Комплексное воздействие на расплав графитизированной стали для повышения эксплуатационной стойкости нажимных валков колесопрокатного стана

Язык труда и переводы:
УДК:
621.74
Дата публикации:
27 мая 2022, 19:04
Категория:
Литейное и сварочное производство
Авторы
Коровин Валерий Александрович
Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
Маслов Константин Александрович
Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
Киров Алексей Сергеевич
ООО ТД Металлинвест
Аннотация:
Рассмотрены нажимные валки в металлургии необходимы для получения изделий колесопрокатного стана. К валкам применяются высокие требования как к инструменту. Они должны выдерживать высокую температуру, давление и большую стойкость при получении колес. Важным путем решения поставленной задачи может быть комплексное воздействие на расплав: микролегирование, рафинирование и модифицирование. В данной работе представлен способ повышения эксплуатационной стойкости нажимных валков.
Ключевые слова:
плавка, сталь, валки, микролегирование
Основной текст труда

Валки являются одним из наиболее важных звеньев колесопрокатного стана, надежность, ритмичность и эффективность работы которого зависит в значительной степени от надежности и эксплуатационной стойкости его инструмента деформации — прокатных валков [1].

Важным путем решения поставленной задачи может быть комплексное воздействие на расплав: микролегирование, рафинирование и модифицирование [2, 3].

Были проведены экспериментальные плавки с микролегированием, рафинированием и модифицированием сплавов.

Одна заготовка (на 3 валка) отлита исходным расплавом следующего исходного химического состава 1 (из печи), таблица 1.

Таблица 1. Исходный химический состав граф. стали

Наименование

валков

Материал валков

Химический состав, %

С

Si

Mn

S

P

Cr

Ni

Mo

V

Нажимной

Граф.сталь

1,05

0,98

0,68

0,0064

0,013

0,335

0,50

0,45

0,12

Другая заготовка отлита с модифицированием и микролегированием следующего химического состава 2 (из ковша) [4], таблица 2.

Перед выпуском из печи вводим в расплав NiMo в количестве 0,3–0,35 % от веса расплава, а в ковше дополнительно модифицировать расплав лигатурой V–Al в количестве 0,2–0,3 % от массы расплава.

NiMo — это лигатура никель-молибден, химический состав: никель 70 % и молибден 30 %, размер фракции 3–20 мм.

VAl — это лигатура ванадий-алюминий, химический состав: ванадий 50% и алюминий 50 %, размер фракции 5–15 мм (ВнАл-50).

          Таблица 2. Модифицированный и микролегированный состав граф. стали

Наименование

валков

Материал валков

Химический состав, %

С

Si

Mn

S

P

Cr

Ni

Mo

V

Al

Нажимной

Граф.сталь

1,03

0,97

0,66

0,0066

0,013

0,335

0,60

0,50

0,23

0,12

Результаты исследования образцов литого состояния нажимных валков:

  • твердость образцов, таблица 3.

Таблица 3. Твердость образцов граф. стали

Маркировка образца

Показания твердости, НВ

Исходный химический состав

285–300

Модифицированный и микролегированный химический состав

385–395

В ходе проведения опытной работы была проведена оценка эксплуатационной стойкости нажимных валков в условиях участка прокатного стана колесопрокатного цеха АО «ВМЗ». В таблице 4 представлены достигнутые результаты эксплуатационных испытаний опытных нажимных валков и наклонных валков, изготовленных по текущей технологии при выработке рабочей поверхности до второй переточки 3–4 мм.

        Таблица 4. Эксплуатационные результаты нажимных валков

Нажимные валки

Диаметр, мм

Стойкость, шт. циклов

Выработка, мм

1 Переточка

Диаметр, мм

Стойкость, шт. циклов

Выработка, мм

1

Текущая

технология

280

4283

5,1

268

3000

3,2

2

Опытная

технология

280

5274

4,1

270

6023

4,3

Выводы

Учитывая вышеизложенное, можно отметить, что по результатам проведения опытных работ было разработано технологическое решение по улучшению структурного состояния расплава графитизированной стали за счет модифицирования и микролегирования с помощью лигатур никель–молибден и ванадий-алюминий (NiMo и V–Al).

Литература
  1. Коровин В.А. Повышение стойкости инструмента деформации нажимных и наклонных валков стана КПЦ. Отчет по НИР, Выкса, 2006.
  2. Кульбовский И.К., Солдатов В.Г., Мануев М.С. Повышение механических свойств низколегированной стали для ответственных отливок железнодорожного транспорта. Заготовительные производства в машиностроении, 2006, № 4, с. 3–6.
  3. Виноградов В.В., Лившиц Л.С., Левин С.М. и др. Критерии стойкости стали при абразивном и ударно-абразивном изнашивании. Трение и износ, 1988, т. 9, № 2, с. 207–211.
  4. Adaba O., O’Malley R., Xu M., Bartlett L., Lekakh S. Three-Dimensional Study of Inclusion Morphology and Size Distribution in Mn–Si Killed Steel. AISTech, Philadelphia, USA, 2018.
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.