Способ ремонта прокатных валков

 

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5044779/27 (22) 28.05:92 (46) 30.1 1.93 Бюл. ¹ 43 И (75) Ветер В.В. Белянский АД; Белкин ГА; Каретный

З.П„Сарычев.И.С. (73) Ветер Владимир Владимирович (54) СПОСОБ РЕМОНТА ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ (57) Использование: ремонт сваркой прокатных валков станов горячей и холодной прокатки. Сущность изобретения: глубину проточенной в месте выкрошки канавки определяют по формуле Н = 12

h+ 3,2, а радиус сопряжения боковых стенок и дна канавки R = 0,09 h + 8,2, где h — глубина выкрошки, мм, причем кольцевую канавку выполняют с пере— (в) RU (1ц 2ОО345О Cl (51} менным углом а наклона боковой стенки канавки к перпендикуляру бочки валка, изменяя его в следующей последовательности от поверхности бочки валка: на глубине 42 10 D-0,5(D-D ), a = 13 15, а глубже а = 30 35, где D — диаметр бочки нот ного валка, а Π— диаметр. бочки восстанавливаемого валка, мм. При наплавке в такую канавку удается избежать несплавпений, трещин, уменьшается действие максимальных касательных напряжений вдоль зоны сплавления. В результате значительно повышается стойкость восстановленного валка. 1 ил. 3 табл.

2003450

Изобретение относится к ремонту сваркой и может быть использовано при ремонте прокатных валков станов горячей и холодной прокатки.

Известен способ ремонта прокатных валков (авт.св. hL 1.447446, кл. В 21 В 28/02, 1987 г), включающий проточку кольцевой канавки на участке выкрошки, подогрев до

350...450 С, наплавку в канавке износостойкого слоя и последующую термическую и 10 механическую обработки бочки валка. при этом боковые стенки канавки выполняют . наклонными к ее продольной оси под углом

20...30О и. сопрягают с дном канавки. радиусом R - 0,09h + 8,2, а глубину канавки опре- 15 деляют по уравнению: Н - 1,2h 4 3,2, где h— глубина выкрошки, мм.

Недостатком известного способа является низкая стойкость отремонтированного валка, 20

Наиболее близким к изобретению, является. способ, включающий выполнение кольцевой канавки по месту дефекта с ее глубиной: Н = 1,2h+3,2 и радиусом закруг- ления у основания канавки: R - 0,09h 4 8,2, 25 где h — глубина выкрошки,. подогрев до

350„,450 С и наплавку в канавку износостойкого слоя с последующей термической и механической обработками бочки валка, . .при этом кольцевую канавку выполняют с 30 переменным углом а наклона боковой стенки канавки к перпендикуляру бочки валка, изменяя его в следующей последовательности от поверхности бочки валка . на глубине до0,5b а=30...35 .;(0,5...1,0)Ь а=13...15; 35 свыше 1,0b Q= 30...35, где Ь вЂ” половина ширины контакта рабочего и опорного валков (1).

Недостатком известного способа является низкая стойкость отремонтированного 40 валка, который выходит иэ строя вследствие образование выкрошки в зоне сплавления боковой стенки канавки с наплавленным слоем.

При ремонте валка по известному спо- 45 собу глубина канавки (0,5...1,0)b с углом.а=

-13...15О выбрана из условия действия в этой области максимальных касательных напряжений (0,78 Ь). Однако, как известно глубина действия максимальных касатель- 50 ных напряжений будет изменяться при изменении радиуса валка,. который будет изнашиваться s процессе работы, И через несколько кампаний работы валка глубина, равная 0,78 Ь будет находиться не на участке, где угол наклона канавки равен 30.„35 и здесь может произойти выкрошка. Так, например, при диаметре опорного валка равным:1600 мм, рабочего -800 мм и погон7 ной нагрузки q =1,4.10 н/м. глубина В -7,7 мм. Т.е на глубине 3,8 — 7,7 мм угол наклона канавки выполняют равной 13...15 ; а на ,о. остальных участках — 30...35 . Однако такой отремонтированный валок будет хорошо работать лишь один раз (в одной кампании), где соответствующие размеры валков. Однако при работе валок изнашивается в среднем за одну кампанию 1,0...1,5 мм и, кроме того, перед следующей эавалкой его токарят для снятия наклепанного слоя и придания необходимой профилировки на глубину 3...4 мм.

: Таким образом, уже при следующей завалке валка в работу, действие максимальHblx касательных напряжений будет происходить в зоне, где угол наклона боковой стенки канавки. равен 30...35О и можно ожидать образования выкрошки, Предлага. емая кольцевая канавка по. заявляемому способу предполагает. угол наклона боковой стенки канавки на глубине 4.2 10 2 0 — 0,5 . (D — 0 ) равным а- 13...18О, что обеспечивает невысокий угол наклона на глубине всего активного слоя валка и в результате повышается его стойкость вследствие уменьшения выкрашивания.

На чертеже представлено сечение кольцевой канавки.

Прокатные валки станов горячей и холодной прокатки имеют определенный ак-. тивный слой, который не превышает 0,037 от диаметра бочки нового валка, при израсходовании которого валки уменьшаются в диаметре и больше не эксплуатируются, Таким образом именно на толщину активного слоя валка (при его ремонте наплавкой), должен быть минимальным угол -наклона боковой стенки канавки к перпендикуляру. бочки валка — для уменьшения действия максимальных касательных напряжений, которые возникают.в процессе эксплуатации валка.

Кроме того, при эксплуатации валка с минимально возможным диаметром, глубина действия максимальных касательных напряжений (0,78 b) будет находиться ниже границы активного слоя валка (т.к. эти границы соответствует минимальному диаметру валка) и, как правило, для наибольших удельных давлений величина Ь не превыша.ет 5.10 D (где Ь вЂ” половина ширины контакта рабочего и опорного валков).

Таким образом глубина кольцевой канавки, на которой должен соблюдаться минимально возможный угол наклона боковой стенки к перпендикуляру бочки валка, должен быть равен 4,2 -10 диаметра новоговалка. На остальной глубине возможно выполнение угла наклона боле - лсгой и равной 30...35О, 2003450. 4,2 ° 10 2 D — 0,5 (D-0 ); где Π— диаметр бочки нового. валка, мм; 10

D -диаметрбочкивосствнавливаемого м

1 валка. мм. ц

Пример 1. Диаметр новых опорных валков стана 2000 НЛМК1600 мм минималь- в ный диаметр 1480 мм, вес одного валка.41 15 б т, сталь 9ХФ. Валки, вышедшие из строя,. в подвергали механической обработке — про- к изводили местную кольцевую проточку с на- и клоном боковой стенки . канавки, т изменяющимся по глубине.по рекомендуе- 20 н мым зависимостям, а также больше и мень- р ше указанных значений (табл. 1). и

Глубину канавки и радиус закругления определяли по рекомендуемым формулам. м

Затем производили предварительный подо- 25 ц грев до 400 С.и осуществляли наплавку в а канавку проволокой Св-10Х5 под флюсом л

АН-20С. Диаметр проволоки 5 мм. Режим м наплавки: 4е-500 А, напряжение на дуге 35 (h

В, скорость наплавки 36.м/ч. После наплав- 30. к ки производили отпуск: нагрев до темпера- 4 туры 500 4:, выдержка 4 ч и замедленное н охлаждение со скоростью 30 С/ч (в термо- у статической яме), В дальнейшем произво дилась механическая обработка, 35 и

В табл. 1 представлены результаты экс- и плуатационных данных. ш

Как видно изтабл.1 при а <30 прбис- у. ходит разрушение наплавленного слоя по м боковой стенке из-за наличия в нем непро- 40 х варов и зашлаковок, а при..й2 >35 — раэру- н шение иэ-за. действия касательных р напряжений. При этом очаги разрушений не зарождаются в наиболее ollBGHoA.äëÿ этого . л зоне 0,78 0, где aj, не меняется и равен 15 „45

При неизменном же а = 33О, но при a« - го

<13 происходит разрушение в зоне, опре- н деляемой по рекомендуемой формуле (4,2, в

10 О -0,5(D-D )) из-за йесплавлений, а при з

al >.18 - разрушение в укаэанной зоне 50 ц иэ-эа действия максимальных касательных и напряжений. с

Пример 2. На опорном валке диамет- м ром 1515 MM произвели проточку кольцевой и канавкисуглом наклона а1--15ои с2-33О. 55 л

Глубину канавки и радиус закругления опре- (5 деляли по рекомендуемым формулам в за- М

При восстановлении не нового валка, а уже износившего определенную часть своего активного слоя, глубина выполнения a1 = 13...18 должна быть уменьшена на величину износившегося активного слоя валка по сравнению с новым и будет равна: висимости o(глубины выкрошки (h = 42 мм);

H - 53,6 мм, R 12 мм. Глубина канавки с углом а>, равнялась 24,7 мм. Далее производили наплавку, термо- и механическую обработку согласно примера 1. Произвели наплавку валка аналогичного диаметра по способу-прототипу, Валки поставили в ра- . боту, условия эксплуатации одинаковые, еть М 8 — низ, В табл. 2 представлены результаты проышленных испытаний при различных кольевых канавок.

Как видно из табл. 2, стойкость валка, осстановленного по предлагаемому спосоу, возросла в 3 раза по сравнению с валком, осстановленныМ по способу-прототипу, так ак в том случае уже ко 2-й кампании из-за эноса валка, действие максимальных касаельных напряжений происходит на глубие, превышающей величину О, которая ассчитывалась, когда валок наплавлялся еред первой кампанией.

Пример 3, На опорных валках диаетром 1550 мм произвели проточку кольевой канавки с углом наклона а1 = 15О и

2 = 33 . Глубину канавки и радиус эакругения определяли по рекомендуемым форулам в зависимости от глубины выкрошки

= 45 мм). Н - 57 2 мм, R = 12,3 мм. Глубину анавки с углом й1 производили равной

2,2 мм, а также меньше и больше расчетой. Валки эксплуатировали в одинаковых словиях: клеть М 8 — низ.

Результаты эксплуатационных данных редставлены в табл. 3. Как видно из табл, 3 ри выполнении глубины канавки с а1 меньей расчетной происходит образование вырошки при износе валка, когда действие аксимальных касательных напряжений выодят по глубине за пределы угла а1. Выполение гЛубины канавки с а1 больше асчетного (пример М 3) не йриводит к поышению стойкости валка и не является цеесообразным.

Таким образом применение предлагаемоспособа ремонта валков позволит значительо повысить стойкость отремонтированных алков путем уменьшения вероятности обраования выкрошек по боковым стенкам кольевой канавки. В результате снижаются ростои прокатного стана из-за необходимоти перевалки покрошившихся валков. позтоу повышается производительность стана и овышаетСя качество прокатываемого метала.

6) 1. Авторское свидетельство СССР

1542768, кл. В 23 Р 6/08, 1988.

° tf

° °

° ° В

Стойкость валков (млн.т. ирокатанного металла) ИИ ьыкрошка в зоне сплавления износ активного слоя валка в . ° ° . = °

° ° ° ° а

2003450

Составитель B. Ветер

Техред M.Moðãåíòàë... Корректор H. Кещеля

Редактор . Л. Народная. Тираж - Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3297

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формул а иэо бр ете н и я . канавки к перпендикуляру бочки валка, иэСПОСОБ РЕМОНТА ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ, включающий выполнение кольцевой - от повеРхности бочки валка, отличающийся тем, что угол наклона боковой стенки

„ав„и H 1 >h 3 2 и с aa канавки. к пеРпендикУлЯРУ бочки валка иэканавки по месту дефекта с глубиной ка- 5 меняют в следующей последовательности: ния у основания канавки R - 0,09h+ 8,2, rAe

h - глубина выкрошки, подогрев до 350.- i > глубин 4,2 10 0 — 0,5(0 — 0 ) — а =

450 С и наплавку в канавку иэносостойкого. 13 — 15, а больше этой глубины .слоя с последующей термической и меха-10 а = 30 — 35, где 0- диаметр бочки нового ,нической обработками бочки валка, при валка, мм, D -диаметр бочки восстанавли 1 этом кольцевую канавку выполняют с пе- ваемого валка,.мм. ременным углом а наклона боковой стенки