Теория и практика получения крупногабаритных двухслойных прокатных валков с повышенной эксплуатационной надежностью

• Автор: Гималетдинов, Радий Халимович
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Кушва
• Количество страниц: 47 с. : ил.; 21х15 см

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Мировая практика в области прокатного производства доказывает, что за последние годы, в связи с введением в строй новых высокопроизводительных прокатных станов для выпуска высококачественного листового проката, профилей высокой точности из легированных марок сталей, высокопрочных труб различного назначения, резко возросли требования к качественным характеристикам валков, являющихся сменным инструментом прокатного оборудования.
Прямые затраты на приобретение прокатных валков металлургическими комбинатами составляют ежегодно несколько десятков миллиардов рублей (НТМК - 25...30 млрд., ММК - 40...50 млрд., Новолипецкий металлургический комбинат - 40...50 млрд. и т.д.), кроме того потери на перевалках существенно превышают эти затраты. А самое главное
- конкуренция на рынке проката черных металлов предъявляет все более жесткие требования к качеству проката. Получить же необходимое качество проката используя плохой инструмент невозможно.
Валок, непосредственно воздействуя на прокатываемый металл и придавая ему нужную форму и размеры, подвергается комплексному воздействию механических, термических и других нагрузок. Поэтому к материалу валков предъявляются повышенные требования, такие как Прочность и твердость металла, его термическая стойкость, хорошая
- №<Й*Г
паническая обрабатываемость и другие. Особенно это относится к широко
Используемым в настоящее время листопрокатным валкам с диаметром

бочки 600.„900 мм и длиной 1500.„2500 мм. При этом такие требования как Достижение высокой механической прочности при одновременной высокой гордости, а также хорошей механической обрабатываемости являются ? 'Шмоисключающими. В связи с этим наиболее эффективным сочетанием
показателей, характеризующих качество валков является «твердый рабочий слой н сравнительно «мягкая» сердцевина.
Известно, что изготовление двухслойных валков методом стационарного литья характеризуется низкой эффективностью процесса и нестабильными качественными характеристиками изделия.
При этом прогрессивный процесс изготовления двухслойных валков методом центробежного литья не нашел еще достаточного применения, особенно для валков диаметром бочки свыше 400 мм, из-за нерешенности ряда теоретических и технологических вопросов и отсутствия соответствующего оборудования. Поэтому вопросы, связанные с разработкой теории и практики получения литых крупногабаритных двухслойных валков с высокой эксплуатационной надежностью, являются в настоящее время актуальными.
Целью данной работы являлось разработка и внедрение новых составов чугуна, режимов первичного, вторичного модифицирования, обеспечивающих высокую однородность структуры и необходимую твердость калибров валков, а также ресурсосберегающей технологии отливки бандажей и комбинированных валков, разработка теоретических основ и создание технологии изготовления биметаллических чугунных прокатных валков. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-анализ возможных вариантов изготовления биметаллических валков и определение оптимальных областей их применения, изучение влияния важнейших параметров технологии на качество получаемых валков и стабильность технологического процесса;
-разработка технологического оборудования для реализации новых технологических процессов;
-апробация предложенной технологий и оборудования, их широкое промышленное внедрение.
Известны различные схемы получения двухслойных валков более прогрессивным способом центробежного литья с раздельной заливкой двух разных по химическому составу металлов. Одна из применяемых технологий, состоит в последовательной заливке первого и второго слоев металла, при вращении формы относительно горизонтальной оси, через специальное заливочное устройство, плотно примыкающее к вращающейся крышке изложницы. Такая технология в основном применяется для отливки валков с бочкой диаметром до 400 мм.
Имеющийся опыт отливки валков центробежным способом, относительно вертикальной оси свидетельствует о серьёзных недостатках, заключающихся в наличии разнотолщинноети рабочего слоя по высоте бочки валка и сложной технологии заливки металла.
Установлено, наиболее целесообразным, является заливка первого (рабочего) слоя в форму, вращающуюся относительно горизонтальной оси, а второго (сердцевины) в згу же форму, но установленную [5 вертикальное положение. При отливке валка необходимо в технологический перерыв между заливкой металла рабочего слоя и сердцевины прекратить вращение формы и повернуть форму в вертикальное положение.
При этом рекомендуются следующие составы рабочего слоя (в зависимости от требуемой твердости) табл.5.1, и сердцевины валков табл.5.2.
Таблица 5.1.
Химический состав чугуна рабочего слоя
! Твердость рабочего
Содержание элементов. мае.
Слоя Нш С Б! Мп Сг № Мо .5 р
39...66 2,90 0,50. 0,20 до до до менее 0
3,30 0,70 0,40 0,1 0,1 0.1 0,1 0
63...70 2,75 0,55 0,55 0.45 2,50 до менее 0
2,95 0,80 0,65 0,65 2,80 0.1 0,1 0
7!...80 2,65 0,45 0,55 0,65 3,50 Го, ю менее 0
2,85 0,65 0,65 0,85 3,80 0,30 0,1 0