CC BY
182
УДК 621.797.99
Ф. Д. Кащенко, А. И. Беляев
РЕНОВАЦИЯ ДЕТАЛЕЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ НАПЛАВКОЙ
Электродуговая наплавка занимает прочные позиции в реновации деталей, машин и механизмов в различных отраслях промышленности. В результате наплавки и при изготовлении деталей можно получить рабочую поверхность, обладающую необходимым комплексом свойств: износостойкостью, термостойкостью, жаропрочностью, коррозионной стойкостью и т.п. При ремонте наплавка позволяет восстановить первоначальные размеры и эксплуатационные свойства деталей Используя наплавку, можно уменьшить расход дорогостоящих цветных металлов и сплавов и высокоуглеродистых сталей. Кроме того, многократ-ное восстановление изношенных деталей в значительной мере уменьшает расход металла на изготовление запасных частей оборудования. Увеличение срока службы деталей оборудования особенно важно, если от их надежности и долговечно -сти зависит работа высокопроизводительного оборудования, а замена таких деталей связана с длительными простоями агрегатов. Этим обусловлена большая экономическая и техническая эффективность наплавки в металлургическом машиностроении Номенклатура наплавленных деталей исчисляется сотнями наименований Вот некоторые из них: конуса и чаши засыпных аппаратов доменных печей, рабочие и опорные валки раз -личных прокатных станов, ножи горячей и холод -ной резки металла, плунжера гвдропрессов, ролики рольгангов, крановые и железнодорожные колеса , тормозные шкивы, ролики машин непрерыв-ного литья заготовок, защитные брони, валки и молотки дробилок, прессовый и штамповочный инструмент, подушки прокатных клетей и ножниц, различные валы, оси и многое другое.
Эффективность реновации наплавкой определяется правильным выбором состава наплавленного металла исходя из условий работы детали и основного вида изнашивания. Выбор напла-вочных материалов производится с учетом условий эксплуатации восстанавливаемой детали, ввда защиты, конструктивных особенностей детали и имеющегося оборудования.
В настоящее время разработано большое количество электродных материалов на основе железа для дуговой наплавки Это в основном сплошные и порошковые проволоки и ленты. Их классифици-
руют по различным признакам: по химическому составу, назначению, структуре и т.д. Международным институтом сварки предложена наиболее удобная классификация по химическому составу, которая предусматривает 11 групп наплавочных материалов, представленных в табл. 1.
Первые две группы материалов применяют для восстановления валов, осей, корпус ных и других деталей из нелегированных или низколегиро-ванных сталей. Хромовольфрамовые, хромомолибденовые теплостойкие стали используются для наплавки валков горячей прокатки, ножей горячей резки, прессового и штампового инструмента и других деталей, работающих в контакте с горячим металлом. Вольфрамовые, вольфраммолибдено-вые быстрорежущие стали предназначены для наплавки металлорежущего инструмента. Низкоуглеродистые хромистые нержавеющие стали рекомендуются для восстановления и упрочнения роликов МНЛЗ, плунжеров гвдропрессов и других деталей, работающих при трении металла по металлу. Хромистые стали с повышенным содержанием углерода, легированные вольфрамом, ванадием , молибденом и другими элементами, имеют высокую стойкость против абразивного изнашивания. Высокомарганцевые аустенигные стали рекомендуются для наплавки деталей, подвергающихся абразивному изнашиванию в сочетании с сильными ударами, и применяются для восстановления крестовин стрелочных переводов, деталей дробильно-размольного оборудования, а также для исправления дефектов литья из стали Г13Л. Хром о нике левые и хромоникельмарганце -вые нержавеющие аустенигные стали в зависимости от легирования обладают высокой стойкостью в различных коррозионных средах. Для наплавки деталей, работающих в условиях абразивного, гидро- и газоабразивного изнашивания с ударами различной интенсивности, рекомендуют материа-лы типа высокохромистых чугунов. Кобальтовые сплавы способны сохранять твердость при высоких температурах, стойки против коррозии и эрозии Никелевые сплавы с хромом и бором обладают высокой жаропрочностью, кислотостойко-стью и износостойкостью.
Каждому типу наплавленного материала может соответствовать несколько конкретных со-
Таблица 1
Классификация, химический состав и твердость наплавленного металла наоснове железа
Тип наплавленного металла М ассовая доля элементов, % Твер- дость НРС
С Мп БІ Сг І\ІІ V Мо Прочие
Нелегированные и низколегирован-ныестали, содержащие < 0,4% С < 0,4 0,5-3,0 < 0,1 < 3,0 < 3,0 - - < 1,0 - 20-45
Нелегированные и низколегирован-ныестали, содержащие > 0,4% С > 0,4 0,5-3,0 < 0,1 < 5,0 < 3,0 - - < 1,0 - 52-60
Хромовольфрамовые, хромомолиб-деновы е т епл остойкие стал и 0,2-0,5 < 2,0 < 1,0 1,0-5,0 < 5,0 1,0-10,0 0,2-1,5 < 4,0 - 52-60
Вольфрамовые, вольфрамомолиб -деновыебыстрорежущие стали 0,6-1,5 < 0,5 < 0,4 4,0-6,0 - 1,5-18,0 < 3,0 < 10 Со< 15 52-60
Низкоуглеродистыехромисты е стали < 0,2 < 0,8 < 2,0 12-30 < 5,0 - - < 2,0 - 35-50
Хромистыесталис повышенным содержанием С 0,2-2,0 0,3-0,5 < 3,0 5,0-18,0 < 5,0 < 1,5 - < 2,0 - 50-60
Высокомарганцевыеаустенитные стали 0,5-1,2 11-18 < 4,0 < 5,0 < 4,0 - - < 1,0 - 25-35
Хромоникелевые, хромоникельмар-ганцевыеаустенитныестали < 0,3 1,0-8,0 < 5,0 12-20 8,0-25,0 - - < 5,0 \1Ь< 1,5 ТІ< 1,0 18-25
В ы сокохром исты е с пец иал ьны е чугуны 2,0-5,0 0,5-8,0 < 5,0 18-35 < 4,0 < 5,0 < 10 < 8,0 \1Ь< 1,5 ТІ< 1,0 В< 3,0 Со< 5,0 55-65
Кобальтовыесплавы с хромом и вольфрамом 0,7-0,3 - < 0,4 25-33 0-3,0 3-25 - 30-70 Ре< 6,0 42-45
Никелевыесплавы с хромом и бором < 0,1 - 2-5 8-18 65-85 - - - Со 1-1,5 В 1-5 54-56
Таблица 2
Проволока стальная наплавочная сплошного сечения
Марка проволоки М ассовая доля элементов, % Твер- дость НВ Твер- дость НРС Типичные объекты наплавки
С Мп БІ Сг \ІІ Прочие
Нп-35 0,32-0,40 0,5-0,8 0,2-0,4 <0,25 <0,3 - 160-220 - Оси, валы
Нп-45 0,42-0,50 0,5-0,8 0,2-0,4 <0,25 <0,3 - 160-220 - Оси, валы
Нп-65Г 0,6-0,7 0,7-1,0 0,2-0,4 <0,3 <0,3 - 230-310 - Крановыеколеса, опор-ныеролики
НП-30ХГСА 0,27-0,35 0,8-1,1 0,9-1,2 0,8-1,1 <0,4 - 220-300 - Крановые колеса, обжим-ныепрокагныевапки
НП-30Х5 0,27-0,35 0,4-0,7 0,2-0,5 4,0-6,0 <0,4 - - 37-42 Валки сортопрокатных станов
НП-40Х2Г2М 0,35-0,45 1,8-2,3 0,4-0,7 1,8-2,3 <0,4 0,8-1,2 Мо - 54-56 Коленвалы
НП-5ХНМ 0,50-0,60 0,5-0,8 0,4-0,7 1,8-2,3 <0,4 0,15-0,3 Мо - 40-50 Штамгы горячей штамповки
НП-50Х6ФМС 0,45-0,55 0,3-0,6 0,8-1,2 1,8-2,3 <0,4 0,35-0,55 V 1,2-1,6 Мо - 42-48 Штамгы, валки прокат -ных станов
НП-30Х13 0,25-0,35 <0,8 <0,8 12,0-14,0 <0,6 - - 32-38 Плунжеры гидропрессов
НП-40Х13 0,35-0,45 <0,8 <0,8 12,0-14,0 <0,6 - - 45-52 Различныеножи, штампы
НП-45Х4ВЗФ 0,4-0,5 0,8-1,2 0,7-1,0 3,6-4,6 <0,6 0,1-0,2 Ш 0,3-0,5 V - 38-45 Штамгы, валки сорт о- и листопрокатных станов
НП-65ХЗВ10Ф 0,55-0,65 1,3-1,8 0,4-0,7 2,6-3,6 <0,4 9,0-10,5 Ш 0,3-0,5 V - 42-50 Валкисорто- илистопрокатных станов
Таблица 3
Проволокастальная сварочная сплошного сечения для наплавки
Марка проволоки М ассовая доля элементов, % Твердость НВ Твердость НРС Типичные объекты наплавки
С Мп Бі Сг Прочие
Св-08 <0,1 0,35-0,60 <0,03 <0,15 - 120-160 - Оси, валы
Св-12ГС <0,14 0,8-1,1 0,60-0,90 <0,2 - 190-220 - Оси, валы
СВ-08Г2С 0,05-0,11 1,8-2,1 0,70-0,95 <0,2 - 180-210 - Оси, валы
СВ-18ХГС 0,15-0,22 0,8-1,1 0,90-1,20 0,8-1,1 - 240-300 - Оси, валы
СВ-20Х13 0,16-0,24 <0,3 <0,3 12,0-14,0 - - 42-48 Ролики М НЛЗ, плунжеры
СВ-10Х17Т <0,12 <0,8 ,7 О VI 16,0-18,0 0,2-0,5 Ті - 30-38 Запорная арматура
Таблица 4
Порошковая проволокадля наплавки деталей металлургического оборудования
Марка проволоки М ассовая доля элементов, % Твердость НВ Твер- дость НРС Типичные объекты наплавки
С Мп Бі Сг Мо Прочие
ПП-Нп-14ГСТ 0,14 0,5 0,6 - - 0,4 Ті 240-260 - Оси, валы
ПП-АН198 0,15 0,5 0,5 0,4 - 0,3 АІ 0,3 Ті 220-310 - Оси, валы, крановые колеса
ПП-Нп-18Х1Г1М 0,18 1,4 0,8 1,4 0,4 - 320-380 - Оси, валы, крановые колеса
ПП-Нп-30Х2Н2Г 0,30 1,5 0,6 1,8 - 1,4 І\1і - 42-48 Оси, валы, коленвалы
ПП-Нп-15Х4ГСМФ 0,15 1,1 0,9 3,7 1,1 0,4 V - 42-48 Оси, валы, коленвалы
ПП-Нп-15Х13 0,15 0,6 0,8 13,0 - - - 38-48 Оси, валы, ролики М НЛЗ
ПП-АН159 0,15 0,6 0,8 13,0 - - - 38-48 Ролики рольгангов, М НЛЗ
ПП-АН174 0,12 0,8 0,6 13,0 0,8 1,6 І\і 0,2 V - 38-48 Ролики рольгангов, М НЛЗ
ПП-Нп-25Х5ФМС 0,25 0,6 1,0 5,0 1,1 0,4 V - 48-52 Прокатные валки, штампы
ПП-Нп-35В9ХЗСФ 0,35 0,9 0,8 3,0 - 9,0 Ш 0^ - 48-52 Прокатные валки, штампы
ПП-АН105 0,8 13,0 0.4 - - 3,0 І\і 160-240 - Ж/д крестовины, литьеГ13Л
ПП-Нп-200Х12С1ГРТ 2,0 1,0 1,5 15,0 - 0,7 В 0,6 Ті - 50-56 Молотки роторных и коксовых дробилок
Таблица 5
Порошковые ленты для наплавки
Маркаленты Массовая доля элементов в наплавленном металле, % Твердость НРС Типичныеобъекты наплавки
С Мп Бі Сг Ті Прочие
ПЛ-Нп-10Г2СТ 0,1 2,0 1,0 - 0,2 - 20-26 Оси, валы
ПЛ-Нп-20Х2Г2СТ 0,2 2,0 1,0 2,0 0,7 0,4 Мо 38-45 Оси, валы, ролики
ПЛ-Нп-300Х25СЗН2Г2 3,0 2,0 3,0 25,0 - 2,0 І\і 50-56 Била, зубья ковшей экскаваторов
ПЛ-Нп-120Х22РЗГ2С 1,2 2,0 1,0 22,0 1,0 3,0 В 54-60 - « -
ПЛ-Нп-450Х20Б7М6В2 4,5 - 2,0 20,0 - 2.0 Ш 7.0 \1Ь 6.0 Мо 55-62 - « -
ПЛ-Нп-500Х40Н40С2Р 5,0 1,0 2,0 40,0 - 40,0 І\і 0,2 В 50-56 Конуса и чаши ЗА доменных печей
ПЛ-Нп-550Х44Н34ГСР 5,5 0,8 0,8 44,0 - 34,0 І\і 0,3 В 54-62 - « -
ПЛ-Нп- 12Х16Н8М6С5Г4Б 0,12 4,0 5,0 16,0 - 8,0 І\і 6.0 Мо 1.0 \1Ь 38-50 Энергетическая, нефтехимическая арматура
ПЛ-Нп-12Х18Н9С5Г2т 0,12 2,0 5,0 18,0 0,2 9,0 І\і 27-34 - « -
ставов наплавочных материалов в ввде штучных электродов, проволок и ленг. Для механизированной наплавки используют сплошные и по -рошковые проволоки и ленты. Химический состав, твердость наплавленного металла и назначение наиболее распространенных наплавочных и сварочных проволок приведены в табл. 2 и 3.
К сожалению, производство стальных высоколегированных электродных проволок, так необходимых для износостойкой наплавки, является очень трудоемким и экономически невыгодным процессом. Сравнительно просто задача производ-ства высоколегированных электрод ных материалов для механизированной наплавки решается с помощью порошковой проволоки. По сравнению с проволоками сплошного сечения порошковые проволоки обеспечивают более высокую производительность наплавки и большие возможности для легирования наплавленного металла. В промышленности применяется три типа порошковых проволок: для наплавки под флюсом, в среде защитных газов и открытой дугой В табл. 4 приведены составы и назначение наиболее распространенных порошковых проволок, разработанных в Институте электросварки им. Е.О. Патона (Украина).
Кроме порошковых проволок широко приме -няют порошковые ленты. Наплавка электродной лентой по сравнению с наплавкой электродной проволокой имеет ряд преимуществ, основными из которых являются высокая производительность и малая глубина проплавления основного металла. Ввиду того, что холод нокатаные (сплошного се -чения) ленты могут быть изготовлены только из пластичных деформируемых сплавов с неболь-шим содержанием углерода, то они не в полной мере удовлетворяют разнообразным требованиям, предъявляемым к наплавленному металлу. Этих недостатков лишены порошковые ленты, которые изготовляют на специальном оборудовании, снабженном дозирующими устройствами и роликами для формирования и завальцовки ленты -оболочки, а также уплотнения шихты порошковой ленты. Характерной особенностью порошковых лент является их универсальность. Ленты позволяют вести наплавку под флюсом и открытой дугой В табл. 5 приведены химические составы и назначение порошковых лент, которые рекомендуются для восстановления и упрочнения деталей металлургического оборудования.
УДК 338.51
Н. Т. Баскакова, С. В. Куликов, Н. Ф. Васильева, В. И. Кадошников
ПРОБЛЕМЫ ПРОВЕДЕНИЯ РЕМОНТОВ И ОБНОВЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФОНДОВ ДОМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
Любое промышленное предприятие, работающее в условиях рыночной экономики и кон -куренции, для поддержания высокого рейтинга на рынке требует постоянного обновле-ния орудий и средств труда.
Существующие направления воспроизводст-ва основных производстве иных фовдов (ОПФ) включают: новое строительство, разные формы обновления ОПФ, такие как реконструкция, техническое перевооружение, расширение и модернизация, а также при необходимости диверсификация производства в целом или отдельных подразделений, цехов, участков предприятия.
В условиях российских металлургических предприятий, имеющих высокий уровень фонд о -емкости продукции, одной из основных составляющих общей конкурентной стратегии будет стратегия обновления основных производственных фондов. Целью данного стратегического
направления является снижение себестоимости металлопродукции за счет оптимизации и снижения уровня затрат на ремонт на основе вновь введенных основных производственных фондов.
В современных условиях хозяйствования формирование затрат на ремонт ОПФ и оценка их эффективности важны для оптимизации пла-нирования и бюджетирования себестоимости металлопродукции в целом. Необходимость определения отличий между разными формами возмещения частичного (капитальный ре -монт) и текущего износа ОПФ (текущий ремонт и текущее обслуживание) связана с потребностью определения их однозначной стоимостной оценки, которая используется при существующей форме плановых ремонтов.
Доменное производство - достаточно сложный процесс, требующий большого количества специфического оборудования, учитывающего особен-
