Способ нагрева под горячую деформацию углеродистых сталей с защитным покрытием
СОЮЗ СОВЕТСНИХ соцИАлистичесних
РЕСПУБЛИК иа SU ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР Г10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3632680/22-02 (22) 11.08.83 (46) 30.04,86. Бюл. У 16 (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Л.И.Брежнева (72) А.П.Грудев, Ю.В.Зильберг, М.М.Родман, В.В.Ребрин, Н.С.Кирвалидзе, А.А.Сильченко, Л.К.Багно, С.С.Стэба, А.А.Луковкин и С.Н.Роспутько (53) 621.785.02(088.8) (56) Патент США Р 3239391, кл. 48-16 (С 21 D 1/70), 1966. Авторское свидетельство СССР N - 981385, кл. С 21 D lj70, 1981. (54) (57) СПОСОБ НАГРЕВА ПОД ГОРЯЧУЮ ДЕФОРМАЦИЮ УГЛЕРОДИСТЬИ СТАЛЕЙ С 3АЩИТНЫМ ПОКРЫТИЕМ, включающий предварительное нанесение защитного покрытия преимущественно на основе огнеупорной глины на окисленную поверхность, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса нагрева при сохранении защитных свойств покрытия, покрытие наносят толщиной 20-40Х от толщины окисленного слоя, 1 12 Изобретение относится к черной металлургии, в частности к нагреву под горячую прокатку углеродистых сталей с предварительно нанесенным защитным покрытием. Цель изобретения — ускорение процесса нагрева при сохранении защитных свойств покрытия. Нанесение на окисленную поверхность углеродистой стали, защитного покрытия, толщина которого намного превышает толщину имеющегося окисленного слоя (окалины), приводит к снижению производительности нагрева металла с защитным покрытием под горячую деформацию, так как в этом случае, когда более 907 передачи тепла происходит радиационным путем, время нагрева существенно зависит от степени черноты защитного покрытия. Сущность изобретения состоит в том, что покрытие наносится слоем определенной толщины в зависимости от толщины окисленного слоя (окалины) на металле (толщина слоя окалины на поверхности заготовок из углеродистой стали равна 0,2-0,З мм). Для повышения степени черноты поверхности металла с покрытием н предлагаемом способе использован прием, основанный на том, что при нагреве происходит диффузионное внедрение окалины н покрытие с выходом ее на нагреваемую поверхность, при котором степень черноты покрытия становится практически равной степени черноты окалины. Оптимальное предлагаемое соотношение толщин слоя окалины и покрытия обосновано тем, что степень черноты становится близкой к степени черноты окалины при определенном соотношении между глиной и окалиной, обеспечивающем одновременно защитные свойства покрытия. С учетом того, что плотность окалины в 2,0-2,5 раза больше плотности глины, определяют оптимальное соотношение между толщинами слоев окалины и покрытия. Нижний предел соотношения толщин слоев (покрытие наносят слоем, составляющим 20Х от толщины окисленного слоя) определен из того положения, что окалина является сильным плавнем и при определенном содержании в глине существенно снижает температуру ее плавления. Из-за этого при температуре нагрева углеродистых 27692 2 40 25 сталей под горячую деформацию 1200о 1270 С покрытие расплавляется и пере" ходит иэ класса спекающихся в класс расплавляющихся, в связи с,чем полностью теряет свои защитные свойства .для данных сталей. Верхний предел соотношения толщин слоев покрытия и окисленного слоя (покрытие наносят слоем, составляющим 40% от толщины окисленного слоя) определяется необходимостью наличия минимального количества окалины, диффундирующей в покрытие для увеличения степени черноты последнего до степени черноты окалины. Пример. Проводили нагрев цилиндрических образцов диаметром 60 мм, длиной 120 мм из углеродистой стали Ст. ЭО н силитоной печи, нагретой до 1200 С. В качестве защитного покрытия испольэовали Часов-Ярскую огнеупорную глину марки Ч-1. Для нанесения его на поверхность образцов приготавливали водную суспенэию этой глины. Толщину слоя покрытия изменяли путем изменения концентрации глины в воде ° Нанесение покрытия производили методом погружения. После нанесения покрытия производили его сушку на воздухе. Для опытов были отобраны четыре группы образцов. Три иэ них со слоем окалины различной толщины, на которые наносили покрытие, на образцы четвертой группы покрытие не наносили. О производительности нагрева судили по времени нагрева образцон до 1180 С. Замеры температуры образцов во время нагрева производили с помощью платино-родиевых термопар, зачеканенных по оси заготовок. Для определения защитной эффективности покрытия после нагрева образцов до 1180 С производили их выдержку в течение 1 ч. После часовой выдержки образцы охлаждались в воде, имевшей температуру 23 С. При охлаждении в воде большая часть покрытия и образовавшейся окалины легко отделялись от образцов. Очистка поверхности образцов от остатков покрытия и окалины производилась механическим способом. Степень эффективности защитного действия покрытия определялась как отношение относительной потери массы образцов без покрытия к относительной потере массы образцон с покрытием. Для это Толщина слов, мм Загрузка, IP Обр!абзац, Ф Степень эффективности зенитного действие покрытие, раэ Ь еев †-а- !002 h реме нагрева цо 1180 С,ч Окалина, !1окрытие 6ф 6 веют т став покрытил отсутствуют o,ãî о,ог 1О,О го,о о;го О,О4 о,го О,О6 I 7 зо,о о,го 0,08 1,7 40,0 so,o 0 ° 20 0,1Î l,7 0,20 1,7 0,15 75,0 О,20 l 4 s,o 0,25 0,02 Зенитные свойства покрытие о ггутствуют о,г5 0,04 0,06 le,o 24,О! t5 1,ь 0,25 З2,0 о,os 1,7 0,25 1,7 4О,О О,1О 0,25 0,15 ЬО,О 1 ° 7 0,25 1З l5 0,25 Завмтпыс своЯство покрытие отсутствуют 6,7 o,ço o,ог 16 О,ЗО 0,04 1З,З 1,ÜÎ го,о 17 о,зо гг,о о,ов 16 1 ° 7O о,зо 1,7Î зз,о О,ЗО О,1О 50,0 0,15 1,7Î го о,зо 21 16 о,зо Ф Образцы без покрытие. ВНИИПИ Заказ 2266/29 Тираж 552 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 3 го производили взвешивание образцон перед нанесением покрытия и после нагрева и очистки их поверхности от остатков покрытия и окалины. Опыты включали три загрузки в печь семи образцов. В каждой загрузке толщина слоя окалины на образцах была разная (в пределах 0,2-0,3 мм), Из семи образцов шесть были с покрытием (разной толщины), нанесенным на слой окалины, и один без покрытия. Условия и результаты проведенных опытов представлены в таблице. Из анализа результатов опытон видно, что наименьшее время нагрева (наибольшая производительность нагрева) при обеспечении высоких защитных снойств покрытия наблюдается только при нанесении покрытия слоем 1227692 4 толщиной, равной 20-40Х от толщины слоя окалины (cM, образцы 111 2, 3, 4, 10, 11, 12, 17, )8 H 19). При нанесении покрытия слоем толщиной меньше 207 от общего слоя окалины теряются защитные свойства покрытия (см. образцы 111 l 8, 9, 15 и 16), а более 40X — увеличивается на 19-36Х длительностью нагрева металла (см. образцы 111 5, 6, 13 и 20), характеризующая производительность нагрева. Использование предлагаемого способа обеспечит по сравнению с известным повышение производительности нагрева, что позволит увеличить произнодительность прокатного стана, сокращение расхода топлива эа счет сокращения времени нагрева заготозп вок..
