Метод за получаване на сорбитизиран валцдрат за отговорни цели
Собственици на патент RU 2369643:
Изобретението се отнася до черната металургия, а именно до производството на валцдрат от високовъглеродни марки стомана, предназначен за по-нататъшна преработка в тел за производство на въжета и маркучи за високо налягане.
Недостатъкът на този метод е замърсяването на метала с неметални екзогенни включвания поради повишеното износване на облицовката на стоманения коф. Също така обхватът на тази технология е стеснен при липса на метална вакуумна инсталация в магазина.
Известният метод не осигурява желания технически резултат поради следните причини.
Известният метод не осигурява комбинацията от якостни (σv и σt) и пластични (δ5) свойства на крайния продукт, изисквани от стандарта, тъй като не отчита влиянието на отклоненията в химичния състав на стоманата в рамките на марката.
Валцът, получен по известен метод, се характеризира с недостатъчни пластични свойства, което води до повишено счупване на тел. Това се дължи на факта, че при висока скорост на леене скоростта на кристализация на получената непрекъснато отлята заготовка с малко квадратно сечение е доста висока, което води до образуването на груба дендритна структура и не осигурява пълно отстраняване на централната сегрегация. Последващото нерегулирано водно охлаждане след деформация при наличие на аксиална сегрегация и груба дендритна структура не позволява получаването на структура, еднаква в напречното сечение, което се отразява негативно на пластичните свойства на получения валцдрат, което пречи на процеса на изтегляне до зададените размери на телта за кабела и се придружава от прекъсвания в процеса на изтегляне.
Изобретението се основава на задачата за подобряване на метода за получаванесорбитизиран валцдрат за отговорни цели чрез оптимизиране на технологичните параметри. Очакваният технически резултат е намаляване на съдържанието на неметални включвания чрез осигуряване на оптимална скорост на кристализация на непрекъснато отлятата заготовка, което води до еднаква структура на напречното сечение и подобрява пластичните свойства на тел.
Проблемът се решава от факта, че в метода за получаване на сорбитизиран валцдрат с отговорно предназначение, включително топене на метал, изливане на метал в кофа за разливане на стомана, дезоксидация на метал в кофа за изливане на стомана, обработка извън пещта по химичен състав, индукция на шлака, продухване на метал с аргон, изливане на метал, валцуване на непрекъснато отлята заготовка за получаване на валцован прът с необходимия диаметър с помощта на вода и въздух след деформация охлаждане, съгласно изобретението, леенето на метал се извършва със скорост, избрана от съотношението:
където V - скорост на леене, m/min;
A - съотношението на страните на сечението на детайла;
T е температурата на метала в резервоара, °C;
0,028; 1,82; 44.34 - емпирични коефициенти, получени емпирично за определяне на ефекта на всеки параметър върху скоростта на леене,
и следдеформационно водно охлаждане на валцдрана се извършва до температурата на метала, определена от зависимостта:
където Тl.v.o е температурата на метала след водно охлаждане, °С;
δ10 - необходимо удължение, %;
d - диаметър на валцдрана, mm;
37,4; 0,0632; 0,06; 4.247 - емпирични коефициенти, получени емпирично за определяне на ефекта на всеки параметър върху относителното удължение.
Същността на предложеното техническо решение се състои в избора на скорост на изливане на метала в зависимост от напречното сечениенепрекъснато отлята заготовка, температура на метала в резервоара и съдържание на въглерод преди отливането, валцуване на непрекъснато отлятата заготовка с регулирано водно охлаждане до необходимия диаметър на валцдрат въз основа на необходимото относително удължение.
Процесът на получаване на валцдрат за отговорна цел е да се осигурят необходимите му пластични свойства поради регулирано водно охлаждане, което прави възможно получаването на преохладена аустенитна структура, равномерна в напречното сечение, а след това използването на интензивно въздушно охлаждане с помощта на вентилатори на конвейер за въздушно охлаждане води до получаване на структура, подобна на сорбит, близка до евтектоида.
Сорбитизиран валцдрат за отговорни цели се получава както следва. Междинният продукт се топи в стоманотопилната единица и при съдържание от 0,05 тегл.% въглерод се освобождава в 200-тонен коф за разливане на стомана. Преди пускането на метала в стоманения коф към дъното му се добавят 650 kg въглероден материал. В процеса на производство на метал в кофата бяха добавени шлакообразуващи агенти, 1100 kg фероманган и 780 kg феросилиций. Металът се продухва с аргон. Когато първите порции шлака от пещта се появиха на улея, подаването на аргон беше спряно и шлаката беше прекъсната. След освобождаването на метала кофата с метала се прехвърля в пещта на кофата. В пещта с кофа металът се продухва с аргон при дебит от 625 l/min в продължение на 3 минути, след което се измерва температурата на метала и се взема проба за определяне на химичния състав на метала. Химическият състав на метала е както следва, тегл.%: 0,63 въглерод, 0,16 силиций, 0,46 манган, 0,017 сяра и 0,007 фосфор, температурата на метала е 1524°C.
По време на продухването се коригира химическият състав на стоманатадобавки от феросплави и останалата част от въглеродсъдържащия материал под формата на тел с флюсова сърцевина.
След получаване на необходимите параметри: температура на метала 1524°C, необходимия химичен състав, тегл.%: 0,827 въглерод, 0,29 силиций, 0,56 манган, 0,005 сяра и 0,008 фосфор, металът се прехвърля в машина за непрекъснато леене на стомана. След като кофата беше монтирана на стенда, резервоарът беше напълнен с метал, измерена беше температурата на метала, която възлиза на 1500°C. Леенето се извършва на 5-нишкова машина за непрекъснато леене за формовъчна секция от 150 × 150 при скорост, избрана от предложената връзка:
След отливането и нарязването на метала на детайли с дължина 11700 mm, детайлите се поставят за охлаждане в кутия, където се охлаждат до 100°C. След това бяха взети проби (шаблони) от средните празни проби за всеки поток, за да се оцени макроструктурата. Ако макроструктурата отговаря на изискванията на нормативната документация, те се изпращат в цеха за сортиране.
След това валцуваните продукти бяха положени с формовъчна машина за намотки върху конвейер с въздушно охлаждане. След полагането беше фиксирана температурата на валцдрана, която беше 750°C, след което валцдратът беше подложен на въздушно охлаждане с помощта на 14 вентилатора до температура 400°C със скорост на охлаждане 3,5-4,5°C/s. След конвейера за въздушно охлаждане разгънатите завои бяха сглобени в бунт, чиято маса беше 2000 кг.
След това бяха взети проби от валцдрат, тествани и получени следните свойства: якост на опън (σB) 1190 N/mm 2 , относително удължение (δ10) 13%.
Валцът, получен по предложения метод, се характеризира с по-високи пластични свойства в сравнение с валцдрата, получен по известен метод - най-близкият аналог. По-късно, по време на рисуване, в присъствието на висшстойностите на удължение осигуряват по-висок общ коефициент на намаляване на студената работа, което намалява или елиминира броя пъти, когато трябва да се използва скъпият процес на патентоване.
По този начин използването на предложения метод позволява да се овладее производството на валцдрат за критични цели с необходимите пластични свойства, подобрява качеството и технологичността на производството на валцдрат, както и неговата по-нататъшна обработка на всички етапи с минимални разходи.