2.4. Режим противофлокенной обработки колес (пфо)
В связи с повышенной флокеночувствительностью колесной стали, колеса после деформирования подвергают ПФО, предусматривающей охлаждение их до температуры 300-550 °С в охладительном конвейере и последующую изотермическую выдержку в конвейерных печах при температуре 600-650 °С.
ПФО осуществляется в трех конвейерных печах длиной 125 метров каждая. Печи отапливаются природным газом. Выдержка должна проводиться 3-3,5 часа. Нагрев и выдержка, осуществляется за счет циркулирующих продуктов сгорания.
Основные размеры рабочего пространства конвейерной печи: длина – 125 метров; ширина – 3,248 метра; высота – 2,040 метра.
При содержании водорода в колесной стали 7 см3/100 г и более, продолжительность пребывания колес в печи не менее 6 часов при скорости конвейера 0,35 м/мин.
ПФО, проведенная по представленному режиму, является самым эффективным способом снижения содержания водорода в стали, так как изотермическая выдержка ведется при температуре наивысшей подвижности свободного водорода.
2.5. Механическая обработка колес
Эта обработка, поставляемых в чистом виде колес, осуществляется в два этапа и на станках двух моделей.
На первом этапе, осуществляемом после изотермической выдержки и полного остывания колес, проводят механическую обработку на станках модели 1Б502, где колесо обрабатывают по всей поверхности, кроме ступицы колеса.
Второй этап механической обработки, проводится на станках модели 1Д502, где колесо обрабатывается после упрочняющей термической обработки. На этих станках обтачивается внутренняя поверхность ступицы колеса и отверстие в ней.
2.6. Термическая обработка колес
Для обеспечения механических свойств, в соответствии с ГОСТ 10791‑81, и высокой износостойкости колеса подвергают упрочняющей термической обработке по следующему температурному режиму (рис. 2.5):
Рис. 2.5 – Схема-график режима термического упрочнения колес колесопрокатного цеха
1. Нагрев колес в кольцевых печах под закалку до температуры 800‑860 °С в течение 1 часа 30 минут ± 15 минут. Всего в печах размещается 72 колеса. Производительность – 40-54 колеса в час. Печи отапливаются природным газом.
2. Закалка и охлаждение. Прерывистая закалка колес осуществляется на 6-ти закалочных машинах с помощью спрейерных установок. В качестве охлаждающей среды используют воду. Продолжительность закалки устанавливается в зависимости от содержания углерода в стали и составляет 140-200 с. Отвод тепла осуществляется с 3-х сторон для получения сквозной прокаливаемости и более высоких прочностных характеристик.
3. Подстуживание стоп колес осуществляется в течение 20-30 минут на воздухе, для выравнивания температуры по сечению колеса.
4. Отпуск колес. Для снятия внутренних напряжений, возникающих в металле при закалке, проводят отпуск колес в электроколодцах мощностью 145 кВт. Температура металла при отпуске составляет 460-570 С.
5. Охлаждение стоп колес проводят на воздухе в специальных ограждениях.
2.7. Методы контроля качества колес
От каждой партии колес отбирается одно колесо для проведения испытаний и контроля качества. Используются следующие методы контроля:
1. Метод сходимости точек. По методу сходимости точек после радиальной вырезки колеса проверяется уровень напряженного состояния колеса. Расстояние между кернами после разрезки колеса должна быть меньше первоначального расстояния на величину не менее 1 мм.
2. Метод глубокого травления. Этим методом осуществляется контроль макроструктуры колеса. Для этого изготовляют темплет поперечного сечения колеса и выдерживают его в 50 % -ном растворе соляной кислоты в течение 20 минут Оценку качества осуществляют по шкале макроструктур ТУ 14-15-005-88.
3. Замер твердости по Бринеллю проводят на глубине 30 мм от поверхности катания в трех точках.
4. Испытание на растяжение обода. Испытание проводят на образцах, размером 15х60 мм, отобранных по специальной схеме.
5. Испытания на ударную вязкость. Заготовки для испытания образцов на ударную вязкость имеют размеры 10х10х55 мм с U-образным надрезом посередине глубиной 2 мм и радиусом у основания 1 мм. При несоответствии одной из характеристик требованиям по ГОСТу, проводятся повторные испытания на удвоенном количестве колес.
6. Ультразвуковой контроль качества. Каждое колесо плавки подвергается ультразвуковому контролю на наличие внутренних дефектов металлургического происхождения.