Техніко-економічні особливості використання кокілів з литими калібрами при виготовленні прокатних валків для сортових прокатних станів
Loading...
Date
2024
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
НМетАУ, УДУНТ, Дніпро
Abstract
UKR: Мета. Удосконалити технологію виробництва прокатних валків з литими калібрами і зменшити утворення поздовжніх гарячих тріщин при литті в стаціонарні ливарні форми. Методика. Оцінювання ефективності розроблених технологічних пропозицій проводили по розміру відбіленого шару чавуну на серійних і експериментальних прокатних валках і дослідних лабораторних виливках вимірювальними пристроями, які пройшли державний метрологічний контроль в умовах Дніпропетровського заводу прокатних валків згідно діючими технічними умовами. Результати. Основною причиною виникнення поздовжніх гарячих тріщин при литті валків з литими калібрами є нещільний контакт кокільних напівформ по площині роз'єму. Тому при охолодженні валка шар закристалізованого металу в зоні вертикального роз'єму менший, ніж на іншої поверхні кокілю. Твердіння металу супроводжується усадкою, виникають напруження, які реалізуються в тріщину на ділянках виливка з меншою товщиною затверділого шару металу. Розроблено і успішно випробувано склад замазки щілини між напівформами кокілів з латунної, бронзової та мідної стружки з розмірами частинок до 2,0 мм і з рідким склом. Для збільшення швидкості відведення тепла від твердіючого металу щілину між напівформами кокілів заварювали мідними електродами. Однак їх висока вартість та необхідність постійно виконувати зварювання перед заливанням чавуну обумовила розробку технології лиття кокілю із залитими по площині роз'єму постійними вставками з міді товщиною 3 мм. Форма торцевої поверхні міді відповідала профілю калібрів чавунного кокілю. В новому кокілі відлито без дефектів три валка, що призначені для прокату лемеха № 149Д. Випробування кокілю з мідними вставками продовжуються з метою оцінки термінів його служби та економічної ефективності впровадження в експлуатацію. Наукова новизна. Розроблено і успішно випробувано склад замазки щілини між напівформами кокілів з латунної, бронзової та мідної стружки з розмірами частинок до 2,0 мм і з рідким склом. Розроблено конструкція та відлито кокіль із залитими по площині роз'єму постійними вставками з міді, торцева поверхня якої відповідала профілю калібрів чавунного кокілю. В новому кокілі відлито три валка без дефектів, які відправлені для експлуатації. Практична значущість. Використання розроблених складів замазки щілини між напівформами кокілів забезпечило зменшення браку по поздовжнім гарячим тріщинам. Розроблено конструкцію кокілю із залитими по площині роз'єму постійними вставками з міді, які збільшили швидкість відведення тепла і усунули поздовжні гарячі тріщини на валках.
ENG: Purpose. To improve the production technology of rolling rolls with cast gauges and to reduce the formation of longitudinal hot cracks during casting in stationary molds. Methodology. The efficiency of the developed technological solutions was evaluated by measuring the thickness of the chilled cast iron layer on both standard and experimental rolling rolls, as well as on laboratory test castings. Measurements were carried out using devices that passed state metrological certification under the conditions of the Dnipro Rolling Roll Plant, in compliance with current technical specifications. Findings. The primary cause of longitudinal hot cracks during the casting of rolls with cast gauges is the insufficient contact between the mold halves along the parting plane. As a result, the layer of solidified metal in the vertical parting zone is thinner than on other surfaces of the mold. Metal solidification is accompanied by shrinkage, creating stresses that lead to cracking in areas with thinner solidified metal layers. A sealing paste was developed and successfully tested for filling gaps between the mold halves. The paste consists of brass, bronze, and copper shavings with particle sizes up to 2.0 mm mixed with liquid glass. To increase the heat dissipation rate from the solidifying metal, the gaps between the mold halves were also welded using copper electrodes. However, their high cost and the necessity for constant welding prior to iron pouring prompted the development of a new casting mold technology. This technology involves casting molds with permanent 3 mm thick copper inserts along the parting plane. The end surface of the copper inserts matched the profile of the gauges in the cast iron mold. Using the new mold, three defect-free rolls intended for the rolling of plowshares (149D model) were successfully cast. Tests of the mold with copper inserts are ongoing to evaluate its service life and the economic feasibility of its implementation. Originality. A sealing paste composition for filling gaps between mold halves was developed and successfully tested. The paste comprises brass, bronze, and copper shavings with particle sizes up to 2.0 mm and liquid glass. A mold design with permanent copper inserts along the parting plane was developed and cast, with the end surface of the copper matching the profile of the gauges in the cast iron mold. Using the new mold, three defect-free rolls were produced and dispatched for operational testing. Practical value. The use of the developed sealing paste for filling gaps between mold halves reduced rejects caused by longitudinal hot cracks. The new mold design, with permanent copper inserts along the parting plane, increased heat dissipation rates and eliminated longitudinal hot cracks on the rolls.
ENG: Purpose. To improve the production technology of rolling rolls with cast gauges and to reduce the formation of longitudinal hot cracks during casting in stationary molds. Methodology. The efficiency of the developed technological solutions was evaluated by measuring the thickness of the chilled cast iron layer on both standard and experimental rolling rolls, as well as on laboratory test castings. Measurements were carried out using devices that passed state metrological certification under the conditions of the Dnipro Rolling Roll Plant, in compliance with current technical specifications. Findings. The primary cause of longitudinal hot cracks during the casting of rolls with cast gauges is the insufficient contact between the mold halves along the parting plane. As a result, the layer of solidified metal in the vertical parting zone is thinner than on other surfaces of the mold. Metal solidification is accompanied by shrinkage, creating stresses that lead to cracking in areas with thinner solidified metal layers. A sealing paste was developed and successfully tested for filling gaps between the mold halves. The paste consists of brass, bronze, and copper shavings with particle sizes up to 2.0 mm mixed with liquid glass. To increase the heat dissipation rate from the solidifying metal, the gaps between the mold halves were also welded using copper electrodes. However, their high cost and the necessity for constant welding prior to iron pouring prompted the development of a new casting mold technology. This technology involves casting molds with permanent 3 mm thick copper inserts along the parting plane. The end surface of the copper inserts matched the profile of the gauges in the cast iron mold. Using the new mold, three defect-free rolls intended for the rolling of plowshares (149D model) were successfully cast. Tests of the mold with copper inserts are ongoing to evaluate its service life and the economic feasibility of its implementation. Originality. A sealing paste composition for filling gaps between mold halves was developed and successfully tested. The paste comprises brass, bronze, and copper shavings with particle sizes up to 2.0 mm and liquid glass. A mold design with permanent copper inserts along the parting plane was developed and cast, with the end surface of the copper matching the profile of the gauges in the cast iron mold. Using the new mold, three defect-free rolls were produced and dispatched for operational testing. Practical value. The use of the developed sealing paste for filling gaps between mold halves reduced rejects caused by longitudinal hot cracks. The new mold design, with permanent copper inserts along the parting plane, increased heat dissipation rates and eliminated longitudinal hot cracks on the rolls.
Description
В. Хричиков: ORCID 0000-0002-8557-098X; О. Меняйло: ORCID 0000-0002-6874-7202
Keywords
прокатний валок, кокіль, литі калібри, гарячі тріщини, усунення, rolling roll, chill mold, cast gauges, hot cracks, elimination, КЛВ
Citation
Хричиков В. Є., Меняйло О. В., Семенов А. Д., Ковальчук В. І. Техніко-економічні особливості використання кокілів з литими калібрами при виготовленні прокатних валків для сортових прокатних станів. Теорія і практика металургії. 2024. № 4 (145). С. 11–17. DOI: https://doi.org/10.34185/tpm.4.2024.02.