Вы здесь

Технологія виробництва, якість і властивості відцентроволитих валків з високохромистим чавуном у робочому шарі

Автор: 
Жижкіна Наталія Олександрівна
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2003
Артикул:
3403U000101
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

Раздел 2
Материал, методика исследований и используемое
оборудование
Методология проведения исследований
Настоящая работа посвящена исследованиям комплексного влияния технологических
параметров (химический состав, параметры литья: толщина теплоизоляционного
слоя, температура кокиля, а также металлов рабочего слоя и сердцевины при
заливке, временные и другие) на структуру и физико-механические свойства
прокатных валков для разработки технологии их производства. Она включала
освоение специального оборудования для литья и термической обработки заготовок,
разработку технологии изготовления прокатных валков с различной твердостью.
Важным является оценка эксплуатационных показателей: твердости, глубины
рабочего слоя, износостойкости, прочности, как рабочего слоя, так и сердцевины,
уровня напряжений. Интерес представляла взаимосвязь между параметрами литейной
технологии и показателями качества. В связи с тем, что трудно обеспечить
стабильность физико-механических и служебных свойств валков только посредством
вальцелитейной технологии, предложена специальная дифференцированная
термическая обработка в зависимости от необходимости обеспечения требований
потребителя.
Методически работу проводили в трех направлениях (рис.2.1):
-освоение и совершенствование специального оборудования для литья и термической
обработки валков;
-разработка оптимальных параметров технологического процесса производства
валков для чистовых клетей листопрокатных станов. Моделирование теплопереноса
затвердевающих при центробежном литье отливок валков для регулирования
процессов получения заданной глубины рабочего слоя и степени концентрации хрома
в переходной зоне и его содержание в сердцевине и шейках валков. Разработка
технологического процесса термической обработки на основе изучения
Рис.2.1 Методология проведения исследований
связи ее параметров и показателей качества валков;
-исследование влияния технологических параметров на структуру и
физико-механические свойства рабочего слоя и сердцевины; разработка и
исследование процесса модифицирования рабочего слоя ванадием для измельчения
зерна.
Изучение этих направлений позволит создать эффективный технологический процесс
производства нового типа валков, а с помощью эксплуатационных испытаний
подтвердить у потребителя целесообразность их производства и при необходимости
скорректировать.
Исследование структуры и свойств проводили с использованием современных методик
как разработанных ранее, так и новых, позволяющих наиболее полно оценить
поведение металла в условиях дифференцированной термической обработки, в том
числе и в случае - термоциклической - где имеет место развитие процесса
(растяжение-сжатие). Для обеспечения сквозной технологии производства валков
различных категорий твердости и назначения разработали нормативно-техническую
документацию на их поставку потребителю.
Материал исследований
Высокохромистый чугун выбран в качестве материала рабочего слоя двухслойных
валков, изготавливаемых согласно новых разработанных ТУ У-14-2-1188-97, с
изменениями и дополнениями, которые обеспечивают повышение эксплуатационных
характеристик валков. Эти ТУ являются основой соглашений между ЛГНПВК и
потребителями: ОАО «НЛМК», ОАО «Северсталь» (Россия), ОАО «Меткомбинат им.
Ильича» (Украина). Кроме материала рабочего слоя исследовали и - переходной и
сердцевину, в качестве последней применили серый чугун.
Технические условия предусматривают отливку валков с различным содержанием
хрома и отличающимся уровнем твердости, что связано со специфическими
требованиями заказчиков. Так, каждый из металлургических комбинатов согласно
соглашений от 24.03.1999 г. № 99-115 (ОАО «Меткомбинат им. Ильича»), от
27.11.1998 г. № 4 (ОАО «Северсталь»), от 20.09.2000г. № 1 (ОАО «НЛМК»)
предъявили требования по качеству, которые представлены в табл.2.1.
Для проверки возможности изготовления валков по новым ТУ со стабильным уровнем
свойств были проведены опытные плавки. Химический состав и свойства исследуемых
валков представлен в табл.2.2.
Анализ большого количества исследуемых валков показал, что изделия имели
отличающиеся характеристики для различных потребителей (табл.2.3).
Из табл. 2.1 - 2.3 следует, что поставляемые валки этим заказчикам полностью
соответствуют его требованиям к качеству прокатного инструмента.
Для соблюдения требований всех потребителей обеспечивали основные параметры
качества прокатных валков: химический состав (массовая доля химических
элементов в сердцевине и цапфах двухслойных валков не регламентируется),
твердость, глубина рабочего слоя.
Пробы для контроля массовой доли химических элементов в чугуне отбирали из
ковша перед заливкой формы, являющиеся контрольными для валков. При этом
допускалось определение массовой доли химических элементов по сколам от бочки,
отобранным из литых заготовок. Определение содержания химических элементов
проводили согласно ТУ У 14-2-1188-97 и действующим ГОСТам [71].
Для экспрессного определения химического состава чугуна (Si; Mn; Cr; Ni; Mo и
другие) использовали спектральный (фотоэлектрический) метод (спектрометры
«SPECTRO F8», ДФС-51 и ДФС-36). Одновременно контролировали эти элементы и
методом химического анализа.
Общее содержание углерода определяли кулонометрическим методом (газоанализатор
АН-7529), серы - кулонометрическим (анализатор АС-7932) и йодометрическим
методами, фосфора – фотокаллометрическим методом.
Контроль твердости исследуемых материалов проводили на каждом валке приборами
типа Бринелля, Роквелла или приборами типа Шора «Д» согласно ТУУ 14-2-1188-97 и
действующим ГОСТам [71].
Пробы для замера твердости п