Составной прокатный валок

ф СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСК ИК(51) 4 В 21 В 27/02 Е ИЗОБ НИ О ВИДЕТЕРЬСТВ ТОРСНОМ ут лов с расвойствамивыполняю ч 1 ет ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Липецкий политехнический инсти Новолипецкий металлургический кобинат им. 1 О.В.Андропова(56) Лещинский А.К. и др. Повьппениработоспособности крупных прокатныхвалков автоматической наплавкой. -таллургическая и горнорудная промьппленность, 1979, У 3с. 15-16.(54) СОСТАВНОЙ ПРОКАТНЫЙ ВАЛОК,80144399 ному производству и может быть исполь зовано для изготовления и ремонта валков прокатных станов. Цель изобретения - повьппение долговечности валка путем уменьшения остаточных внутренних напряжений, Бандаж изготавливают послойно по диаметру из материазличными дилатометрическимиПри этом смежные слоит из материалов, дающих после охлаждения остаточную деформацию и на. пряжения разного знака (например стали 1 Х 18 Н 9 Т и ВСН). Таким образом, напряжения по сечению валка вазимно компенсируются то повыша срок его службы, 6 ил, табл.Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для изготовления и ремонта прокатных валков широкополосных про" 5 катных станов горячей и холодной прокатки.Цель изобретения - повышение долговечности валка путем уменьшения остаточных внутренних напряжений, 1 ОНа Фиг.1 приведен пример послойного Формирования бандажа по диаметРу; на фиг 2 - изменение остаточной деформации слоев в процессе охлаждения; на Фиг.З - распределение оста точных напряжений в зоне шва при наплавке сталью 1 Х 18 Н 9 Т; на Фиг.4 - распределение остаточных напряжений по сечению бандажа при наплавке только ХХ 8 Н 9 Т; на фиг.5 - распределение 20 остаточных напряжений в зоне шва при наллавке сталью ВНС; на фиг.б - распределение остаточных напряжений по сечению бандажа при наплавке только ВНС. 25В процессе наплавки в результате местного (неравномерного) нагрева металла, обусловленного воздействием концентрированного источника тепло; ты, в наплавляемой конструкции бан-. 30 дажа возникают временные и остаточные сварочные напряжения. Временные, сварочные напряжения наблюдаются только в определенный момент наплавки в процессе изменения температуры. Напряжения, существующие после окончания наплавки при Формировании бандажа и полного его остывания являются остаточными сварочными напряжениями, возникают в результате затруднений, 40 расширения и сжатия металла при его нагреве и остывании. Затрудненность расширения и сжатия металла в период нагрева и охлаждения при наплавке прим Водит к образованию напряжений первого рода в объеме всей конструкции. Образование напряжений второго рода связано с неоднородностью процесса распада аустенита по объему сварного шва. Для различных,по химическому составу сталей, т.е. сталей, имеющих различные структурные превращения при одинаковых температурах, остаточные структурные превращения возникают по-раэному: чем выше температура начала распада аустенита, тем больше величина. остаточных напряжений, возникающих при сварке и наплавке. Сокращение интервала начала распада аустенита приводит кеще большему увеличению остаточныхнапряжений. При снижении температурыначала распада аустенита наблюдается и снижение остаточных напряженийрастяжения, а при значительном понижении температуры в зоне сварки появляются остаточные напряжения сжатия.Свойства различных материалов образовывать или положительные или отрицательные сварочные напряжения в зависимости от химического состава использованы при изготовлении бандажа.Частные случаи выполнения валкана примерах использования широкораспространенных материалов,П р и м е р 1. Формирование бандажа валка по всей длине бочки представлено на фиг.1 Для получения мини- .мального значения остаточных напряжений в бандаже прокатного валка, егоформирования наплавкой осуществляютпослойно материалами: 1 - Нп ЗОХГСАпод флюсом ИА и 2 - свОХНВМФ под флюсом АНА, наносяих друг на друга поочередно. Количество слоев определяют диаметром бочкивалка до которого необходимо восстановить валок.Результаты проведенных исследованийпо определению остаточных сварочныхнапряжений для материалов Нп ЗОХГСА исв,10 Х 11 НВМФ под флюсом АНА представлены иа Фиг.2. Кривая 1 показывает, что при наложении валика Нп ЗОХГСАпод флюсом АНА остаточные сварочные деформации имеют положительныйзнак и равны Еост = О 9 мм ход кривой 2 показывает, что при наложениивалика св 1 ОХ 11 НВМФ остаточные сварочные напряжения имеют отрицательный знак и равны Е, = -0,51 мм. Приналожении св ОХ 11 НВМФ на шов, наплавленный Нп ЗОХГСА, остаточнаясварочная деформация от двух швов лположительная и равна Я+ 025 мм .(кривая 3 на фиг.2). Следовательно, послойное чередованиеслоев, наплавленных Нп ЗОХГСА исв 1 ОХ 1 НВИФ дает намного меньшиеостаточные деформации и напряжения,чем при наплавке по всей высоте на .:плавки одним материалом,П р и м е р 2, Конструкция бандажапрокатного валка выполнена согласноФиг,1. Отличие состоит в том, чточередующиеся слои выполняют из стали1443996 1 Х 18 Н 9 Т и ВНС, химический состав которой: С 0,5-0,6%; Сг 3-4%, Мо 1,5-2%; Ч 0,5-0,6% Яз. 0,2%. Остальное желеЗо. Слои бандажа выполняются методом автоматической электродуговой наплавки проволок из стали 1 Х 18 Н 9 Т и, ВНС.под флюсом АН.На фиг.З показаны экспериментальные данные распределения остаточных продольных напряжений в поперечном сечении шва при наплавке для стали 1 Х 18 Н 9 Т, Для этой. марки стали характерны продольные деформации остаточ-. ных напряжений растяжения в зоне шва и удлинения в основном металле. При-наплавке по всей бочке валка этим материалом с перекрытием швов 50% этот слой имеет остаточные напряжения растяжения (фиг.4).На фиг,5 показаны эксперименталь-:.г ные данные распределения остаточных продольных напряжений в поперечном сечении шва при наплавке ля стали ВНС. На распределение остаточных напряжений для этой марки стали влияет увеличение объема металла за счет распада аустенита и перехода его в мартенсит, имеющий больший объем, Это приводит к удлинению шва с образованием остаточных напряжений сжатия. При наплавке по всей бочке валка с перекрытием швов 50% этот слой имеет остаточные напряжения сжатия (фиг.6).В бандаже, сформированном на валке диаметром 1500 мм по примеру 2, остаточных напряжений не обнаружено.П р и м е р 3, Конструкция бандажа согласно фиг. Отличие заключает" ся в том, что чередующиеся слои из стали Х 18 Н 9 Т н 20 ГСТЦОА выполнены центробежным литьем послойно друг на друга. Формула изобретения Составной прокатный валок, содер жащий ось и многослойный бандаж,слои которого выполнены из различныхматериалов, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения долговечности валка путем уменьшения оста точных внутренних напряжений, смежные слои бандажа выполнены из материалов с различными по знаку чередующимися остаточными напряжениями. 4П р и м е р 4, Валок йэ стали9 ХФ клети дуо непрерывного широкополосного стана 2000 после переточкиустанавливают на наплавочный станок,6сразогревают до 420 С и производятпослойную наплавку по всей длинебочки валка сварочными проволоками:св 15 ГСТЦЮА и св ОХ 11 НВМФ под флю сом АН. Скорость наплавки 32 м/ч,ток сварки 520 А, напряжение 32 В.После окончания наплавки валокподвергается термообработке путем нагрева до 450 С и последующего охлаж дения со скоростью 4 С/ч, шлифовкеи завалке в клеть.Аналогично проводят сравнение постойкости со способом-прототипом ис новым валком из стали 9 ХФ. Условия 20 работы для всех валков одинаковые.Результаты экспериментов приведены в таблице.Как следует иэ таблицы, стойкостьвалка, наплавленного во способупрототипу, снизилась но сравнению сновым валком в 2 раза. Стойкостьвалка, выполненного по предлагаемо- .му способу, возросла по сравнению сновым в три раза, а по сравнению со З 0 способом-прототипом - в шесть раз.НовыисталиВаластал валокХФ св 1 10 Х 1 АНнаплавле нный ю Нп ЗОХГСА + с ЖСН наплавленный йно сталями ГСТЦЮА и св НВМФ под фпюсо О,1443996 ест, ка/ю ф дня Составител Техред Л.О Козина рректор С.Черни дактор И.Касард аз 6424/ писно оизвод ектная,но-полиграфическое предприятие, г, Ужгород,фося ЮФ / Тираж 467 П ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 035, Москва, Ж, Раушская наб., д.