Способ термической обработки чугунных двухслойных центробежно-литых прокатных валков

 

Сущность изобретения: чугунный двухслойный прокатный валок нагревают до температуры, определяемой по зависимости Тн 0,85-0,95 Та + ( ) АС1, °С, где Та - температура превращения остаточного аустенита рабочего слоя; Нраб - фактическая глубина рабочего слоя валка; ACT - значение критической точки материала рабочего слоя, выдерживают при этой температуре в течение 8-10 ч до 100-80°С охлаждают с печью, далее - на воздухе. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>s С 21 D 9/38

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4937050/02 (22) 20.05.91 (46) 07,03.93, Бюл. М 9 (71) Череповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР (72) В,И. Абраменко, Ю.М, Карэкин, В;Н.Гончаров и В,С, Смирнов (73) Череповецкий металлургический комбин )т им, 50-летия СССР (56) Авторское свидетельство СССР

М 1435628, кл, С 21 D 9/38, 1987. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ЧУГУННЫХ ДВУХСЛОЙНЫХ ЦЕНТРОБЕЖНО-ЛИТЫХ ПРОКАТНЫХ ВАЛKOB

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано на прокатных станах, эксплуатирующих чугунные

Двухслойные центробежно-литые валки, а также в машиностроении.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной стойкости чугунных двухслойных центробежно-литых прокатных валков.

Поставленная цель достигается тем, что в способе термической обработки чугунных двухслойных центробежно-литых и рокатных валков, включающем нагрев до температуры ниже Ас1, выдержку и охлаждение, нагрев ведут до температуры, определяемой по зависимости

Тн = 0,85 — 0,95(Та+(50 ) Ас1), С где Т вЂ” температура превращения остаточного аустенита рабочего слоя, С;

HpаБ. — фактическая глубина рабочего слоя валка, мм;

20 и 50 — соответственно минимальная и максимальная глубина рабочего слоя, мм;

„„« Ы ÄÄ 1801132 АЗ (57) Сущность изобретения: чугунный двухслойный прокатный валок нагревают до температуры, определяемой по зависимости Т, = 0.85 — 0 95 (Ta+ (> — ) A, ), С, где T> — температура превращения остаточного аустенита рабочего слоя; НрБ — фактическая глубина рабочего слоя валка; АС1— значение критической точки материала рабочего слоя, выдерживают при этой температуре в течение 8 — 10 ч до 100 — 80 С охлаждают с печью, далее — на воздухе. 1 табл.

Ас — значение критической точки материала рабочего слоя, С, Нагрев чугунных двухслойных центробежно-литых прокатных валков до температуры, определяемой по предложенной зависимости, позволяет повысить их твердость за счет превращения остаточного аустенита в бойнит и при этом существенно снизить уровень остаточных напряжений во всем объеме валка, особенно на границе рабочего слоя и сердцевины, где вследствие различных коэффициентов линейного расширения материалов могут возникать их максимальные значения и приводить к выкрашиванию рабочего слоя, поломкам валков и существенному снижению их наработки.

Приведенными экспериментальными исследованиями установлено, что температура нагрева (Т,) для наиболее полного превращения остаточного аустенита в бейнит и эффективного снятия остаточных литейных напряжений при толщине рабочего слоя до

1801132

50 мм должна составлять 0,85 — 0,95 от суммы значений температур

При нагреве валков до T> < 0,85 (Та+() Ас1) твердость рабочего

Н раб — 20 слоя и наработка не увеличивается из-за неполного превращения остаточного аустенита в бейнит и недостаточной степени релаксации остаточных напряжений из-за пониженной температуры нагрева.

При нагреве валков до TH > 0,95 (Та+

+(5p ) Ас1) твердость и наработка

Н раб 20 валков снижается вследствие распада и сфероидизации игольчатой структуры матрицы рабочего слоя, По заявляемому способу термообработки чугунных двухслойных центробежно-литых прокатных валков целесообразной представляется следующая последовательность действий: используя паспортные данные по химическому составу и глубине отбела рабочего слоя, а также применяя магнитометрический и дилатометрический методы, определяют значения температур Та и Ас) для каждого валка, имеющегося на складе: используя предложенную зависимость, определяют оптимальную температуру нагрева валка. Валки с одинаковой (+.10 С) температурой нагрева Т, формируют в партии для термообработки. В зависимости от грузоподъемности подины печи и ее габаритов партию валков разбивают на части и подвергают термической обработке при температуре нагрева Тн = 0,85 — 0,95 (Та+

+(5 ) Ас ), выдерживают при этой

Н раб 20 температуре в течение 8 — 10 ч и охлаждают с печью до 80-100 С. Дальнейшее охлаждение до температуры цеха проводят на спокойном воздухе.

Проверку эффективности заявляемого способа проводили на двухслойных чугунных центробежно-литых валках размером

800х2000 мм, рабочий слой которого имел следующий химический состав, %: углерод

3,40; кремний 0,66; марганец 0,51; хром

1,35; никель 4,24; железо остальное. Для чугуна данного химического состава температуры Та и Ас1 составляют соответственно

300 и 660 С, глубина рабочего слоя Нраб

35 мм, а твердость 77 HSD.

Валки подвергали термообработке по следующему режиму: нагрев со скоростью

30 С/ч до Та = 0,8 — 1,0 (Та +

Н раб 20 (—— 5Л вЂ” ) Ав1), выдержка ори этой температуре в течение 10 ч, охлаждение с печью со скоростью 15 С/ч до 10 С, после чего валки охлаждали до температуры цеха на спокойном воздухе.

Одну партию валков испытывали после обработки по предлагаемому способу, а вторую после обработки по способу-прототипу.

Примеры на граничные, оптимальные и выходящие за граничные значения заявляемых режимных параметров и прототипа, а также характеристика свойств двухслойных чугунных центробежно-литых прокатных валков представлены в таблице.

Определение твердости и степени релаксации остаточных напряжений проводили с использованием стандартных методик.

Наработки валков после различных режимов термообработки определяли при их эксплуатации на прокатном стане.

Как видно из таблицы, термическая обработка отливок по режимам вне граничных параметров вариант 1 (температура нагрева менее 0,85 (Та + (0 ) Ас ) и ваР а

Н раб 20

5 (температура нагрева более 0,95 (Та+

+() А,1) не обеспечивает сущестН раб 20 венного повышения твердости и наработки валков относительно прототипа, B результате использования заявляемого способа термической обработки чугунных двухслойных центробежно-литых прокатных валков (варианты 2, 3 и 4) твердость рабочего слоя возросла примерно на 4 — 7 (77-79НЯО против 74HSD), а наработка повысилась на 19 — 28% (310 — 334 тыс.т. против

262 тыс.т.). Кроме того, степень релаксации остаточных напряжений достигает 25 — 50, что снизит выкрашивание рабочего слоя и поломки валков при эксплуатации на прокатных станах, Согласно данным проведенных испытаний заявляемое изобретение в сравнении с прототипом обладает следующими преимуществами: твердость валков возросла на 4-7 ; наработка валков повысилась на 19—

28о .

Заявляемый способ термообработки чугунных двухслойных центробежно-литых прокатных валков представляет значительный интерес для народного хозяйства, так как позволит повысить производительность труда на металлургических предприятиях не менее чем в 1,2 раза за счет сокращения времени простоев станов при перевалках валков, вышедших из строя по преждевре1801132

Формула изобретения

Способ термической обработки чугунных двухслойных центробежно-литых прокатных валков, включающий нагрев до температуры ниже А 1, выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью

Характеристика свойств двухслойных центробежно-литых валков в зависимости от режимов термообработки

Свойства

Степень релаксации остаточных

Номер варианта термообработки

Способ термообработки

Стойкость валка, тыс.т, проката

Твердость

HSD

Температура нагрева Т>, С напряжений, 265

76

0,8 (300+ (50 ) 660) = 400

0,85 (300 + (50 ) 660) 425

0,9 (300+ (50 ) 660) =450

0,95 (300+(50 ) 660) = 475

1 (300+ () 660) = 500

Тн = 320 + 90к

Предлагаемый

312

78

334

79

310

270

75

262

74

Прототип

Составитель Н. Рослякова

Техред М.Моргентал Корректор Е. Папп

Редактор

Заказ 1186 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 менному износу, выкрошкам и полокам, сократить расход топливно-энергетических ресурсов при нагреве заготовок, так как более ритмичная работа станов позволит умЕньшить передержки металла в нагревательных печах, а также снизить не менее чем в 1,2 раза расход валков за счет увеличения срока их службы. повышения эксплуатационной стойкости валков за счет повышения твердости и снижения уровня остаточных напряжений, нагрев ведут до температуры, определяемой

5 по зависимости где Т вЂ” температура превращения остаточного аустенита рабочего слоя, С;

10 H»o — фактическая глубина рабочего слоя валка, мм;

20 и 50 — соответственно минимальная и максимальная глубины рабочего слоя;

А — значение критической точки материала рабочего слоя, С.