Файл: Никберг И.М. Оптимальная долговечность оборудования металлургических предприятий.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.06.2024
Просмотров: 80
Скачиваний: 0
ности без наплывов, |
что |
способствует минимальному |
снятию металла при шлифовке. |
||
В процессе наплавки использовали следующее обору |
||
дование: манипулятор |
<3 = |
3 т с наплавочной головкой |
А-384 и сварочный преобрааователь ПСМ-1000. Наплав ку выше контактной поверхности производили порошио*- вой проволокой типа ЗХ2В8 механизированным спосо бом в два слоя током силой 520—560 А, при скорости ■подачи проволоки 123 м/ч. Толщина наплавленного слоя за один проход составляла 2 мм. Для получения ровной, без наплывов, поверхности наплавки контактной повер хности конуса манипулятор устанавливали таким обра зом, чтобы образующая конуса находилась в горизон тальном положении. Такая установка конуса позволила произвести наплавку сплава ГК-15 ручным способом, качественно, без наплывов.
Чтобы установить влияние подслоя на износостой кость наплавленного слои, наплавку малых конусов про изводили несколькими способами:
наплавкой на контактную поверхность конуса спла ва ГК-15 без подслоя;
наплавкой на контактную поверхность конуса иссле дуемого сплава с подслоем, нанесенным электродами НИАТ-5 (сталь типа Х20Н15) и порошковой проволокой ПП-ЗХ2В8.
Н а п л а в к а с п л а в о м ГК-15 на к о нт р а к т ну ю п о в е р х н о с т ь к о н у с а без п о д с л о я . Особенность этого способа наплавки поверхности малого конуса зак лючается в следующем: сплав ГК-15 наносят по коль цу шириной 110 мм средней части контактной поверх ности конуса. Ширина контактной .поверхности воронки составляет 80 мм. Часть контактной поверхности конуса выше и ниже полосы сплава ГК-15 наплавляют сплавом оормайт № 1. Наплавка производится без предвари тельного и сопутствующего .подогрева. Толщина нап лавленного слоя после шлифовки составляла 1 —1,5 мм. Конус был установлен на доменной печи полезным объ емом 2000 м3. Через 5 мес. эксплуатации было установ лено, что та часть контактной поверхности, которая бы ла наплавлена сплавом ГК-15, следов износа не имела. Контактная поверхность, наплавленная сплавом сормайт № 1, имела значительный износ. Продолжить дальнейшие наблюдения за стойкостью тонуса возмож ности не было ввиду полной замены загрузочного уст
123
ройства этой печи |
по ранее утвержденному графику |
||||
ремонтов. |
|
|
|
|
|
Н а л л а в к а с п л а в о м ГК-15 на к о н т а к т н у ю |
|||||
п о в е р х н о с т ь |
конуса , п р е д в а р и т е л ь н о |
н а п |
|||
л а в л е н н у ю |
э л е к т р о д а'ми НИ АТ-5. |
На контакт |
|||
ную поверхность |
малого конуса |
было |
нанесено два |
||
подслоя: первый — механизированным способом |
свароч |
||||
ной проволокой |
ев-08 с толщиной слоя 2,5—3 мм; вто |
||||
рой— вручную электродами марки |
НИАТ-5 по ГОСТ |
9466—60 с толщиной слоя 3—4 мм. После наплавки на контактную поверхность первого и второго слоев произ водили проточку каждого слоя до толщины 2 мм..
Наплавку производили без предварительного и со путствующего подогрева. Поверх подслоя вЪя контакт ная .поверхность конуса (шириной 200 мм) была нап лавлена сплавом ГК-15.
Опытный малый конус был установлен на доменной печи полезным объемом 1719 м3.
Осмотром, произведенным через 10 мес. эксплуата ции конуса, т. е. до полной замены загрузочного устрой ства этой печи но ранее утвержденному графику, был установлен лишь незначительный износ верхней части контактной поверхности.
Н а п л а в к а с п л а в о м Г К-15 на к о н т а к т н у ю п о в е р х н о с т ь к о н у с а по п р е д в а р и т е л ь н о н а н е с е н н о м у с ло ю 3 X2 В 8. В связи с тем что наплавйа порошковой проволокой ПП-ЗХ2В8 без подогрева дает значительные трещины, что .может быть причиной образования трещин в сплаве ГК-15, необходимо было
обеспечить предварительный подогрев |
малого конуса. |
С этой целью конус был установлен |
на манипулятор |
и первоначально механизированным способом произво дили наплавку поверхности конуса, примыкающей к контактной. При этом конус за счет тепловой энергии наплавки нагревали до 150—170°С. Лишь после этопо ■производили наплавку порошковой проволокой на кон тактную поверхность конуса. При этом трещин в нап лавленном слое не было. Затем производили проточку контактной поверхности 'конуса под наплавкусплавом ГК-15. После наплавки сплавом ГК-15 и его проточки конус был установлен для испытаний на доменную печь полезным, объемом 2000 м3. Осмотром, произведенным через 5 мес. эксплуатации конуса, следов износа кон тактной поверхности не было обнаружено, в то время
1 2 4
как срок службы конусов, наплавленных сплавом сормайт № 1, обычно не превышает 5—6 мес. Через 1,5 мес. после осмотра .конус был снят ввиду полной замены за грузочного устройства -по графику ремонта печи.
Таким образом, результаты лабораторных исследо ваний и производственных испытаний показали, что при менение карбидохромовых сплавов для наплавки малых конусов засыпных а,шпарите® доменных печей обеспечи вает более высокую стойкость их поверхностей по срав нению со сплавом сормайт № 1.
Повышение стойкости молотков молотковых дробилок
Стойкость молотков молотковых дробилок, наплав ленных проволокой марки ЗОХГСА, в зависимости от материала, подвергающегося дроблению, колеблется в пределах от 15 до 45 суток.
Расход металла для изготовления молотков, наплав ленных проволокой ЗОХГСА, колеблется в пределах пт 0,005 до 0,1 кг на 1 т дробленого материала:
С целью повышения износостойкости молотков было проведено сравнительное исследование стойкости мо лотков, наплавленных различными износостойкими ма териалами. Заготовкой для молотков служили поковки из стали Ст.5. Толщина наплавленного слоя 5—7 мм.
Испытания проводились на трех однотипных дробил ках (по 115 молотков в каждой). Диаметр ротора дро билки 1450 мм, число оборотов 740 в минуту, полезная ширина ротора 1300 мм. При размере дробильного ма териала до 80 мм, а готового продукта 0,3 мм средняя производительность дробилки составляет 120 т/ч. Для замены комплекта молотков дробилку останавливают на 6—7 ч, что соответствует потери 720—840 т помола известняка.
Для производственных испытаний на ротор каждой дробилки было установлено 16 опытных молотков, из ко торых каждая пара наплавлялась другим сплавом, и 99 молотков, упрочненных наплавкой, порошковой про волокой марки У25Х17Т-0.
Износ молотков, наплавленных опытными сплавами, сопоставлялся с износом молотков двух других дроби лок, наплавленных проволокой ЗОХГСА (под флюсом АН-348А).
Износ молотков, наплавленных тугоплавкими сплава ми, оказался значительно ниже и в среднем составил
125
0,007 кг, а Молотков, наплавленных проволокой ЗОХГСА, 0,039 кг на 1 т помола. Данные об удельном износе мо лотков и эффективности применения наплавки туго плавкими сплавами различных марок приведены в табл. 22.
Т а б л и ц а 22
Эффективности применения сплавов для наплавки молотков дробилок
|
Масса молот» |
|
|
ка, |
кг |
Марка |
|
|
стали для |
до ис |
после |
покрытия |
||
|
пыта |
испы |
|
ния |
тания |
>>
О
а
Ж X
нЖ
Износ моле за 74 рабо». ток, кг
<п
Ж
Средняя |
ь? |
Полная |
Годовые |
ж и |
экономия |
||
выработка |
5 s |
стоимость |
(+ ) или |
помола, |
Ж о |
молотка с |
убытки |
т/г износа |
I I |
наплавкой, |
(—), тыс. |
молотка |
руб. |
руб. |
|
|
£ 8 |
|
|
ЗОХГСА |
13,7 |
9,45 |
4,25* |
10,16 |
1,0 |
3,64 |
+ 14,5 |
КБХ-45 |
13,7 |
8,7 |
4,93 |
43,0 |
4,2 |
4,23 |
|
ПП- |
13,7 |
8,40 |
5,30 |
40,2 |
3,9 |
3,72 |
+ 14,7 |
У25Х17Т-0 |
|||||||
ТБКХ-ЮВ |
13,7 |
8,32 |
5,38 |
39,0 |
3,8 |
3,87 |
+ 14,5 |
ТБКХ-ЮГ |
13,7 |
10,44 |
3,26 |
65,2 |
6,4 |
3,8 |
+ 16,7 |
ТБК-1 |
13,7 |
8,46 |
5,24 |
40,7 |
4,1 |
3,68 |
+ 15,1 |
ТБК-2 |
13,7 |
8,20 |
5,50 |
38,7 |
3,8 |
3,70 |
+ 14,7 |
ТБС-1 |
13,7 |
10,25 |
3,45 |
61,6 |
6,1 |
5,18 |
+ 15,3 |
ТБС-2 |
13,7 |
10,40 |
3,30 |
64,5 |
6,3 |
5,73 |
+ 15,0 |
■* После 15 суток работы молотки заменены вследствие износа.
Молотки, покрытые сталью ЗОХГСА, вследствие изно са после 15 суток работы были заменены новыми. Э ф ф ек тивность применения тугоплавких сплавов даже при про ведении экспериментальных работ, что удорожает их стоимость, оказалась в несколько раз выше, чем сплавов промышленного типа. В течение 74 рабочих суток сред няя выработка помола известняка на 1 г износа молот ков при покрытии их наплавочными материалами, содер жащими титано-боридную' смесь и карбиды хрома (ТБКХ-ЮГ), а также титано-боридную смесь и силицид молибдена (ТБС-1 и ТБС-2), была наиболее высокой.
Электроискровое упрочнение
Сущность способа электроискрового упрочнения сос тоит в том, что при искровом разряде в воздушной среде под воздействием выпрямленного пульсирующего тока
126
температура достигает весьма высоких значений (10000—11000°С). Эти мгновенные, периодически следу ющие друг за другом тепловые импульсы приводят к весьма глубоким преобразованиям материала электрода и детали. Поверхностный слой электрода (анода) и дета ли (катода) на элементарной площадке воздействия иск ры факела доходит до расплавления, кипения и испаре ния. Часть элементов, составляющих электрод, благода ря их полной проводимости переносится на деталь и ле гирует ее поверхностный слой.
Вповерхностном слое детали в момент его разогрева
ирасплавления происходит диффузия перенесенных эле ментов электрода и азота воздуха. Азот, попадая в сталь, образует нитриды и карбонитриды. При каждом разряде площадь поверхности, подвергаемой тепловому воздейст вию, чрезвычайно мала, что повышает скорости нагрева
иохлаждения элементарных участков обрабатываемой детали до величин, которые не могут быть достигнуты при современной технике термической обработки. Это приводит к образованию в поверхностных слоях детали закалочных структур. Благоприятное сочетание зака лочных структур и твердых вкраплений (микроструктурных карбидов, нитридов и карбонитридов) придает поверхностному слою детали чрезвычайно высокую из носоустойчивость.
На предприятиях машиностроения электроискро вое упрочнение быстроизнашнвающихся деталей произ водится преимущественно контактным способом при по мощи специальных электроискровых аппаратов, снаб женных ручными вибраторами. Между укрепленным в вибраторе электродом и упрочняемым изделием под дей ствием пульсирующего тока возбуждается искровой раз ряд, посредством которого происходит перенос материа ла электрода на катод.
Электрический режим весьма существенно влияет на интенсивность упрочнения и качество получаемой по верхности детали. Повышение мощности тока ведет к увеличению интенсивности разряда, что увеличивает количество элементов, переносимых упрочняющим элек тродом, а также более глубоким преобразованиям в уп рочняемой поверхности детали и слое упрочнения. На.ос новании опытных данных установлена прямая зависи м ое глубины упрочненного слоя и обратная зависимость его твердости от мощности тока, при котором произвол
127
дится упрочнение. С увеличением мощности глубина уп рочненного слоя увеличивается, а его твердость понижа^ ется.
Качество упрочненного слоя зависит также от соста ва электродов. Для упрочнения деталей машин в качест ве электродов применяют феррохром с содержанием 70— 80% Сг и твердые сплавы.
Электроискровой метод с успехом может быть при менен для упрочнения режущего инструмента различных видов, а также запасных частей и деталей машин, рабо тающих на износ, в том числе: всего камнеметаллорежущего, бурового и деревообрабатывающего инструмента; буровых долот; лопаток турбин; крыльчатки дробеструй ных аппаратов; лопастей бетономешалок; металлических литейных моделей; стержневых ящиков опок; бандажей колесных пар локомотивов и вагонов; станин металло режущих станков; шеек коленчатых валов и т. д-
При обработке тел вращения (шейки коленчатых ва лов, бандажи колесных пар и др.) процесс упрочнения можно механизировать путем их обработки на токарных станках. Вибратор может быть укреплен на суппорте станка с использованием его продольной и поперечной подачи.
На аппарате ИАС-2м конструкции ЦНИИТМАШа можно производить упрочнение и восстановление разме ров изношенных деталей с величиной износа до 1 мм.
При необходимости точной пригонки деталей упроч ненный слой можно шлифовать (на всех режимах, кро ме первого).
Обычно шлифовке подвергают детали при механизи рованном способе упрочнения. Элетроискровая шли фовка производится тем же вибратором с измененной полярностью электродов. Окружная скорость вращения детали при шлифовке увеличивается на 5—6 см/мин.
Заслуживает внимания опыт ЦНИИТМАШа по уп рочнению ручьев стальных валков шаропрокатных ста нов. Валки предварительно подвергали термообработке на твердость до 50 HRC. Стойкость валков после элект роискрового упрочнения увеличилась в трех — пяти кратном размере по сравнению с валками, прошедшими термическую обработку.
Для упрочнения валков применялись электроды из феррохрома с содержанием 75% Сг. Валки обычно упроч няют механизированным способом при скорости подачи
123
электродов 4 мм/об и с окружной скоростью упрочнения детали 500—600 мм/мин. Производительность процесса составляет 20—25 см2/мин.
Упрочнение на аппарате ИАС-2м следует производить на четвертом — шестом режимах с использованием ра бочего тока силой 100—150А. При этом упрочненная поверхность может быть получена 3—4-го класса чис тоты по ГОСТ 2789—59.
Значительный экономический эффект дает примене ние электроискрового способа для упрочнения лопаток
агломерационных эксгаустеров, |
срок службы |
которых |
на ряде предприятий не превышает 6 мес. |
применять |
|
Форма и размеры лопаток |
не позволяют |
для них обычные методы упрочнения — наплавку или за калку вследствие получающегося коробления деталей. В то же время значительная трудоемкость замены лопаток и балансировки ротора обусловливает необходимость увеличения сроков их службы.
Впервые электроискровое упрочнение лопаток агло мерационных эксгаустеров в черной металлургии осуще ствлялось на аппарате ЦНИИТМАШа типа ИАС-2м*.
Упрочнение лопаток производилось на четвертом ре жиме твердым сплавом марки Т15К.6. Перед упрочнени ем рабочие поверхности лопаток подвергались глубокой шлифовке ручным наждачным кругом. Процесс упрочне ния происходил следующим образом: в держатель виб ратора вставляли пластину твердого сплава и после включения тока оператор возвратно-поступательными движениями проводил пластинкой по рабочей поверхно сти деталей. Под воздействием искровых разрядов меж ду электродом (анодом) и катодом (деталью) на по верхности лопаток откладывается слой упрочненного металла.
Ввиду небольшой производительности аппарата при работе на четвертом режиме (около 3 см2/мин) процесс упрочнения оказался довольно длительным. Упрочнению подверглись четыре лопатки. При внешнем осмотре их упрочненной поверхности трещин не было обнаружено, рельеф поверхности оказался грубым, ярко выражен ным. Кроме того, в упрочненном слое имелись пропуски.
Из упрочненных лопаток были вырезаны два образ ца, которые подвергли микроанализу и замерам микро
* Работы проведены под руководством автора.
129