Аннотация 2
Введение 5
1 Анализ состояния вопроса восстановления и упрочнения прокатных валков 7
1.1 Описание изделия и условий его работы 7
1.2 Сведения о материале изделия 9
1.3 Базовая технология наплавки 11
1.4 Анализ источников научно-технической информации по вопросу восстановительной наплавки прокатных валков 16
1.5 Формулировка задач выпускной квалификационной работы 18
2 Проектная технология наплавки чугунных валков 20
2.1 Обоснование выбора способа восстановительной наплавки 20
2.2 Выбор наплавочных материалов 28
2.3 Операции проектного технологического процесса наплавки 32
3 Безопасность и экологичность предлагаемых технических решений 37
3.1 Технологическая характеристика объекта 37
3.2 Профессиональные риски при реализации предложенных технических решений 38
3.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков 39
3.4 Обеспечение пожарной безопасности 40
3.5 Обеспечение экологической безопасности технологического объекта 42
3.6 Заключение по разделу 43
4 Экономическая эффективность предлагаемых технологических решений 44
4.1 Вводная информация для выполнения экономических расчётов 44
4.2 Расчёт фонда времени работы оборудования 46
4.3 Расчет штучного времени 47
4.4 Расчет заводской себестоимости вариантов технологии сварки 51
4.5 Размер капитальных затрат реализации операций по базовому и проектному вариантам 59
4.6 Расчётное определение показателей экономической эффективности предлагаемых решений 64
Заключение по экономическому разделу 67
Заключение 68
Список используемой литературы 69
На станах горячей прокатки используют как стальные, так и чугунные валки. Несмотря на то, что чугунные валки по равнению со стальными, как правило, имеют более низкие технические свойства и склонны к поломкам при повышенных нагрузках или отклонениях от оптимальной технологии прокатки, их чаще применяют на прокатных станах, особенно в чистовых клетях [1]. Это объясняется меньшей стоимостью чугунных валков и тем, что они обеспечивают высокую чистоту поверхности проката. Валки являются основным рабочим инструментом в прокатном производстве, при помощи которого осуществляют деформацию металла, обжатие и вытяжку слитков и заготовок. Валки отличаются друг от друга по форме и размерами в зависимости от вида продукции, которую необходимо получить. У валков листовых станов бочка гладкая. На поверхности валков сортовых станов выточены ручьи, соответствующие профилю прокатываемого металла.
Именно низкая стоимость чугунных валков, особенно небольших размеров, и большие затраты на наплавку делают восстановление таких валков не всегда экономически оправданным. Иная ситуация с крупными прокатными чугунными валками, стоимость которых составляет десятки тысяч долларов. Расчеты показывают, что их наплавка становится экономически выгодной [1].
Для изготовления валков используют стали и чугуны различных марок. Стальные литые и кованые валки, обладающие высокой прочностью, но менее износостойкие применяют в менее нагруженных клетях. Чугунные литые валки менее прочные, чем стальные, но более износостойкие применят в предчистовых и чистовых клетях листопрокатных, сортопрокатных и трубных станах. Валки горячей прокатки в работе подвержены разнообразным циклическим по характеру и величине воздействиям: они нагреваются от прокатываемого металла и охлаждаются водой, испытывают большие удельные давления и напряжения от изгиба и кручения. В очаге деформации имеет место перемещение прокатываемого металла относительно поверхности валка. В результате действия охлаждающей среды, температуры и высокого удельного давления в рабочем поверхностном слое возникают окислительно-корозионные процессы. Работа валков в таких условиях сопровождается их износом, который проявляется в искажении формы рабочей поверхности бочки или калибра, в уменьшении диаметра и образовании сетки трещин с последующим выкрашиванием.
В настоящее время, как в странах СНГ так и за рубежом накоплен большой опыт восстановления наплавкой рабочего слоя стальных и чугунных валков [2-6]. Наплавка позволяет компенсировать изношенный слой и существенно увеличить долговечность валков, сократить их расход, повысить производительность прокатных станов. Состояние производства и применения прокатных валков в России и странах СНГ вызывает тревогу. По некоторым типам валков отставание от мирового уровня составляет около 30 лет [17]. Самый яркий пример это двухслойные рабочие валки с рабочим слоем из высокохромистого чугуна для чистовых клетей непрерывных широкополосных станов горячей прокатки. В дальнем зарубежье валки такого тина начали применять еще в начале 70-х годах XX века, а в России и странах СНГ - только несколько лет назад.
В последние годы в России и СНГ на многих станах появились современные валки разных типов ведущих мировых фирм. Специалисты в данной области получили доступ к новейшей информации по валкам.
Цель выпускной квалификационной работы - повышение эффективности электрошлаковой наплавки при восстановлении и упрочнении чугунных прокатных валков за счёт применения современных достижений науки и техники.
В работе поставлена цель - повышение эффективности электрошлаковой наплавки при восстановлении и упрочнении чугунных прокатных валков за счёт применения современных достижений науки и техники.
Базовая технология восстановительной наплавки предполагает использование наплавки под флюсом ленточным электродом. Однако эта технология имеет существенные недостатки. Производство легированной является весьма трудоёмким процессом.
На основании выполненного анализа возможных способов восстановительной наплавки обоснована эффективность применения электрошлаковой наплавки.
В ходе выполнения исполнительского раздела выпускной квалификационной работы были решены следующие задачи: анализа состояния вопроса выполнена постановка задач на выпускную квалификационную работу: 1) выполнить анализ и обосновать выбор способа восстановительной наплавки прокатных валков; 2) повысить эффективность выбранного способа восстановительной наплавки; 3) составить проектную технологию восстановительной наплавки.
Выполнен анализ проектной технологии ремонтной сварки на предмет наличия опасных и вредных производственных факторов.
Рассчитанный годовой экономический эффект с учетом капитальных вложений составляет 0,85 млн. рублей.
С учётом вышеизложенного можно сделать вывод о том, что поставленная цель выпускной квалификационной работы достигнута.
Полученные результаты выпускной квалификационной работы рекомендуются к использованию в производстве при выполнении ремонтной наплавки чугунных валков.
