Вдосконалення структури сплавів для валків дрібносортових прокатних станів з метою підвищення їх експлуатаційної стійкості

Ключові слова: прокатка, валок, калібр, дрібносортовий стан, знос, твердий сплав, хромонікелеві сталі, термічна обробка.

Горбатенко В.В. Усовершенствование структуры сплавов для валков мелкосортных прокатных станов с целью повышения их эксплуатационной стойкости.- Рукопись.

Дисертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.16.01 “Металловедение и термическая обработка металлов”.- Донецкий национальный технический университет, Донецк, 2006.

Диссертация посвящена исследованию влияния состава и структуры твердых сплавов на условия разрушения рабочей поверхности валков высокоскоростных непрерывных мелкосортных прокатных станов, а также поиску альтернативных сплавов (высокоуглеродистых хромоникелевых сталей) для их изготовления с учетом преобладающего вида износа. Впервые в условиях действующего производства исследованы особенности изнашивания калибров валков из твердых сплавов предчистовой и чистовой групп клетей непрерывных высокоскоростных мелкосортных прокатных станов. Установлено, что повышение скоростей прокатки и смены числа термоциклов при прокатке в предчистовой и чистовой группах клетей высокоскоростных станов приводит к изменению основного вида деградации поверхности калибров от термической усталости до абразивного износа, что может потребовать дифференцированного подхода к выбору материала для рабочих валков. Экспериментально показано, что размер частиц карбида вольфрама является определяющим не только в отношении изменения прочностных характеристик твердых сплавов с кобальтовой и кобальт-никелевой связующими составляющими, но и в плане влияния на изменение механизма формирования сетки разгара и абразивного износа поверхности калибров. Установлено, что использование твердых сплавов с более крупной карбидной составляющей позволяет повысить эксплуатационные показатели валков за счет снижения эффекта выкрашивания поверхности калибра, более равномерного его изнашивания. Высказано предположение, что твердые сплавы исследованного состава могут не быть наилучшим материалом валков для использования в условиях изнашивания с доминирующим механизмом термической усталости. В связи с этим предложено при изготовлении таких валков использовать теплостойкие высокоуглеродистые хромоникелевые стали с более высокой, чем у твердых сплавов, теплопроводностью и стойкостью к образованию трещин разгара. Установлен сложный характер зависимости структуры и свойств сталей от температуры нагрева под закалку и повторного нагревания. Так максимум твердости стали под влиянием дополнительного легирования никелем смещается в сторону более низких температур нагрева под закалку. В зависимости от температуры нагрева можно обеспечить получение структуры разного типа - мартенситно-карбидной, аустенитно-мартенситно-карбидной, аустенитно-карбидной - и управлять процессами ее трансформации при последующих отпуске либо дополнительном нагреве до повышенных температур. Результаты работы были использованы для корректирования технологии изготовления твердосплавных дисковых прокатных валков, серийно поставляемых НПО “ДОНИКС” на станы 150 ЗАО “Макеевский металлургический завод” и КГМК “Криворожсталь”. Использование твердосплавных валков с регламентированной структурой в чистовых и предчистовых блоках клетей станов 150 позволило повысить их эксплуатационную стойкость на 25% в сравнении с валками, которые использовались ранее. Были изготовлены бандажи рабочих валков из твердых сплавов на основе карбида вольфрама и высокоуглеродистой хромоникелевой стали, которые прошли успешные опытно-промышленные испытания в условиях мелкосортного стана 250 КГМК “Криворожсталь”. Испытания показали, что твердосплавные бандажи отечественного производства по своим эксплуатационным характеристикам не уступают лучшим импортным аналогам и рекомендованы для промышленного использования в условиях чистовых клетей мелкосортных станов; результаты эксплуатации бандажей из стали 100Х12Н4 показали целесообразность их использования в условиях наименее скоростных клетей чистового блока, где преобладающим механизмом износа является термическая усталость. На основании полученных результатов внесены изменения в технические условия ТУ У 13495380.003-98 “Валки дисковые прокатные из композиционного твердого сплава” в части регламентации размера частиц карбида вольфрама при изготовлении валков и бандажей из твердых сплавов.

Ключевые слова: прокатка, валок, калибр, мелкосортній стан, износ, твердый сплав, хромоникелевые стали, термическая обработка.

Gorbatenko V.V. Improvement of the structure of alloys for small section rolling mill rolls for the increasing its in-service resistance. - Manuscript.

The dissertation is presented for awarding the scientific degree in engineering science on speciality 05.16.01- Metallurgical scince and heat treatment of metals. -Donetsk national technical university, Donetsk, 2006.The dissertation is dedicated to study of the influence of the composition and structures hard alloys on condition of the work roll's surface destruction on the speediest unceasing rolling mills, as well as searching for alternative alloy (high-carbon Cr-Ni steels) for production of rolls with account of dominating mechanism of the wear. For the first time it has been investigating particularity of wearing for calibres of hard alloy rolls in intermediate and final blocks of rolling mills in acting production condition. It is defined that using of hard alloys with more large carbide particles allows to raise the working features. It was expected that hard alloys of the explored composition can't be a best material for use in condition with dominant termal wearing mechanism. In this connection we offered to use in such roll's production of heat-resistant high-carbon Cr-Ni steels. It is defined a complex nature of heat treatment temperature influence on the structure and mechanical characteristic of steel. The researching results are used at adjustment of technologies of the hard alloy disc rolls fabrication; these rolls are serial delivered on rolling mills of Makeevka metallurgical plant and Krivoj Rog metallurgical plant "Krivorozhstal" by "DONIX Ltd.". The tires of work rolls were made from hard alloys and high-carbon Cr-Ni steel for experienced-industrial studies in condition of rolling mills 250 of "Krivorozhstal".

The Keywords: rolling, roll, calibre, rolling mill, wear, hard alloy, Cr-Ni steel, heat-treatment.

Размещено на Allbest.ru