Способ ремонта прокатных валков — SU 2003450 (original) (raw)
К ПАТЕНТУ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(73) Ветер Владимир Владимирович(54) СПОСОБ РЕМОНТА ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ(57) Использование; ремонт сваркой прокатныхвалков станов горячей и холодной прокатки, Сущность изобретения: глубину проточенной в местевыкрошки канавки определяют по формуле Н = 12тт+ 3,2, а радиус сопряжения боковых стенок и днаканавки В = 0,09 Ь+ 8,2, где и - глубина выкрошки,мм, причем кольцевую канавку выполняют с пере -(в) ИС (11) 2 ОО 345 О и. Я 1) менным углом а наклона боковой стенки канавки к перпендикуляру бочки валка, изменяя его в следующей последовательности от поверхности бочки валка: на глубине 42 10 0-0,5(Р-Р ),а = 13 15, а глубже сс = 30 35, где Р - диаметр бочки ноного валка а 0 - 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.Изобретение относится к ремонту сваркой и может быть использовано при ремонте прокатных валков станов горячей и холодной прокатки.Известен способ ремонта прокатных 5 валков (авт.св, М 1.447446, кл. В 21 В 28/02, 1987 г), включающий проточку кольцевой канавки на участке выкрошки, подогрев до 350450 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 2030 О и сопрягают с дном канавки. радиусом Р,09 Ь+8,2, а глубину канавки опре деляют по уравнению: Н -1,2 Ь+ 3,2, где Ь - глубина выкрошки, мм.Недостатком известного способа является низкая стойкость отремонтированного валка, 20Наиболее близким к изобретению, является. способ, включающий выполнение кольцевой канавки по месту дефекта с ее глубиной. Н = 1,2 Ь+3,2 и радиусом закруг-ления у основания канавки: Р - 0,09 Ь + 8,2, 25 где Ь - 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 до 0,5 Ь а = 3035.; (0,51,0) Ь а = 13,15, 35 свыше 1,0 Ь й= 3035, где Ь - 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 собу глубина канавки (0,5.1,0)Ь с углом а= -1315 О выбрана из условия действия в этой области максимальных касательных напряжений (0,78 Ь). Однако, как известно глубина действия максимальных касатель ных напряжений будет изменяться при изменении радиуса валка,. который будет изнашиваться в 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 погон 7ной нагрузки о = 1,4 10 н/м, глубина В -7,7мм. Т.е на глубине 3,8 - 7,7 мм угол наклонаканавки выполняют равной 1315; а на,оостальных участках - 3035. Однако такойотремонтированный валок будет хорошо работать лишь один раз (в одной кампании),где соответствующие размеры валков, Однако при работе валок изнашивается в среднем за одну кампанию 1,01,5 мм и,кроме того, перед следующей эавалкой еготокарят для снятия наклепанного слоя ипридания необходимой профилировки наглубину 34 мм.: Таким образом, уже при следующей завалке валка в работу, действие максимальных касательных напряжений будетпроисходить в зоне, где угол наклона боковой стенки канавки. равен 3035 О и можноожидать образования выкрошки, Предлагаемая кольцевая канавка по. заявляемомуспособу предполагает. угол наклона боковойстенки канавки на глубине 4,2 10 2 О - 0,5 .(О - О ) равным а" 1318 О, что обеспечивает невысокий угол наклона на глубиневсего активного слоя валка и в результатеповышается его стойкость вследствиеуменьшения выкрашивания.На чертеже представлено сечение кольцевой канавки.Прокатные валки станов горячей и холодной прокатки имеют определенный ак-.тивный слой, который не превышает 0,037от диаметра бочки нового валка, при израсходовании которого валки уменьшаются вдиаметре и больше не эксплуатируются, Таким образом именно на толщину активногослоя валка (при его ремонте наплавкой), должен быть минимальным угол наклона боковой стенки канавки к перпендикуляру. бочкивалка - для уменьшения действия максимальных касательных напряжений, которыевозникают.в процессе эксплуатации валка.Кроме того, при эксплуатации валка с минимально возможным диаметром, глубинадействия максимальных касательных напряжений (0,78 Ь) будет находиться нижеграницы активного слоя валка (т.к, эти границы соответствует минимальному диаметру валка) и, как правило, для наибольшихудельных давлений величина Ь не превыша.ет 5 10 Р (где Ь - половина ширины контакта рабочего и опорного валков).Таким образом глубина кольцевой канавки, на которой должен соблюдаться минимально возможный угол наклона боковойстенки к перпендикуляру бочки валка, долженбыть равен 4,210 диаметра новоговалка. На остальной глубине возможно выполнение угла наклона боле глсгой и равной 3035 О, 2003450. 4,2 ф 102 0 - 0,5(0-0 ); где О - диаметр бочки нового. валка, мм; 100 -диаметрбочкивосствнавливаемого м1валка, мм. цП р и м е р 1. Диаметр новых опорных валков стана 2000 НЛМК 1600 мм минималь- в ный диаметр 1480 мм, вес одного валка.41 15 б т, сталь 9 ХФ. 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). иГлубину канавки и радиус закругления определяли по рекомендуемым формулам. м Затем производили предварительный подо ц грев до 400 С.и осуществляли наплавку в а канавку проволокой СвОХ 5 иод флюсом л АНС. Диаметр проволоки 5 мм, Режим м наплавки: сеА, напряжение на дуге 35 (и В, скорость наплавки 36.м/ч. После наплав. к ки производили отпуск: нагрев до темпера туры 500:, выдержка 4 ч и замедленное н охлаждение со скоростью 30 С/ч (в термо- у статической яме), В дальнейшем производилась механическая обработка, 35 иВ табл. 1 представлены результаты экс- п плуатационных данных, шКак видно из табл. 1 ири й30 О ирбис- к ходит разрушение наплавленного слоя по м боковой стенке из-за наличия в нем непро х варов и зашлаковок, а приа 2 35 - раэру- н шение йэ-за. действия касательных р напряжений. При этом очаги разрушений не в зарождаются в наиболее опасной.для этого л зоне 0,78 о, где аь не меняется и равен 1545 При неизменном же а 2 = 33 О, но при а 1го 13 происходит разрушение в зоне, опре- н деляемой по рекомендуемой формуле (4,2, в 10 0-0,5(0-0из-за Ьесплавлений, а при з а 1 .18 - разрушение в укаэанной зоне 0. ц иэ-эа действия максимальных касательных п напряжений.сП р и м е р 2. На опорном валке диамет- м ром 1515 мм произвели проточку кольцевой п канавкисуглом наклона а 1-15 и а 2-33. 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 а 1 =1318 должна бытьуменьшена на величину износившегося активного слоя валка по сравнению с новым и будет равна: висимости от глубины выкрошки (и = 42 мм); Н - 53,6 мм, В12 мм. Глубина канавки с углом а 1, 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.П р и м е р 3, На опорных валках диаетром 1550 мм произвели проточку коль- евой канавки с углом наклона а 1 = 15 О и 2 = 33 О. Глубину канавки и радиус эакругения определяли по рекомендуемым форулам в зависимости от глубины выкрошки =45 мм). Н -57 2 мм, В = 12,3 мм. Глубину анавки с углом а 1 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 а 1 меньей расчетной происходит образование вырошки при износе валке, когда действие аксимальных касательных напряжений выодят по глубине за пределы угла а 1, Выполение глубины канавки с а больше асчетного (пример М 3) не приводит 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 коль- евой 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 СССР1542768, кл. В 23 Р 6/08, 1988.2003450 Тблица 1 Глубина ли крошки Вг ммугол наклона боковся емки канавки Глубина участка канавки, определле. мая но рекомендуемая фсрмуле, мм Раяиус зз- . Глубинакругления, кольцевойй. мм канавки, Н,мм Пример Диаметр ео.стеие участка. нв участке. глубину ко. торого определяем по формуле.о. ноаливэ ецаго овлке. Д,мм То ме То ме ли 2 з 4 5 б 7 8 1 О 1600 1564 1500 1515 1498.560 1490, 1500 Г 5 ЗЗ г 625 60 56 55 42 35 45 2 Ь 36 40 32 Юб 13.2 13,1 12.0 6,5 12,3 10,4 1 1,4 1 1,8 11,1 10,4 69,2 53,8 57,2 32,0 .46,4 51.2 41.6 67.2 59.2 21,2 24,7 16,г 42.2, 12.2 17,2 337 29,7 15 15 15 15 1 б 12 13 15 18 19 28 Зо зз Зб 38. зз зз зз зз Причина яиксда нз строк Вмкрошка побоковоа стенке ашнавкн Ианос активного слоя валка Выкрошка по боковоа стенке канзвки То мвИзнос активного слоя Выкрошка по боковой стенке канавки Таблица 2. Тираж П НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб.,Заказ 329 пиен здательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 оизводствен Формул а изо брете н и я канавки к перпендикуляру бочки валка, изСПОСОБ РЕМОНТА ПРОКАТНЫХ ВАЛ- меняя его в заданной последовательности КОН включающий выполнение кольцевой от поверхности бочки валка отличающийся тем, что угол наклона боковой стенки навки Н 1 Ь 3 2 и с о за е- канавки.к пеРпендикУлЯРУ бочки валка изканавки по месту дефекта с глубиной кае меняют в следующей последовательности: ния у основания канавки В "0,09 Ь+ 8,2, гдеЬ - глубина выкрошки, подогрев до 350 - на глубине 4,2 10 О - .0,5(О - О ) - д = 450 С и наплавку в канавку износостойкого13 - 15, а больше этой глубины слоя с последующей термической и меха- "Оа = 30 - 35, где О - диаметр бочки нового ,нической обработками бочки валка, при валка, мм, О -диаметрбочкивосстанавлиэтом кольцевую канавку выполняют с пе- ваемого валка,.мм,ременным углом а наклона боковой стенки