Справочник термиста ремонтной службы

Раздел ГРНТИ: Металловедение
Тылкин М.А.
Металлургия, 1981 г.

Ссылка доступна только зарегистрированным пользователям.
Справочник термиста ремонтной службы

 

Особенности износа деталей металлургического оборудования
Оборудование агломерационных цехов
 
Среди оборудования агломерационных цехов, подверженного интенсивному изнашиванию, следует в первую очередь назвать элементы ротора эксгаустера, спекательных и обжиговых тележек, питателей, дробильного оборудования и др. Как правило, износ вызывается истиранием рудой и агломератом, обладающими высокими абразивными свойствами. Большое влияние на истирание оказывают насыщенные абразивной пылью газ и воздух и повышенные температуры.
Ротор эксгаустера. Основными изнашивающимися элементами ротора эксгаустера являются рабочие лопатки и прилегающие к ним плоскости основного и покрывающего* дисков Износ лопаток наблюдается со стороны входа потока насыщенного твердыми
частицами газа в месте прилегания их к основному диску. В этих участках образуются сквозные свищи, расположенные вдоль лопатки и плавно сужающиеся вдоль потока. Основной диск изнашивается в участках прилегания к нему полок лопаток. В теле диска образуются выемки, сечение которых уменьшается в направлении от входа к выходу потока. Наиболее интенсивному изнашиванию подвержена часть диска, заключенная между лопаткой и ступицей. Вследствие одновременного действия двустороннего потока газов Износ вызывает резкое утонение тела диска и снижение его прочности. Покрывающий диск изнашивается в участках прилегания тыльной стороны лопатки с увеличением выработки к выходу потока. Входящий поток газа изнашивает также ступицу и защитное   кольцо вала.
Агломерационная и обжиговая машины. Интенсивному изнашиванию подвергаются детали спекательных и обжиговых тележек агломерационных машин — корпус, надставка, колосники, ходовые ролики, уплотнительные пластины. Условия эксплуатации корпусов, надставок и колосников осложняются нестационарным тепловым режимом.
Износу и развитию трещин способствует газовая коррозия, особенно при наличии в среде сернистых соединений. Как правило, причинами замены спекательных и обжиговых тележек являются прогиб корпуса, обгорание полок и появление многочисленных мелких разгарных трещин. У колосников наибольшему изнашиванию подвергаются верхние рабочие приливы. Вся поверхность колосников испытывает интенсивное окисление. Если в первый период эксплуатации поверхность под окалиной изнашивается равномерно, то в последующем она становится неровной, изъеденной. Ходовые ролики и уплотнительные пластины эксплуатируются в основном в стационарном температурном режиме. Износ их связан с трением металла о металл. Износ уплотни-тельных пластин равномерен по всей поверхности. Величина предельного износа не превышает 5 мм. Срок службы достигает трех лет. Износ ходовых роликов менее равномерен. поверхность катания изнашивается на величину до 5 мм. Изнашивание реборд отмечается лишь на участках, примыкающих к поверхности катания, причем величина износа мала   (<1 мм). Износ
носика ножа для срезания агломерата достигает 50 мм. По остальной длине ножа величина износа менее значительна, однако превышает 5 мм. Срок службы ножей обычно составляет 2—3 мес.
Дробильное оборудование. Изнашивание деталей дробильного оборудования происходит в результате истирающего воздействия измельчаемых руды или известняка. В ряде случаев изнашивание  сопровождает  износ нижнего бандажа  четырехвалковой коксовой дробилки более значителен в средней части по длине; здесь его величина достигает 10 мм по диаметру до переточки и 160 мм с учетом переточек. На участках, близких к торцам, Износ относительно невелик. В квадрате отбойного фартука одновалковой дробилки отмечается интенсивный равномерный Износ рабочей плоскости. Величина износа достигает 6—8 мм.
В молотковых дробилках наибольший Износ наблюдается на молотках, колосниках, дробящих плитах, а также уплотняющем диске ротора. Величина износа молотков достигает 50 мм. Износ неравномерен. Более интенсивно изнашиваются участки, примыкающие к боковой поверхности рабочей части молотка. Неравномерно изнашиваются и колосники. Максимальный износ, достигающий 40 мм, наблюдается в средней части длины колосника. Ближе к торцам интенсивность изнашивания резко уменьшается и на участках, не соприкасающихся с дробимым материалом, Износ практически отсутствует. Износ уплотняющего диска ротора вызывается в основном потоками запыленного воздуха. Изнашивается преимущественно наружная коническая поверхность на длине 100 мм. Как правило, величина износа не превышает 3 мм. Дробящие броневые плиты испытывают интенсивные удары кусков известняка. Износ их неравномерен и весьма значителен.
В валковых дробилках наибольшему изнашиванию подвергаются бандажи гладких валков и зубья зубчатых валков. бандажи гладких валков в процессе эксплуатации испытывают давление и истирающее воздействие породы, зубья зубчатых валков работают на удар и истирание. Характер износа дробильной плиты и зубьев звездочки одновалковой дробилки показан на рис. 1.24. Износ плиты распространяется на глубину до 8 мм по выступам и до 5 мм по впадинам. В звездочках изнашивается выступающая часть зубьев на глубину 5 мм.
В конусных дробилках интенсивному изнашиванию подвергаются в основном футеровочные плиты подвижного и неподвижного конусов, приемная воронка и другие элементы. Нагрузки носят, как правило, ударный характер. Максимальный Износ рабочей поверхности неподвижного дробящего конуса отмечается в узкой части, а подвижного — в широкой. Износ боковой поверхности приемной воронки крайне неравномерен. Величина износа по высоте колеблется в широких пределах и в центральной части превышает 25—30 мм, т. е. более 50% полной толщины стенки воронки. Срок службы воронки при изготовлении ее из стали 110Г13Л достигает 1,5 года.
Питатели. Элементы ленточных и пластинчатых питателей подвергаются интенсивному абразивному изнашиванию. Более других деталей изнашиваются броневые плиты пластинчатых и тарельчатых питателей, ножи тарельчатых питателей, приводные и холостые звездочки, ходовые колеса. Изнашивание приводной звездочки пластинчатого питателя происходит в основном по впадине; Износ характеризуется значительной неравномерностью и интенсивностью. Так, Износ участков, прилегающих к выступам, достигает 15 мм; в то же время величина износа центра впадины не превышает 3 мм. Более равномерен Износ обода ходового колеса. Износ отмечается лишь по поверхности катания; величина его составляет 10 мм. Реборды практически не изнашиваются (за исключением участков, непосредственно примыкающих к поверхности катания, которые изнашиваются на небольшую вели-
скипов, атмосферных клапанов, броневых плит тракта перемещения шихтовых материалов, подбункерного оборудования, фурменных приборов, машин для обслуживания чугунной и шлаковой леток и фурм Как правило, Износ оборудования здесь, как и в агломерационных цехах, вызывается истирающим действием руды и агломерата Однако большая роль принадлежит и насыщенному абразивной пылью колошниковому газу, вырывающемуся из рабочего пространства доменной печи Повышенные температуры, нестационарный тепловой режим, газовая эрозия — все эти факторы также стимулируют Износ элементов оборудования доменных цехов
Загрузочное устройство Загрузочное устройство доменной печи работает в очень тяжелых условиях Одним из первых выходит из строя засыпной аппарат Работочаши, которое происходит в результате воздействия шихты, ссыпающейся при загрузке доменной печи
Возникновения сквозных продувов конусов и чаш в участках, расположенных значительно выше контактных поверхностей
Образования неплотностей, выщербин, трещин, свищей и, как следствие этого, продувов на контактных поверхностях и связанных с ними сквозных отверстий в теле конусов и чаш
На рис 1 25—I 27 показан Износ отдельных деталей загрузочного устройства доменной печи На отдельных участках, расположенных выше контактной поверхности (у места падения шихты), толщина тела большого конуса уменьшилась более чем на 60% В еще большей степени износилась контактная поверхность. Во многих участках по ее окружности образовались в контакте рабочего и опорного валков. Кроме того, рабочие валки находятся в контакте значительно дольше, чем опорные валки. Величина износа рабочих и опорных валков определяется главным образом давлением прокатки. Как правило, величина износа валков по клетям следует за изменением давления прокатки.
Важным фактором, определяющим величину износа рабочих валков, является температура прокатываемых полос и длительность контакта полосы с поверхностью валков. Часто наблюдается разгар поверхности. Дефекты валков станов холодной прокатки делят на две группы: дефекты, возникающие при изготовлении, и дефекты, возникающие при эксплуатации. В табл. 1.7 указан ряд характерных дефектов, известных из практики изготовления и эксплуатации валков холодной прокатки.
При рассмотрении причин выхода валков станов холодной прокатки из строя анализируют качественное состояние валков, условия, при которых возникают повреждения, и режимы эксплуатации валков на станах.
7. Технология и режимы термической обработки со сквозным прогревом деталей машин
Детали оборудования металлургических цехов и станочного оборудования
Термической обработке со сквозным прогревом подвергают большое число деталей металлургических, горных, строительных и других машин: разнообразные валы и оси, шестерни, зубчатые муфты и втулки, ролики и звенья цепей, ножи, правильные ролики, элементы подшипников и т. д. Срок службы подавляющего большинства деталей за счет применения термической обработки со сквозным прогревом возрастает в несколько раз.
В табл. VII.36—VI1.42 приведены режимы термической обработки ряда деталей оборудования агломерационных, доменных, сталеплавильных и прокатных цехов, деталей станков, элементов горных машин и др.
Более подробно остановимся на особенностях термической обработки прокатных валков, крановых колес, деталей из высокомарганцовистой стали и др.
Валки горячей прокатки
Валки горячей прокатки изготавливают из различных сталей литьем или ковкой. Для получения необходимой твердости и структуры литые валки подвергают сложной термической обработке.
Структура металла литых валков из стали марок У12 и 150ХНМ должна состоять из тонкопластинчатого перлита и избыточных карбидов цементитного типа, из сталей 60ХГН и 80ХГН — из тонкопластинчатого перлита, а в структуре валков из сталей 50ХН и 60ХН допускается присутствие ферритной сетки по границам зерен. Режим термической обработки литых валков из стали 60ХН, по данным ММК, следующий: посадка в печь при температуре 250° С, выдержка 4 ч; нагрев до 650° С со скоростью 40° С/ч, выдержка 3—5 ч; нагрев до 950° С со скоростью 60° С/ч, выдержка 18—22 ч; охлаждение на воздухе до 550—600° С; нагрев до 850—870° С со скоростью 80° С/ч, выдержка 14—18 ч, охлаждение на воздухе до 400—500° С; нагрев до 600° С со скоростью 80° С/ч, выдержка 12 ч, охлаждение с печью до 200° С со скоростью 25° С/ч. Длительность термической обработки 110 ч.
Таким образом, для литых валков из стали 60ХН применяют двойную нормализацию с нагревом в первой ступени до 950° С, а во второй до 850—870° С. При такой термической обработке все избыточные карбиды при нагреве в первой ступени переводятся в твердый раствор, устраняется дендритная неоднородность, образовавшаяся в результате первичной кристаллизации стали, а во второй ступени в результате получения мелкого исходного аустенитного зерна обеспечивается получение сорбитной или перлито-сорбитной структуры.
Литые валки из стали марки 150ХНМ на ММК подвергают следующей термической обработке:
а) на твердость НВ300—330 —
тройная нормализация при температурах 1050, 820, У00вС с последующим отпуском при 600° С;
б) на твердость НВ260—290 — нормализация при 1050° С с последующим отжигом при 620° С.
Кованые стальные валки в зависимости от марки стали подвергают следующим видам термической обработки: из сталей 50 и 55— нормализации и отпуску; из сталей 40ХН и 9Х — закалке и отпуску; из сталей 55Х, 60ХГ, 50ХН и 60ХН — нормализации и отпуску или, по требованию заказчика, закалке и отпуску. твердость бочки валков в зависимости от марки стали и режима термической обработки должна составлять НВ179—429.
На УЗТМ валки куют с одной осадкой при степени укова не менее 3. Горячие поковки передают на термическую обработку. Поковки из углеродистых и низколегированных сталей проходят нормализацию с отпуском по определенному режиму. Их нагревают до температуры нормализации 830—870° С и выдерживают после выравнивания температуры в течение времени, определенного из расчета 0,6 ч на 100 мм; затем охлаждают на воздухе до 250—550° С. Температура отпуска 580—660° С, продолжительность выдержки из расчета 1,2 ч на 100 мм. охлаждение после отпуска: до 400° С со скоростью 40—60° С/ч, дальнейшее охлаждение до 250—300е С со скоростью 20—30° С/ч (в зависимости от сечения поковки). В тех случаях, когда валки проходят вторую нормализацию после обдирки, выдержку при отпуске рассчитывают следующим образом: 1 ч на 100 мм — для валков из углеродистых и низколегированных сталей и 1,9 ч на 100 мм — для валков из сталей 50ХН и 60ХН.
На НКМЗ кованые валки изготавливают в основном из сталей 50, 55, 55Х, 40ХН, 60ХН, 50ХН и 60ХГ. Ковку ведут с одной осадкой слитка при степени укова по бочке не менее 2,5—3. Поковки на термическую обработку (в основном нормализация с отпуском) поступают в горячем состоянии с температурой на поверхности минимального сечения не ниже 350° С. При первом переохлаждении до 300—350° С после выравнивания температуры их выдерживают из расчета 1 ч на 100 мм, а затем нагревают до 840—860° С. Выдержка при 840—860° С составляет 0,5 ч на 100 мм сечения. Охлаждают поковки на воздухе до температуры 300—350° С. Для равномерного охлаждения их периодически кантуют. При достижении температуры 300—350° С поковки помещают в печь и выдерживают при этой температуре из расчета 2 ч на 100 мм сечения. Температура отпуска 590—610° С, продолжительность выдержки 4 ч на 100 мм сечения. охлаждение после отпуска ведут со скоростью 40° С/ч до температуры 400° С и 20° С/ч до температуры 100° С.