close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY6847

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 6847
(13) C1
(19)
7
(51) C 21D 8/08, 1/02
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРОКАТА
BY 6847 C1
(21) Номер заявки: a 20010772
(22) 2001.09.13
(46) 2005.03.30
(71) Заявитель: Республиканское унитарное предприятие "Белорусский металлургический завод" (BY)
(72) Авторы: Тищенко Владимир Андреевич
(BY); Филиппов Вадим Владимирович
(BY); Жучков Сергей Михайлович (UA);
Тимошпольский Владимир Исаакович
(BY); Горбанев Аркадий Алексеевич
(UA); Курбатов Геннадий Александрович (BY); Стеблов Анвер Борисович
(BY); Шевченко Александр Данилович
(BY); Тимофеев Виктор Спиридонович
(BY)
(73) Патентообладатель: Республиканское
унитарное предприятие "Белорусский
металлургический завод" (BY)
(57)
Способ термической обработки проката, включающий циклическое охлаждение водой с
числом циклов, равным двум, регулирование скорости охлаждения в каждом цикле, переохлаждение поверхности проката ниже точки Мн, промежуточный и окончательный отогрев
поверхности и окончательное охлаждение на воздухе, отличающийся тем, что охлаждение
в первом цикле ведут со скоростью не ниже Vохл.1, °C/с, определяемой из выражения:
(Т к.пр. − 610) ⋅ К V
Vохл.1 =
,
F
0,2 + ( − 2,5) ⋅ 0,4
П
где Kv = 1 + (Vпр-19)0,054;
Vпр- скорость прокатки, м/с;
Тк.пр.- температура конца прокатки, °C;
F - площадь поперечного сечения проката, мм2;
П - периметр поперечного сечения проката, мм,
во втором цикле - со скоростью не ниже Vохл.2, °C/с, определяемой из выражения:
200 K V
,
Vохл.2 =
F
0,13 + ( − 2,5) ⋅ 0,12
П
промежуточный отогрев проводят до температуры Мн + (240-250) °C, а окончательный - до
температуры Мн + (50-70) °C, где Мн - температура начала мартенситного превращения.
(56)
SU 1456472 A1, 1989.
RU 2025503 C1, 1994.
RU 2081182 C1, 1997.
RU 2149193 C1, 2000.
BY 6847 C1
Изобретение относится к прокатному производству, в частности к термообработке арматурного проката в прутках и мотках с прокатного нагрева в потоке мелкосортных и
проволочных станов.
В качестве прототипа принят способ термической обработки проката [1]. Согласно
этому способу, стержневую арматуру с прокатного нагрева циклически охлаждают водой
с числом циклов, равным двум, и переохлаждением поверхности на глубину (0,15-0,2) R,
где R - радиус стержня, с промежуточным и окончательным отогревами поверхности. При
этом промежуточный отогрев проводят до температуры мартенситного превращения
Мн + (5-20) °C, а окончательный - до температур Мн + (100-250) °C. Циклическое охлаждение ведут в течение 1-2 с.
К недостаткам данного способа необходимо отнести следующее:
1. Низкая температура отогрева после первого цикла охлаждения снижает экономичность процесса, поскольку увеличивается время контакта воды с охлажденной до 100170 °C поверхностью металла, что требует увеличения длины участка охлаждения и расхода воды;
2. Повышенная температура отогрева поверхности после второго цикла охлаждения
снижает прочностные свойства готового проката. В результате невозможно получить высокопрочный арматурный прокат, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 10884 по классу
Ат800.
Таким образом, реализация указанного способа позволяет получить арматурный прокат с высокими пластическими свойствами, однако требуемые стандартами прочностные
характеристики для высоких классов прочности достичь не удается.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа термической обработки
проката в потоке стана, обеспечивающего повышение технико-экономических показателей работы стана за счет расширения сортамента выпускаемой им продукции без какихлибо капитальных затрат.
Технический результат, достигаемый в результате реализации предлагаемого технического решения, состоит в обеспечении производства арматурного проката с повышенными
прочностными и пластическими характеристиками до уровня класса Ат800 по ГОСТ
10884 при экономии затрат на реализацию процесса термической обработки проката в потоке стана.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что способ термической обработки
проката включает циклическое охлаждение водой с числом циклов, равным двум, регулирование скорости охлаждения в каждом цикле, переохлаждение поверхности проката ниже точки Mн, промежуточный и окончательный отогрев поверхности и окончательное охлаждение на воздухе. Охлаждение в первом цикле ведут со скоростью не ниже Vохл.1, °С/с,
определяемой из выражения:
Tк.пр. − 610 K v
Vохл.1 =
, °С / с,
§F
·
0,2 + ¨ − 2,5 ¸ 0,4
©П
¹
где Кv = 1 + (Vпр-19)0,054;
Vпр - скорость прокатки, м/с;
Тк.пр - температура конца прокатки, °C;
F - площадь поперечного сечения проката, мм2;
П - периметр сечения поперечного проката, мм.
Охлаждение во втором цикле ведут со скоростью не ниже Vохл.2, °С/с, определяемой из
выражения:
200 K v
V охл .2 =
, ° С / с.
§ F
·
0 ,13 + ¨ − 2 , 5 ¸ 0 ,12
©П
¹
(
)
2
BY 6847 C1
Промежуточный отогрев проводят до температуры Мн + (240-250) °C, а окончательный - до температуры Мн + (50-70) °C, где Мн - температура начала мартенситного превращения.
Способ осуществляется следующим образом.
Арматурный прокат из низколегированной кремнемарганцевой стали, например, марки 25Г2С после выхода из последней клети сортопрокатного стана подвергают термической обработке с прокатного нагрева путем охлаждения водой в установках термического
упрочнения проката, установленных после чистовой рабочей клети стана перед холодильником по ходу технологического процесса. Установки термического упрочения обеспечивают циклическое охлаждение проката с числом циклов, равным двум и регулирование
скорости охлаждения проката. Практически это реализуется путем отключения ряда центральных секций установки термического упрочнения проката. В процессе охлаждения
проката водой его поверхность переохлаждают до температуры ниже точки (температуры)
мартенситного превращения Мн, составляющей для стали 25Г2С порядка 320 °C, затем
проводят промежуточный отогрев поверхности проката до температуры 240-250 °C выше
точки мартенситного превращения Mн. После промежуточного отогрева поверхности проката его вновь охлаждают водой до температуры выше температуры мартенситного превращения Мн на 50-70 °C.
По завершению термической обработки проката в потоке стана осуществляют окончательное его охлаждение на воздухе на холодильнике прокатного стана.
Учитывая, что термическая обработка проката осуществляется в потоке непрерывного
стана при производстве разнообразного размерного сортамента арматурного проката, охлаждение поверхности раската осуществляют со скоростями, учитывающими скорость и
температуру конца прокатки на стане, а также геометрические параметры прокатываемого
профиля. Заявляемые зависимости, определяющие скорости охлаждения проката в каждом цикле установлены на основании математической обработки экспериментальных
данных, полученных в процессе проведения исследований по разработке заявляемого способа. Результаты исследований показали, что для решения поставленной в изобретении
задачи - повышения технико-экономических показателей работы стана за счет расширения сортамента выпускаемой продукции следует охлаждение в первом цикле вести со скоростью не ниже
Tк.пр. − 610 K v
Vохл.1 =
, °С / с,
§F
·
0,2 + ¨ − 2,5 ¸ 0,4
©П
¹
а во втором цикле - со скоростью не ниже
200K v
, °С / с,
Vохл.2 =
§F
·
0,13 + ¨ − 2,5 ¸ 0,12
©П
¹
где Kv = 1 + (Vпр-19)0,054;
Vпр - скорость прокатки, м/с;
Тк.пр - температура конца прокатки, °C;
F - площадь поперечного сечения проката, мм2;
П - периметр сечения поперечного проката, мм;
Мн - температура начала мартенситного превращения.
В процессе охлаждения проката водой со скоростью больше критической на поверхности проката образуется мартенситный слой с температурой 100-150 °C. Этот слой после
выхода из установки ускоренного охлаждения претерпевает отпуск за счет тепла центральной зоны раската. В центральной зоне переохлажденный аустенит распадается по
сложной схеме, определяемой температурой переохлаждения аустенита, которая зависит
от температуры отогрева (температуры самоотпуска) на выходе проката из участка уско-
(
)
3
BY 6847 C1
ренного охлаждения. В центральной зоне распад переохлажденного аустенита происходит, в основном, по диффузионному принципу с образованием феррито-перлитной структуры. В промежуточной зоне образуется структура бейнита. Поверхностная и промежуточная зоны образуются в процессе охлаждения проката водой. Образование структуры в
центральной зоне происходит на воздухе после выхода проката из участка охлаждения.
Механические свойства охлажденного проката определяются соотношением зон и конечными структурами в зонах.
Параметры заявляемого способа термической обработки проката были установлены в
процессе экспериментальных исследований, выполненных при прокатке опытной партии
арматурного проката № 10 мм из стали 25Г2С в потоке мелкосортного стана 320 Республиканского унитарного предприятия "Белорусский металлургический завод", при использовании существующей трассы охлаждения арматурного проката с прокатного нагрева.
Опытные плавки стали марки 25Г2С по химическому составу соответствовали требованиям ГОСТ 5781 (с содержанием углерода в готовом прокате 0,22-0,25 %). Объем опытной
партии - 500 т. В каждом исследуемом опытном режиме прокатывали по 50 заготовок.
В процессе прокатки фиксировали скорость и температуру конца прокатки и после
каждого цикла охлаждения. Скорость охлаждения в каждом цикле определяли по разности температур проката на входе и выходе из участка охлаждения и времени охлаждения.
Образцы для испытаний механических свойств готового проката при всех режимах отбирали от середины и переднего и заднего концов каждого мотка. Отдельные результаты
экспериментальных исследований, поясняющие сущность заявляемого технического решения, приведены в таблице, где представлены механические свойства арматурного проката в зависимости от исследуемых режимов термической обработки.
Анализ полученных результатов показал, что существующая технология охлаждения
арматурного проката, указанная в заводской технологической инструкции ТИ 840-П-12-92
(режим 1) не обеспечивает получение комплекса свойств, заданных ГОСТ 10884 для класса Ат800. Так, требования стандарта не выполнялись по пределу прочности σв и пределу
текучести σт на 19 % и 8 % образцов соответственно, а по относительному удлинению δs и
равномерному удлинению δр - на 21 % и 7 % соответственно.
При увеличении температуры отогрева после первого и второго циклов охлаждения
(режим 2) до величин, превышающих заявляемые в предлагаемом изобретении, требования стандарта не выполняются в основном по прочностным характеристикам, при понижении температур отогрева снижаются пластические свойства готового проката (режим
3). При скоростях охлаждения меньших заявляемых, не выполняются требования по
прочностным свойствам (режим 4).
Результаты экспериментальных исследований показали, что предлагаемый режим охлаждения (режим 5) обеспечивает полное соответствие прочностных и пластических характеристик арматурного проката требованиям ГОСТ 10884 для класса Ат800. При этом
не потребовалось внесения конструктивных изменений в существующую трассу охлаждения арматурного проката с прокатного нагрева, в частности, не потребовалось ее удлинения. Это свидетельствует о том, что реализация предлагаемого технического решения в
условиях непрерывного мелкосортного стана 320 Республиканского унитарного предприятия "Белорусский металлургический завод" и аналогичных ему станов 320/150 Молдавского и Дальневосточного металлургических заводов не потребует капитальных затрат.
Таким образом, использование предлагаемого способа термической обработки проката в потоке стана дает возможность повысить технико-экономические показатели его работы за счет расширения сортамента арматурного проката различных классов прочности,
производимого на стане. В частности, обеспечивается производство арматурного проката
с повышенными прочностными и пластическими характеристиками до уровня класса
Ат800 по ГОСТ 10884. При этом не требуются дополнительно капитальные затраты для
промышленной реализации предлагаемого технического решения в условиях действую4
BY 6847 C1
щих станов, что свидетельствует о решении поставленной технической задачи. Причем
достижение поставленной цели подтверждено результатами экспериментальных промышленных исследований в условиях действующего стана.
Механические свойства арматурного проката в состоянии поставки в зависимости от
температуры отогрева после 1 и 2 циклов и скорости водяного охлаждения
Температура ото- Скорость охлаж№№ регрева, °C
дения, °С/с
жима после 1 после 2
в1
во 2
цикла
цикла
цикле
цикле
1
640
2000
2
650
490
2100
1300
3
520
370
2400
1600
4
650
420
1400
900
5
610
410
2200
1460
Требования ГОСТ 10884 для кл. Ат800
σв, Н/мм2
σт, Н/мм2
δs, %
δp, %
950-1250
1112
975-1210
1141
1080-1290
1163
920-1130
1060
1000-1250
1198
1000
765-1150
912
780-1150
914
830-1190
978
750-1085
869
800-1120
1036
800
2-15
8,3
6-16
9,3
4-14
8,8
7-16
10,1
8-18
12,8
8
0,5-4,1
2,2
2-5,5
3,0
0,5-4,5
2,3
2-5,5
3,5
2-5,5
3,5
2
Примечание. 1. σв - временное сопротивление разрыву; σт - предел текучести;
δs - относительное удлинение; δр - равномерное удлинение.
2. В числителе - экстремальные значения, в знаменателе - среднеарифметические значения.
Источники информации:
1. SU 1456472 А 1, 1989 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
139 Кб
Теги
by6847, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа