Спосіб термічної обробки прокатних валків
Номер патенту: 11472
Опубліковано: 15.12.2005
Автори: Дьомічев Сергій Володимирович, Панішко Сергій Олександрович, Сокуренко Анатолій Валентинович, Горяний Анатолій Григорович, Кушнаренко Олексій Валерійович, Босий Володимир Миколайович, Шапаренко Олександр Володимирович, Бабенко Михайло Антонович, Шеремет Володимир Олександрович
Формула / Реферат
1. Спосіб термічної обробки прокатних валків, що включає нагрівання мікроплазмовою дугою валка, що обертається, з послідовним зміщенням анодної плями по поверхні валка, який відрізняється тим, що спочатку для неробочої поверхні оброблюваного валка при оптимальних значеннях таких параметрів, як частота обертання валка, напруга на мікроплазмовій дузі і витрата плазмоутворювального і захисного газу, визначають значення струму мікроплазмової дуги, при якому в анодній плямі забезпечується твердо-рідкий стан матеріалу валка, потім, у процесі обробки поверхні рівчака валка, струм мікроплазмової дуги послідовно збільшують, при послідовному збільшенні діаметра валка в місці перебування центра анодної плями, або послідовно зменшують, при послідовному зменшенні діаметра валка в місці перебування центра анодної плями, підтримуючи в анодній плямі твердо-рідкий стан матеріалу валка.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перед зміщенням анодної плями вниз по поверхні валка струм мікроплазмової дуги встановлюють таким, при якому в анодній плямі тільки починає з'являтися рідка фаза матеріалу валка, а перед зміщенням анодної плями нагору по поверхні рівчака валка струм мікроплазмової дуги встановлюють таким, при якому в анодній плямі тільки починає зникати тверда фаза матеріалу валка.
Текст
1. Спосіб термічної обробки прокатних валків, що включає нагрівання мікроплазмовою дугою валка, що обертається, з послідовним зміщенням анодної плями по поверхні валка, який відрізняється тим, що спочатку для неробочої поверхні оброблюваного валка при оптимальних значеннях таких параметрів, як частота обертання валка, напруга на мікроплазмовій дузі і витрата плазмоутворювального і захисного газу, визначають значення струму мікроплазмової дуги, при якому в анодній плямі забезпечується твердо-рідкий стан матеріалу валка, потім, у процесі обробки поверхні рівчака валка, струм мікроплазмової дуги послідовно збільшують, при послідовному збільшенні діаметра валка в місці перебування центра анодної плями, або послідовно зменшують, при послідовному зменшенні діаметра валка в місці перебування центра анодної плями, підтримуючи в анодній плямі твердо-рідкий стан матеріалу валка. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перед зміщенням анодної плями вниз по поверхні валка струм мікроплазмової дуги встановлюють таким, при якому в анодній плямі тільки починає з'являтися рідка фаза матеріалу валка, а перед зміщенням анодної плями нагору по поверхні рівчака валка струм мікроплазмової дуги встановлюють таким, при якому в анодній плямі тільки починає зникати тверда фаза матеріалу валка. C M Процес, що заявляється, відноситься до області термічної обробки прокатних валків мікроплазмовою дугою і може бути використаний у чорній металургії при зміцненні прокатних валків. Відомий, обраний як прототип, спосіб експлуатації прокатних валків, який характеризується тим, що перед повторною завалкою валків у кліть здійснюють термічну обробку валків. Для цього поверхню рівчаків обертових валків нагрівають мікроплазмовою дугою під поверхневе загартування при послідовному зміщенні анодної плями по поверхні валка [див. опис винаходу до патенту України №21611А, МПК В21В28/00]. У об'єкта, що заявляється, і прототипу збігаються наступні суттєві ознаки: способи включають нагрівання мікроплазмовою дугою валка, що обер тається, з послідовним зміщенням анодної плями по поверхні валка. Одержанню очікуваного технічного результату при використанні прототипу перешкоджають наступні причини. При нагріванні мікроплазмовою дугою валка, що обертається, під загартування з послідовним зміщенням анодної плями по поверхні валка ступінь гомогенізації структур для сусідніх ділянок залежить від температури нагрівання цих ділянок під загартування. Для забезпечення структур з однаковим ступенем гомогенізації по вуглеці для сусідніх ділянок необхідно забезпечити відносну сталість температури нагрівання сусідніх ділянок мікроплазмовою дугою. Необхідно також забезпечити сталість оптимальних початкових умов для загартування сусідніх ділянок на валку даного діаметра і на валках різного діаметра і з різного 11472 матеріалу Крім цього, необхідно враховувати МІНЛИВІСТЬ значень таких параметрів, як частота обертання валка, напруга на мікроплазмовій дузі, витрати плазмоутворюючого і захисного газу, а також МІНЛИВІСТЬ струму мікроплазмової дуги При цьому точно визначити температуру нагрівання матеріалу валка в анодній плямі мікроплазмової дуги при обертанні валка практично неможливо У прототипу відсутні ознаки, що забезпечують сталість оптимальних початкових контрольованих умов для загартування сусідніх ділянок на валку даного діаметра і на валках різного діаметра і з різного матеріалу Це приводить до того, що в процесі нагрівання мікроплазмовою дугою валка, що обертається, матеріал валка в анодній плямі нагрівається до неконтрольованої температури, яка може бути і значно більше і значно менше оптимальної температури для матеріалу даного валка Особливо сильно цей недолік прототипу виявляється при послідовному зміщенні анодної плями мікроплазмової дуги по поверхні рівчака валка, коли в процесі обробки послідовно збільшується чи зменшується діаметр валка в МІСЦІ перебування центра анодної плями, а теплова потужність, що вводиться у валок мікроплазмовою дугою, залишається практично постійною При цьому матеріал валка в МІСЦІ знаходження анодної плями при її переміщенні по поверхні рівчака валка нагрівається до різних температур В результаті такої обробки на поверхні валка утворюються структури з різним ступенем гомогенізації по вуглеці, що збільшує неоднорідність розподілу твердості по поверхні валка і знижує його ЗНОСОСТІЙКІСТЬ У процесі експлуатації прокатних валків з обробленої таким способом поверхнею, особливо прокатних валків із глибокими рівчаками, спостерігається нерівномірний знос калібру Неоднорідність розподілу твердості по зміцненій поверхні рівчака сприяє нерівномірному зносу калібру і викликає перерозподіл деформації металу в різних елементах калібру, що приводить до переповнення калібру, утворенню задирок і інших видів браку продукції, що прокатується Зазначені недоліки сприяють передчасному зносу калібру і зменшенню наробітку на зміцнений калібр У прототипу відсутні ознаки, які сприяли б рівномірному розподілу твердості на поверхні зміцненого валка, що забезпечило б підвищення наробітку на зміцнений калібр В основу об'єкта, що заявляється, поставлено задачу створити такий спосіб термічної обробки прокатних валків, у якому удосконалення шляхом уведення нових дій, дозволило б при використанні способу забезпечити досягнення технічного результату, що полягає в зменшенні неоднорідності твердості по поверхні прокатного валка після термічної обробки мікроплазмовою дугою та підвищенні ЗНОСОСТІЙКОСТІ прокатного валка, що забезпечує збільшення наробітку на зміцнений калібр Спосіб, що заявляється, характеризується наступними суттєвими ознаками, що виражені визначеними поняттями, достатніми для їх ідентифікації, спрямовані на рішення поставленої задачі і достатні для досягнення технічного результату у всіх випадках, на які поширюється обсяг правової охорони Спосіб термічної обробки прокатних валків, що заявляється, включає нагрівання мікроплазмовою дугою валка, що обертається, з послідовним зміщенням анодної плями по поверхні валка Удосконалення способу полягає в тім, що спочатку для неробочої поверхні оброблюваного валка при оптимальних значеннях таких параметрів, як частота обертання валка, напруга на мікроплазмовій дузі і витрат плазмоутворюючого і захисного газу, визначають значення струму мікроплазмової дуги, при якому в анодній плямі забезпечується твердорідкий стан матеріалу валка Потім у процесі обробки поверхні рівчака валка струм мікроплазмової дуги послідовно збільшують при послідовному збільшенні діаметра валка в МІСЦІ перебування центра анодної плями або послідовно зменшують при послідовному зменшенні діаметра валка в МІСЦІ перебування центра анодної плями, підтримуючи в анодній плямі твердо-рідкий стан матеріалу валка Анодну пляму послідовно зміщають по поверхні рівчака з перекриттям вже обробленої поверхні, здійснюючи послідовно по спіралі термічну обробку всієї робочої поверхні валка В окремих випадках використання способу ВІДМІТНОЮ рисою є те, що перед зміщенням анодної плями вниз по поверхні рівчака, струм мікроплазмової дуги встановлюють таким, при якому в анодній плямі тільки починає з'являтися рідка фаза матеріалу валка, а перед зміщенням анодної плями нагору по поверхні рівчака струм мікроплазмовою дуги встановлюють таким, при якому в анодній плямі тільки починає зникати тверда фаза матеріалу валка При цьому підвищується точність регулювання струму мікроплазмової дуги для досягнення твердого-рідкого стану матеріалу валка в анодній плямі, тому що теплова потужність вводиться з урахуванням процесу кристалізації матеріалу валка в анодній плямі Момент досягнення твердо-рідкого стану матеріалу валка в анодній плямі контролюють візуально, спостерігаючи з використанням оптики за матеріалом валка в анодній плямі в процесі нагрівання або за структурою матеріалу валка, що пройшов загартування після нагрівання в анодній плямі, і має характерні сліди осередків плавлення При використанні способу, що заявляється, очікується досягнення технічного результату, який полягає в зменшенні неоднорідності твердості по поверхні прокатного валка після термічної обробки мікроплазмовою дугою та підвищенні ЗНОСОСТІЙКОСТІ прокатного валка, що забезпечує збільшення наробітку на зміцнений калібр Між сукупністю суттєвих ознак способу, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, є такий причинно-наслідковий зв'язок Вибір, як початкової умови для загартування матеріалу валка, такої умови, як досягнення матеріалом валка твердо-рідкого стану в анодній плямі мікроплазмової дуги гарантовано забезпечує сталість початкових умов для загартування сусідніх ділянок на валку даного діаметра і на валках різного діаметра і з різного матеріалу Регулювання температури нагрівання матеріалу валка в анодній плямі мікроплазмовою дуги шляхом зміни струму мікроплазмової дуги гарантовано забезпечує плавну зміну 11472 температуриі досягнення матеріалом валка твердо-рідкого стану в анодній плямі мікроплазмової дуги навіть при МІНЛИВОСТІ значень таких параметрів, як частота обертання валка, напруга на мікроплазмовій дузі, витрати плазмоутворюючого і захисного газу При цьому взагалі немає необхідності визначати температуру нагрівання матеріалу валка в анодній плямі мікроплазмової дуги при обертанні валка, тому що ця температура гарантовано буде знаходитися в інтервалі між температурою солідус і температурою ліквідує для конкретного матеріалу валка Регулювання температури нагрівання матеріалу валка в анодній плямі мікроплазмової дуги шляхом зміни інших параметрів (витрати газів, періоду обертання валка, напруги на дузі) не технологічно Так ознаки способу, що заявляється, забезпечують сталість оптимального початкового стану матеріалу валка при загартуванні сусідніх ділянок на валку даного діаметра і на валках різного діаметра і з різного матеріалу Це приводить до того, що в процесі нагрівання мікроплазмовою дугою валка, що обертається, матеріал валка в анодній плямі гарантовано нагрівається до температури, що не може бути значно більше або значно менше оптимальної температури загартування для матеріалу даного валка, а знаходиться у відносно вузькому і постійному інтервалі між температурою солідус і температурою ліквідує для конкретного матеріалу валка У ВІДМІННОСТІ ВІД прототипу, тепер при послідовному зміщенні анодної плями мікроплазмовою дуги по поверхні рівчака валка, коли в процесі обробки послідовно збільшується або зменшується діаметра валка в МІСЦІ перебування центра анодної плями, теплова потужність, що вводиться у валок мікроплазмовою дугою, не залишається постійною, а теж збільшується або зменшується, підтримуючи твердо-рідкий стан матеріалу валка в анодній плямі мікроплазмової дуги При цьому матеріал валка в МІСЦІ перебування анодної плями при переміщенні її по поверхні рівчака валка гарантовано нагрівається в постійному діапазоні температур В результаті такої обробки при постійних початкових умовах загартування на поверхні валка утворюються структури з однаковим ступенем гомогенізації по вуглеці, що зменшує неоднорідність розподілу твердості по поверхні валка і підвищує його ЗНОСОСТІЙКІСТЬ В процесі експлуатації прокатних валків з обробленої таким способом поверхнею, особливо прокатних валків із глибокими рівчаками, спостерігається практично рівномірний знос калібру При цьому не відбувається перерозподіл деформації металу в різних елементах калібру, що приводило до переповнення калібру чи утворенню задирок на продукції, що прокатується Рівномірний розподіл твердості по поверхні рівчаків калібру, збільшує його ЗНОСОСТІЙКІСТЬ і надає більше можливостей для запобігання зносу калібрів за рахунок екстремальних технологічних факторів прокатки (ковзання металу, нерівномірність температури й обтиснення заготовки та інше) Усе це сприяє збільшенню наробітку на зміцнений калібр Спосіб, що заявляється, може бути реалізований за допомогою серійних металообробних верстатів, оснащених серійним устаткуванням для мік роплазмової обробки Від джерела живлення до плазмотрона по магістралі підводять електропостачання й газопостачання Термічну обробку здійснюють мікроплазмовою дугою з діаметром анодної плями рівним 2-Змм Так, наприклад, термічна обробка чавунного валка виконання СПХН-69 із рівчаком калібру, який має початковий діаметр бочки, що дорівнює 428мм і діаметр калібру, що дорівнює 362мм, здійснювалася на вальцетокарному верстаті, на супорті якого змонтовано сопло плазмотрона для забезпечення послідовного зміщення анодної плями по поверхні оброблюваного валка Частота обертання валка обрана рівної 1,67об/хв Сталість відстані між соплом плазмотрона й поверхнею валка забезпечувалося блоком керування плазмотрона Спочатку для неробочої поверхні оброблюваного валка при його обертанні з частотою 1,67об/хв і при оптимальних паспортних значеннях таких параметрів, як напруга на мікроплазмовій дузі, витрати плазмоутворюючого і захисного газу, визначають значення струму мікроплазмової дуги, при якому в анодній плямі забезпечується твердо-рідкий стан матеріалу валка Момент досягнення матеріалом валка твердорідкого стану в анодній плямі контролювали візуально, спостерігаючи появу характерних СЛІДІВ осередків плавлення на ділянках валка, що пройшли загартування після нагрівання в анодній плямі Твердо-рідкий стан матеріалу валка в анодній плямі забезпечувався при струмі 40А Потім при послідовному зміщенні анодної плями вниз по поверхні рівчака, що починається з поглиблення, при послідовному зменшенні діаметра валка в МІСЦІ перебування центра анодної плями з 428мм до 362мм, послідовно зменшують струм мікроплазмової дуги від 40А до 36.86А, підтримуючи в анодній плямі твердо-рідкий стан матеріалу валка, спостерігаючи появу характерних СЛІДІВ осередків плавлення на ділянках рівчака валка, що пройшли загартування після нагрівання в анодній плямі Дійшовши ДО дна рівчака, починають обробку протилежної поверхні рівчака валка, послідовно зміщаючи анодну пляму нагору по поверхні рівчака При послідовному збільшенні діаметра валка з 362мм до 428мм у МІСЦІ перебування центра анодної плями струм мікроплазмової дуги послідовно збільшують від 36,86 і до 40А, підтримуючи в анодній плямі твердий-рідкий стан матеріалу валка, спостерігаючи появу характерних СЛІДІВ ВОГНИЩ плавлення на ділянках рівчака валка, що пройшли загартування після нагрівання в анодній плямі При обробці протилежних поверхонь рівчака валка перед зміщенням анодної плями вниз по поверхні рівчака валка струм мікроплазмової дуги встановлюють таким, при якому в анодній плямі тільки починає з'являтися рідка фаза матеріалу валка, а перед зміщенням анодної плями нагору по поверхні рівчака валка струм мікроплазмової дуги встановлюють таким, при якому в анодній плямі тільки починає зникати тверда фаза матеріалу валка При цьому підвищується точність регулювання струму мікроплазмової дуги для досягнення твердо-рідкого стану матеріалу валка в анодній плямі, тому що теплова потужність вводиться у валок мікроплазмовою дугою з урахуван 7 11472 ням процесу кристалізації матеріалу валка в анодній плямі. Експлуатація комплектів валків, оброблених по способу, що заявляється, показує збільшення наробітку на калібр в 1,3 ..1,6 рази у порівнянні зі зміцненими валками по способу прототипу. Неод Комп'ютерна верстка Д. Шеверун 8 норіднють твердості по периметру зміцненого калібру, обробленого по способу, що заявляється, складає від 5 до 8 HRC При зміцненні калібру по способу прототипу неоднорідність твердості складає від 18 до 25 HRC. Підписне Тираж 26 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 4 2 , 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюA method for the thermal treatment of forming rolls
Автори англійськоюSokurenko Anatolii Valentynovych, Sheremet Volodymyr Oleksandrovych, Babenko Mykhailo Antonovych, Horianyi Anatolii Hryhorovych, Shaparenko Oleksandr Volodymyrovych, Bosyi Volodymyr Mykolaiovych
Назва патенту російськоюСпособ термической обработки прокатных валков
Автори російськоюСокуренко Анатолий Валентинович, Шеремет Владимир Александрович, Бабенко Михаил Антонович, Горяный Анатолий Григорьевич, Шапаренко Александр Владимирович, Босый Владимир Николаевич
МПК / Мітки
МПК: C21D 1/09, B21B 27/06
Мітки: прокатних, валків, обробки, термічної, спосіб
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/4-11472-sposib-termichno-obrobki-prokatnikh-valkiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб термічної обробки прокатних валків</a>
Попередній патент: Спосіб загоєння лунок після видалення зубів
Наступний патент: Термостат
Випадковий патент: Спосіб керування технологічним процесом при одержанні оцтової кислоти