Повышение стойкости роликов МНЛЗ на основе результатов исследования и моделирования процессов при их изготовлении, восстановлении и эксплуатации

• Автор: Мазур, Николай Викторович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ ОПЫТА ЭКСПЛУАТАЦИИ, ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ РОЛИКОВ МНЛЗ
1.1. Условия работы и причины отказов роликов МНЛЗ
1.2. Методы повышения стойкости роликов МНЛЗ
1.3. Способы восстановления роликов МНЛЗ
1.4. Формирование характеристик поверхностного слоя роликов МНЛЗ в процессе обработки
1.5. Цель и задачи исследования
2. ИССЛЕДОВАНИЕ СТОЙКОСТИ РОЛИКОВ МНЛЗ
2.1. Эксплуатационное, технологическое и математическое обеспечение регламентированной стойкости роликов МНЛЗ
2.2. Исследование изменения свойств рабочего слоя роликов в процессе эксплуатации МНЛЗ
2.3. Исследование износостойкости и термостойкости наплавочных материалов роликов МНЛЗ
2.4. Исследование стойкости роликов МНЛЗ
2.5. Выводы
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА НАЛИПАНИЯ ОКАЛИНЫ, ИЗНОСА, ОХЛАЖДЕНИЯ И ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЯ РОЛИКОВ МНЛЗ
3.1. Исследование процесса взаимодействия непрерывнолитой заготовки с рабочей поверхностью ролика
3.2. Удаление окалины механическим воздействием охлаждающей струи и тепловым ударом
3.3. Исследование влияния системы охлаждения НЛЗ на стойкость роликов
3.4. Расчет регламентированной толщины наплавленного слоя роликов МНЛЗ
3.5. Моделирование процесса трещинообразования в поверхностном слое роликов МНЛЗ
3.6. Регламентирование стойкости роликов МНЛЗ из-за трещинообразования
3.7. Выводы
4. ФОРМИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ РОЛИКОВ МНЛЗ С ПОВЫШЕННЫМИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ
4.1. Исследование влияния состояния поверхностного слоя на трещиностойкость и износостойкость
4.2. Расчет размеров пластически деформированной зоны и глубины наклепа при механической обработке роликов
4.3. Разработка методики расчета величины натяга при сборке бандажированных роликов, исключающего сползание бандажа с оси при их эксплуатации
4.4. Экспериментальные исследования надежности соединения бандажа с осью
4.5. Выводы
5. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИИ В ПРОИЗВОДСТВО
5.1. Разработка конструкции и испытание опытно-промышленной установки электроконтактной обработки наплавленных роликов МНЛЗ
5.2. Определение размеров зоны структурных превращений в поверхностных слоях роликов МНЛЗ после ЭКО
5.3. Разработка методики определения шероховатости поверхности ролика МНЛЗ после ЭКО
5.4. Совершенствование технологии механической обработки роликов МНЛЗ с целью повышения их стойкости
5.5. Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
В развитых странах около 80% всей выплавляемой стали разливается на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). В России этот уровень составляет 30 %. Непрерывный способ разливки стали на МНЛЗ имеет существенные преимущества по сравнению с разливкой в изложницы с последующей прокаткой слитков на обжимных станах, что обуславливает его перспективность и рост объемов использования.
Стремление эксплуатировать МНЛЗ с максимальной производительностью и высоким качеством непрерывнолитых заготовок требует повышенного внимания к надежности и долговечности всего оборудования и, в особенности, сменного оборудования. Опыт эксплуатации МНЛЗ показал, что их производительность и эффективность во многом связаны с числом ремонтов, обусловленных стойкостью роликов.
Ввод в эксплуатацию новых МНЛЗ и эксплуатация существующих вызывает постоянную потребность в роликах. В последние годы в России на металлургических предприятиях организуются участки для изготовления и восстановления роликов (ОАО «ММК», ОАО «Мечел» и др.). Однако стойкость их значительно уступает стойкости роликов зарубежных МНЛЗ.
За рубежом достигнута фактическая стойкость роликов 3000000 тонн, а в отечественной металлургии 500000 тонн. Такое различие определяется более высоким уровнем технологии изготовления и восстановления изношенных роликов за рубежом за счет материала, конструкции системы охлаждения и технологии изготовления роликов МНЛЗ.
В этой связи разработка путей повышения стойкости роликов МНЛЗ, высокоэффективных методов их изготовления и восстановления является актуальной научно-технической задачей, имеющей существенное значение для экономики страны, что особенно важно для рыночных условий.

Рис. 2.5. Приспособление для измерения размерного износа образца:
1 - основание; 2 - рама; 3 - ползун; 4 - образец; 5 - ножка индикатора;
6 - индикатор; 7 - головка индикатора
Из табл. 2.6 следует, что наиболее износостойким является наплавочный материал Суготесоге, а наименее износостойким - наплавочный материал Св. 20ХГСНМ.
Таблица 2.6 - Результаты износа наплавочных материалов
№ п/п Наплавочный материал Линейный износ, мм Объемный износ, мм3 Относи- тельная износо- стойкость
1 Суготесоге 0,13 3,25 2
2 Св. 18Х17МГС 0,17 4,25 1
3 ПП 25Х5ФМС 0,25 6,25 1
4 Св. 20X13 0,26 6,5 1
5 Св. 20ХГСНМ 0,31