, забивкой в крайние отверстия стальных стержней; заваркой, например электрошлаковой, среднего отверстия.

1

В стенке изложницы 1 с трещиной 2 выполнены сквозные отверстия 3, 4 и 5.

Отверстия 3 и 5 выполнены с обеих сторон симметрично трещине, а отверстие

4 — по середине прямой, соединяющей центры крайних отверстий 3 и 5. Отверстие 4 сопряжено с отверстиями 3 и 5, таким образом поверхность отверстия

4 пересекается по образующим поверхностей отверстий 3 и 5. В крайних отверстиях 3 и 5 расположены стальные стержни, длина которых равна толщине стенки изложницы. Стержни сварены между собой по всей их длине вертикальным сварным швом 6. Позициями 7-9 обозначены шлаковая ванна, электрод и источник сварочного тока соответственно. Сварной шов 6 образован путем заварки среднего отверстия 4 сваркой плавлением, например электрошлаковой, при этом сварной шов 6 сплавляется с поверхностью стальных стержней, сопряженньм с поверхностью среднего отверстия 4. Стальные стержни, расположенные в отверстиях 3 и 5, и вертикальный сварной шов, соединяющий их по всей длине, образуют замок типа восьмерки, прочно скрепляющий обе стороны трещины.

5 1

Для увеличения прочности скрепления трещины среднее отверстие 4 (фиг. 2) выполнено прямоугольной формы в поперечном сечении, Благодаря этому стержни 3 и 5 можно расположить на большем расстоянии друг от друга и, следовательно, от кромок трещины, чем достигается увеличение прочности скрепления трещины.

Величина сопряжения отверстия 4 с крайними отверстиями 3 и 5 меньше диаметра этих отверстий.

Способ осуществляется следующим образом.

Изложница 1 устанавливается под шпинделем сверлильного станка модели 2Ш55 таким образом, что продольная ось сверла совпадает с плоскостью трещины 2. Вначале сверлятся крайние отверстия 3 и 5 по обеим сто ронам трещины, центры которых лежат на прямой, перпендикулярной направлению трещины 2, Затем в отверстий 3 и 5 плотно забиваются стальные стерж ни и выполняется отверстие 4, центр которого лежит в плоскости трещины на прямой, соединяющей центры отверстий 3 и 5. Отверстие 4, показанное на фиг. 2, выполняется прямоугольной формы на долбежном станке при помощи резца, который для образования отверстия 4 вводится в одно из отверстий 3 или 5.

Отверстие 4 заплавляется электрошлаковой сваркой. В качестве сварочного автомата можно использовать авт мат А-612 или полуавтомат А-1072 M.

Шлаковая ванна 7 наводится в отверстии 4 путем плавления сварочного флюса электрической дугой, горящей между электродом 8, подключенный к источнику сварочного тока 9, и графитовой затравкой, образующей дно отверстия. При толщине шлаковой ванны 10-15 мм дуга гаснет и устанав ливается устойчивый электрошлаковый процесс. Сварочный ток, протекая от электрода 8 через слой шлака, нагревает шлаковую ванну 7, за счет чего оплавляет< я поверхность отверОтверстие 4 заваривается для вы.вода шлаковой ванны в выводной карман на поверхности изложницы и электроо шлаковый процесс прекращается.

Трещина скрепляется по всей длине или же в нескольких местах.

Предлагаемый способ обеспечивает

40 прочное скрепление трещины в чугунной изложнице за счет скрепления ее по всей толщине стенки изложницы; обеспечивает снижение трудоемкости скрепления за счет упрощения подготовительных и сварочных работ и позволяет увеличить срок службы чугунных изложниц.

Экономическая эффективность по двум заводам составит 384 тыс.руб. в год.

096019 б стия 4, в том числе и поверхности стержней, находящихся в отверстиях

3 и 5, и плавится электрод 8, образуя вертикальный сварной шов 6, прочно сваривающий стальные стержни друг с другом. При ширине трещины менее

1 мм расплавленный шлак затекает в зазор трещины и затвердевает в стенке отверстия 4, предотвращая утечку

10 сварочной ванны. Если ширина больше

1 мм, зазор трещины в отверстии 4 заполняется огнеупорной массой. Сварка отверстия диаметром 40 45 мм производится постоянным током обратной

15 полярности сварочной проволокой СВ-08А диаметром 5 мм с флюсом AH-348 или

АН-6 при следующем режиме: сварочный ток 400-500 А; напряжение 44-45 В, скорость сварки 1,2-1,4 м/ч. Глубина — 20 отверстия равна толщине стенки изложницы и находится в зависимости от типа изложницы в пределах 100-250 мм.

При заварке отверстия 4 прямоугольной формы применяется несколько элек"

25 тродов 8, расположенных вдоль отверстия, или электродная лента. Этим достигается надежное сплавление сварного шва 6 со стальными стержнями, расположенными в отверстиях 3 и 5 мм, gp высокая производительность процесса сварки.

1096019

Тир аж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3704/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель 10.Яковлев

Редактор Л.Повхан ТехредЛ.Мартяшова Корректор А.Тяско