РОЛИК АГРЕГАТА НЕПРЕРЫВНОГО ОТЖИГА Российский патент 2003 года по МПК F27D3/02 F27B9/20 

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству проката, и может быть использовано для транспортировки листового проката в агрегатах непрерывного отжига, а также при ремонте роликов агрегата непрерывного отжига.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является ролик агрегата непрерывного отжига, содержащий пустотелую бочку, надетую по краям на цилиндрические части пустотелых цапф, каждая из которых присоединена к бочке кольцевым сварным швом (ОАО "НЛМК", сборочный чертеж 427040 R "Ролик АНО", 1976). При этом каждый край бочки выходит за пределы цилиндрической части цапфы, а кольцевой шов выполнен угловым между внутренней поверхностью бочки и торцевой стороной цилиндрической части цапфы.

Недостатком известного технического решения является недостаточный ресурс эксплуатации ролика вследствие его выхода из строя из-за образования трещин в кольцевом сварном шве и невозможности ремонта ролика указанной конструкции.

Технический результат изобретения - повышение ресурса эксплуатации роликов агрегата непрерывного отжига за счет обеспечения возможности ремонта роликов, вышедших из строя вследствие разрушения сварного шва, соединяющего бочку и цапфу.

Технический результат достигается тем, что ролик агрегата непрерывного отжига содержит пустотелую бочку, надетую по краям на цилиндрические части пустотелых цапф, каждая из которых присоединена к бочке кольцевым сварным швом, при этом хотя бы один сварной шов соединяет торец бочки с цилиндрической частью цапфы, а торец бочки находится от края цилиндрической части цапфы в сторону бочки на расстоянии не более 0,8 длины цилиндрической части цапфы. Сварной шов получают преимущественно при ремонте ролика.

Изобретение поясняется чертежом, где показан общий вид ролика: 1 - бочка; 2 - цапфа, 3 - сварной шов между торцом бочки и цилиндрической частью цапфы; L - длина цилиндрической части цапфы; l - расстояние от края цилиндрической части цапфы до торца бочки.

Ролики агрегата непрерывного отжига работают в сложных условиях. При эксплуатации роликов рабочие температуры превышают 800^oС. В связи с этим для повышения длительности эксплуатации бочка ролика изготовлена из высоколегированной стали, например 20Х25Н20С2, а цапфы, испытывающие меньшее воздействие температур за счет водяного охлаждения, изготовлены из менее легированной стали, например Х18Н9.

В прототипе бочка с каждой из цапф соединена при помощи углового кольцевого шва, который соединяет внутреннюю поверхность бочки и торцевую сторону цилиндрической части цапфы. Возможность выполнения такого соединения обеспечивается за счет того, что каждый край бочки выходит за пределы цилиндрической части цапфы.

В процессе эксплуатации сварные соединения испытывают не только циклическое нагружение от силы натяжения транспортируемой прокатной полосы, но и деформации от неравномерного нагрева бочки и цапф, а также вследствие различия в коэффициентах линейного расширения сталей. Со временем в сварных соединениях образуются трещины, преимущественно по границе сплавления шва и металла бочки. В ряде случаев образование трещин сопровождается отколами торца бочки. Поскольку сварные швы располагаются в труднодоступных для осмотра местах, это затрудняет выявление и устранение (например, сваркой) трещин на ранних стадиях их образования. Поэтому в некоторых случаях трещины могут распространяться по всей длине сварного соединения, приводя к полному отделению цапфы от бочки и созданию аварийных ситуаций.

В связи с тем что образование трещин в сварных швах приводит к уменьшению толщины стенки бочки по месту расположения сварного шва, а также образованию отколов металла, восстановление ролика путем наложения нового сварного шва вместо разрушенного невозможно. Поэтому такие ролики с трещиной или отколом в области хотя бы одного сварного шва отгружались в металлолом.

В связи с вышеизложенным в предложенном техническом решении представлена новая конструкция ролика, у которого торец бочки находится над цилиндрической частью цапфы. Такая конструкция обеспечивается при ремонте вышедшего из строя ролика путем отрезки края бочки с отколом или трещиной в сварном шве. Новый сварной шов (полученный при ремонте ролика) в предложенной конструкции ролика расположен между торцом укороченной бочки и наружной поверхностью цилиндрической части цапфы. При периодических заменах роликов такой шов вследствие его доступности легко можно контролировать как визуально, так и другими методами, например ультразвуковыми приборами, на наличие как поверхностных, так и внутренних трещин. При обнаружении дефектов, которые еще не достигли больших размеров, их можно устранить за счет наложения сварного шва по дефектному участку. Исследованиями было установлено, что торец бочки должен находиться от края цилиндрической части цапфы на расстоянии не более 0,8 длины цилиндрической части цапфы. При превышении указанного предела сварной шов располагается на очень малом расстоянии от окончания цилиндрической части цапфы и быстро разрушается при эксплуатации ролика.

Пример выполнения ролика. Ролик агрегата непрерывного отжига, вышедший из строя вследствие образования трещин в сварных швах, соединяющих цапфы с бочкой, и отремонтированный, содержит пустотелую бочку, надетую по краям на цилиндрические части пустотелых цапф, каждая из которых присоединена к бочке с помощью кольцевого сварного шва, соединяющего торец бочки с цилиндрической частью цапфы. Толщина торца бочки по месту сварки 18 мм, катет сварных швов 16 мм. Материал бочки - сталь 20Х25Н20С2, цапф - Х18Н9. Длина цилиндрической части каждой из цапф L=200 мм, а расстояние от края цилиндрической части каждой цапфы в сторону бочки до торца бочки составляет l=20 мм, т.е. 0,1 длины цилиндрической части цапфы.

Технико-экономическое преимущество предложенной конструкции ролика состоит в повышении ресурса эксплуатации за счет его повторного использования и обеспечения возможности проведения периодических ремонтов сварных соединений ролика. При этом повышается производительность агрегата непрерывного отжига, т.к. предотвращается аварийный простой агрегата для замены разрушенного по сварному шву ролика.

Предложенная конструкция ролика может быть использована и в других установках или агрегатах, в которых предусмотрено применение транспортировочных роликов.

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству проката, и может быть использовано для транспортировки листового проката в агрегатах непрерывного отжига, а также при ремонте роликов агрегата непрерывного отжига. Технический результат изобретения - повышение ресурса эксплуатации роликов агрегата непрерывного отжига за счет обеспечения возможности ремонта роликов, вышедших из строя вследствие разрушения сварного шва, соединяющего бочку и цапфу. Технический результат достигается тем, что ролик агрегата непрерывного отжига содержит пустотелую бочку, надетую по краям на цилиндрические части пустотелых цапф, каждая из которых присоединена к бочке кольцевым сварным швом, при этом хотя бы один сварной шов соединяет торец бочки с цилиндрической частью цапфы, а торец бочки находится от края цилиндрической части цапфы в сторону бочки на расстоянии не более 0,8 длины цилиндрической части цапфы. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Ролик агрегата непрерывного отжига, содержащий пустотелую бочку, надетую по краям на цилиндрические части пустотелых цапф, каждая из которых присоединена к бочке кольцевым сварным швом, отличающийся тем, что хотя бы один сварной шов соединяет торец бочки с цилиндрической частью цапфы, а торец бочки находится от края цилиндрической части цапфы в сторону бочки на расстоянии не более 0,8 длины цилиндрической части цапфы. 2. Ролик по п.1, отличающийся тем, что сварной шов получен при ремонте ролика.