агрегат для восстановления прокатных валков

Формула изобретения

1. АГРЕГАТ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ, содержащий камеру со сводом и подом, системы нагрева и охлаждения и механизм вращения валка, отличающийся тем, что он снабжен наплавочной головкой и установленным в камере резцом для удаления шлака, а свод выполнен в виде подвижных теплоизолирующих экранов с приводом их перемещения в горизонтальной плоскости.

2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что он снабжен установленным в камере скребком для съема флюса, причем резец и скребок размещены по разные стороны от оси вращения валка, а под выполнен в виде расположенных вдоль оси вращения валка двух рядов бункеров с крышками, выполненными с механизмами запирания и приемными емкостями.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к устройствам для восстановления прокатных валков, и может быть использовано для их нагрева, наплавки и термического улучшения.

Восстановление прокатных валков предполагает их термическую обработку для снятия усталостных явлений, приобретенных в процессе эксплуатации, а также наплавку изношенных валков с последующей термообработкой. Перед наплавкой валки подогревают до 400-450^оС и поддерживают эту температуру стабильной для улучшения качества наплавленного слоя.

Известен агрегат для восстановления прокатных валков, содержащий горизонтальную футерованную камеру круглого сечения с разъемным корпусом, электрические нагреватели, измерители температуры, установленные в ряд вдоль оси валка, и механизм вращения валка при его нагреве перед наплавкой и термообработке после наплавки [1]

Недостаток известной конструкции состоит в том, что для осуществления наплавки необходим специальный наплавочный станок, снабженный системой подогрева валка. Прерывание термического цикла при перестановках валка ухудшает качество восстановления.

Известна также конструкция агрегата для восстановления прокатных валков, содержащася горизонтально расположенные отдельно стоящие камеры нагрева и принудительного охлаждения, механизмы вращения валка и средство в виде тележек для перемещения валка из одной камеры в другую.

Такой агрегат не позволяет одновременно с нагревом осуществлять наплавку валков, требует прерывания термического цикла, что ухудшает качество валков.

Наиболее близким к предложенному является агрегат для восстановления прокатных валков посредством термической обработки, содержащий секционную футерованную камеру со сводом, подом, системой нагрева и охлаждения, торцовыми уплотнительными вставками и механизм вращения валка, при этом камера снабжена дополнительной сводовой секцией, закрепленной шарнирно, на которой расположены форсунки системы охлаждения валка.

Цель изобретения расширение технологических возможностей и повышение качества валков путем совмещения нагрева и наплавки.

Цель достигается тем, что в известном агрегате для восстановления прокатных валков, содержащем футерованную камеру со сводом и подом, системы нагрева и охлаждения, а также механизм вращения валка, свод выполнен в виде подвижных теплоизолирующих экранов с приводом их перемещения в горизонтальной плоскости и снабжен наплавочной головкой, а в камере дополнительно установлен резец для удаления шлака.

Возможен вариант выполнения устройства, по которому в камере установлен скребок для съема флюса, при этом резец и скребок размещены по разные стороны от оси вращения валка, а под выполнен в виде двух рядов бункеров, расположенных вдоль оси вращения валка, и снабжен крышками с механизмами запирания и приемными емкостями, что обеспечивает облегчение удаления шлака и утилизации флюса.

Известное и предложенное технические решения имеют следующие общие признаками. Оба они являются агрегатыми для восстановления прокатных валков, содержат футерованную камеру со сводом и подом, системы нагрева и охлаждения. Обе конструкции имеют механизм вращения валка.

Отличия предложенной конструкции состоят в том, что свод выполнен в виде подвижных теплоизолирующих экранов с приводом их перемещения в горизонтальной плоскости, тогда как в известном устройстве свод камеры выполнен в виде откидывающейся крышки с приводом для ее поворота с помощью гидроцилиндров относительно оси, параллельной оси вращения валка.

Другое отличие заключается в том, что предложенный агрегат снабжен наплавочной головкой и резцом для удаления шлака, чего в известной конструкции нет. Помимо этого в камере предложенного агрегата может быть установлен скребок для съема флюса, причем скребок и резец размещены по разные стороны от оси вращения валка, а под выполнен в виде двух рядов бункеров, расположенных вдоль оси вращения валка и снабженных крышками с механизмами запирания и приемными емкостями.

Выполнение свода камеры в виде подвижных теплоизолирующих экранов с приводом их перемещения в горизонтальной плоскости и с наплавочной головкой, а также резцом для удаления шлака, позволяет организовать непрерывный процесс нагрева валка, восстановления его размеров наплавкой, термическую обработку наплавленных валков как по отдельным наплавленным слоям, так и для всей многослойной наплавки. Совмещение во времени наплавки и термообработки, помимо сокращения продолжительности восстановления, дает возможность реализовать оптимальные технологические режимы, формирующие в поверхности валка остаточные напряжения сжатия, исключить образование горячих и холодных трещин наплавленного слоя, что невозможно при последовательном проведении операции нагрев наплавка термическая обработка. Развитием конструкции является установка скребка для съема флюса и выполнение пода в виде рядов бункеров с крышками и приемными емкостями, облегчающими удаление шлака и утилизацию флюса из рабочего пространства агрегата.

На чертеже представлена схема агрегата для восстановления прокатных валков, поперечный разрез.

Агрегат состоит из футерованной камеры 1 прямоугольного сечения. У обеих торцовых сторон камеры 1 на фундаменте установлены люнеты с приводом для закрепления и вращения внутри камеры 1 восстанавливаемого прокатного валка 2. Под 3 камеры содержит два ряда бункеров, расположенных вдоль оси вращения валка 2 по разным сторонам. Ряд бункеров 4 предназначен для утилизации флюса, а ряд бункеров 5 для сбора шлака. Бункеры 4 и 5 имеют крышки 6 с механизмами запирания и приемные емкости 7. Внутри футерованной камеры 1 размещены с возможностью перемещения вдоль бочки валка 2 скребок 8 и резец 9. Также внутри футерованной камеры 1 размещены система нагрева, содержащая горелки 10, и система охлаждения с водовоздушными форсунками 11. Свод камеры 1 выполнен в виде подвижных теплоизолирующих экранов 12 с механическим приводом их перемещения в горизонтальной плоскости. Также в верхней части агрегата установлена наплавочная головка 13 с механизмом подачи плавящегося электрода 14 и порошкообразного флюса в зону горения электрической дуги. Наплавочная головка 13 установлена с возможностью перемещения вдоль бочки валка 2 синхронно со скребком 8 и резцом 9.

Кроме того, камера 1 имеет торцовые уплотнительные вставки, дымоотводящие каналы, системы контроля нагрева, наплавки и охлаждения.

Устройство работает следующим образом.

Теплоизолирующие экраны 12 свода посредством электромеханического привода сдвигают в горизонтальной плоскости вместе с наплавочной головкой 13 влево, освобождая проем камеры 1 для установки валка 2. С помощью мостового крана валок 2 спускают внутрь камеры 1, закрепляют в люнетах и уплотняют торцовые стенки камеры 1 с помощью вставок. Затем теплоизолирующие экраны 12 свода перемещают вправо, создавая замкнутый объем в камере 1. Валок 2 приводят во вращение и включают горелки 10. После окончания режима нагрева снижают подачу топлива к горелкам 10, теплоизолирующие экраны 12 сдвигают влево, устанавливают наплавочную головку 13 в рабочее положение в месте наплавки валка 2 и осуществляют электродуговую наплавку с материала электрода 14 под слоем флюса, непрерывно подаваемого с зону сварочной ванны. В процессе наплавки наплавочная головка 13 перемещается вдоль оси вращаемого валка 2, образуя на его бочке слой, наплавленный по винтовой линии. Синхронно с наплавленной головкой 13 вдоль бочки валка 2 посредством винтовых механизмов перемещают скребок 8 и резец 9. Скребок 8 отделяет от наплавленного слоя излишки флюса, которые под действием собственного веса падают в бункеры 4. Резец 9, прижатый к наплавленному слою, разрушает и срезает шток, образующийся при наплавке. Получаемая поверхность валка пригодна для наплавки последующего слоя. Частицы шлака падают на под печи в бункеры 5, накапливаясь в них. Крышки 6 бункеров 4 и 5 периодически отпирают, высыпая флюс и шлак в приемные емкости 7. С помощью горелок 10 температуру наплавки поддерживают на заданном уровне.

После завершения наплавки валок 2 подвергают в агрегате термической обработке по регламентированному режиму (градиентный нагрев, регулируемое охлаждение и отпуск). В результате в направленном слое валка формуются благоприятные остаточные напряжения сжатия, исключается возможность образования и развития трещин. Одновременные нагрев и наплавка позволяют расширить технологические возможности агрегата, восстанавливать тяжелонагруженные опорные валки широкополосных прокатных станов. Восстанавливаемая атмосфера внутри камеры 1, создаваемая с помощью работающих при наплавке горелок 10, препятствует окислению разогретой бочки валка 2, что также повышает качество восстанавливаемых наплавкой валков.

Технико-экономические преимущества предложенного устройства состоят в том, что выполнение свода в виде подвижных теплоизолирующих экранов с приводом их перемещения в горизонтальной плоскости и установка наплавочной головки и резца для удаления шлака позволяют совместить процессы нагрева, наплавки и последующей термической обработки наплавленного валка, повысить качество валков. Достигаемый эффект превышает эффект от применения отдельно стоящих агрегатов термической обработки и наплавки, так как позволяет осуществлять наплавку отдельных слоев и участков бочки валка при оптимальных для них температурах, предотвращает окисление разогретого валка, сокращает число технологических операций и время восстановления валка, расширяет технологические возможности агрегата. Помимо этого упрощается удаление шлака и утилизация флюса.

За базовый объект принят агрегат-прототип, дополненный отдельно стоящей установкой для наплавки. Уровень рентабельности от использования предложенного технического решения превышает 25%