Способ термической обработки холоднокатаной стальной ленты

 

Изобретение относится к термической обработке холоднокатаной стальной ленты. Целью изобретения является повышение производительности процесса отжига холоднокатаной стальной ленты. Рулоны ленты из стали 60 наматывают на оснастку, создавая между витками расстояние L = 5-20 мм, а между рулонами расстояние H, которое выбирается согласно зависимости: H = KH (D-D/2L -3), где H - высота рулонов, мм

D и D - диаметры наибольшего и наименьшего витков, мм

L - расстояние между витками, мм

K = 0,4-0,7 - эмпирический коэффициент. Оснастку с рулонами загружают в разогретую до 750-850°С камеру и производят вакуумирование. После разогрева садки до требуемой температуры 750-850°С в камеру подают углекислый газ и/или воду до давления 10-50 кПа и через каждые 1-10 мин камеру откачивают до давления, равного 30-70% от исходного, и снова подают углекислый газ и/или воду до давления 10-50 кПа. Время процесса определяется требуемой глубиной обезуглероженного слоя. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 D 3/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4329109/23-02 (22) 16.11.87 (46) 23.02.90. Бюл. N - 7 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения (72) В.В.Борисенко, Г.И.Данц, В.К.Колобанов„ В.С.Крылов, Б.И.Орлов, А.А.Стадников, С.В.Чернов

В.Б.Щилков (53) 621.785.79(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР.

N2 461144, кл. С 21 D 9/52, С 21 D 1/78, 1.975.

Авторское свидетельство СССР

11с 954452, кл. С 21 D 8/12, 1982. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛЬНОЙ ЛЕНТЫ (57) Изобретение относится к термической обработке холоднокатаной стальной ленты. Целью изобретения является повышение производительности процесса отжига холоднокатаной стальИзобретение относится к области термической обработки холоднокатаной стальной ленты, например предназначенной для изготовления резаков, применяющихся в кожевенной и обувной промьппленности.

Цель изобретения — повьппение производительности обезуглероживающего отжига холоднокатаной стальной ленты — достигается тем, что в способе термической обработки холоднокатаной

ЯО 154462п А1

2 ной ленты„Рулоны ленты из стали 60 наматывают на оснастку, создавая между витками расстояние 1 = 5-20 мм, а между рулонами расстояние h, которое выбирается согласно зависимости:

D-d

11 =KH(— — -3), где Н вЂ” высота руло21 нов, мм; D u d — диаметры наибольшего и наименьшего витков, мм, 1 расстояние между витками, мм; К =0,40,7 — эмпирический коэффициент. Оснастку с рулонами загружают в разоо гретую до 750-850 С камеру и производят вакуумирование. После разогрева садки до требуемой температуры

750-850 С в камеру подают углекислый газ и/или воду до давления 10-50 кПа и через каждые 1-10 мин камеру откачивают до давления, равного 30-70% от исходного, и снова подают углекислый газ и/или воду до давления 1050 кПа. Время процесса определяется требуемой глубиной обеэуглерожен,го слоя.. 1 э.п. ф-лы, 3 табл. стальной ленты, включающем загрузку рулонов ленты в вакуумную камеру, вакуумирование, нагрев, циклическую подачу и откачку обеэуглероживающей атмосферы, согласно изобретению подачу обезуглероживающей атмосферы производят путем напуска углекислого

rasa и/или воды до давления 10-50 кПа, откачку производят до давления, равного 30-70% от исходного, через каждые 1 — 10 мин, при этом рулоны ус820

Ге+ СО, = Fe0+ СО

/7 и/или

20 (с), + со 2со

Pñî

К р (с), со% (2) (3) 50

3 1544 г танавливают на расстоянии, которое выбирается согласно зависимости

D - d

h KH(— — -"3)

21 (1) где Н - высота рулонов, мм;

Э и Й вЂ” диаметры наибольшего и наименьшего витков рулонов, мм1

1 — расстояние между витками,мм;

К = 0,4-0,7 — эмпирический безразмерный коэффициент.

Повышение производительности процесса достигается за. счет увеличения давления, сокращения времени между последовательными сменами атмосферы, применения в качестве обеэуглероживающих газов сильных окислителей СО и Н О, обеспечивающих ускорение диффузионного процесса за счет повышения градиента концентрации углерода в ферритном слое, и сокращения времени нагрева садки вследствие прямого нагрева витков ленты излучением, которыи обеспечивается расположением рулонов ленты на расстоянии, которое определяется из зависимости (1).

Давление обезуглероживающей атмосферы 10-50 кПа и откачка до давления, равного 30-70Х от исходного, че- 30 рез каждые 1-10 мин установлены экспериментально и обеспечивают получение наибольшей скорости роста обезуглероживающего слоя.

Способ подачи обезуглероживающей атмосферы выбран в соответствии со

35 следующими представлениями о процессе обезуглероживания. При образовании ферритного слоя на поверхности ленты обезуглероживание ленты проие40 ходит по реакциям и/или (с) + н о = со + и„

1 Я. 2=

Р аРН

Р н о (С) р где (С),„ — концентрация углерода в феррите на поверхности

cK,,К < — константы равновесия реакций;

Р ср Рсоа парциалыпе давления, Рнр РЧ кПа, Из анализа этой реакции следует

9 что чем меньше отношения P /P со со и Р Р, /P u тем меньше концентрация углерода в феррите, равновесном с атмосферой, и чем ниже давление в системе, тем выше выход реакций. При данной температуре концентрация углерода в феррите на границе с аустенитом является постоянной величиной. Чем меньше отношения Р /Р со сод

РСОPн, PН О тем больше градиент концентраций углерода в феррите, следствием чего должно быть ускорение диффузионного отвода углерода из аустенита через Феррит. При наличии в системе СО и/или Н О возможно окисление железа по реакции

Fe + Н О = Рео + Н (5)

Как показывает термодинамический расчет, при температурах 750-850 С окисление железа не происходит при соотношении

Pco/Pco = 1 8 и/или P> /P

2 н о

Из приведенных соображений следует„ что для ускорения процесса обезуглеражиьания необходимо периодически производить смену обезуглероживающей атмосферы, которая обогащается С0 и/или Н<, а для предотвращения окисления необходимо иметь и обеэуглероживающей атмосфере некоторое количество этих газов, что в предложенном способе достигается частичной сменой атмосферы.

Диапазон давления обезуглероживающей атмосферы 10-50 кПа обусловлен следующими причинами.

При давлении ниже 10 кПа происходит замедление роста обезуглероженноного слоя, что обусловлено загрязнением атмосферы газами СО и/или Н, образующимися при обезуглероживании по реакциям (2), (3), и уменьшением массы напускаемого газа. При давлении выше 50 кПа появляется значительный слой окалины. Влияние давления на глубину обеэуглероживающего слоя приведено в табл.! (обезуглеро живание при 800 С 1 ч, смена атмосфео ры каждые 2 мин).

Диапазон остаточного давления рав" е ный 30-70Х от исходного давления J обусловлен следующими причинами.

П ри остаточном давлении менее,чем

307. . от исходного, появляется окали1 544 820 6 жерки и загрузки-выгрузки, Оснастку с рулонамн загружали в разогретую до

800 C камеру, произвели вакуумирование до 10 Па и включили нагрев. Че5 рез 20 мин после загрузки садки в камеру подали углекислый газ до давления 20 кПа. Через каждые 5 мпн проводили откачку камеры до 10 кПа и снова вводили углекислый газ до давления

20 кПа. 8а время обезуЪ"лероживания (60 мин) на поверхности,пенты получен ферритный слой толщиной 0,11 мм.

Влияние параметров способа на производительность обезуглероживающего от" жиг; (T=P00 C) приведено в табл.3.

По сравнению с известным предложенный zI0coC позволяет повысить производительность обезуглерожпвания за счет ускорения диффузионного процесса, 50 на. При остаточном давлении более, чем 707. от исходного, происходит замедление роста обезуглероженного слоя, что связано с обогащением ат мосферы СО и/или Н

Диапазон интервала времени между последовательными сменами атмосферы

1-10 мин обусловлен следующими причинами.

При уменьшении интервала ниже

1 мин появляется окалина, что объяс няется избытком окислительных газов

СО и/или Н О и недостатком образующихся прй обезуглероживании СО и/или Н . При увеличении интервала выше 10 мин происходит замедление роста обезуглероживаюшсго слоя, что связано с уменьшением массы напускаемого газа и обогащением атмосферы газами СО и/или Н . Влияние длительности цикла и величины остаточного давления на глубину обезуглероженного слоя при обработке в СО или в

Н О приведены в табл.2 (обезуглеро 2 а живание проводили при 800 С 1 ч при исходном давлении Р =20 кПа).

Расстояние между рулонами выбрано из условия облучения витков нагретыми стенками камеры для быстрого нагрева садки, а также из условия наибольшей загрузки камеры. Диапазон значений К = 0,4-0,7 обусловлен следующими причинами.

При K меньше 0,4 время нагрева внешних и внутренних витков отличается более, чем в 2 раза. При К больше

0,7 время нагрева внешних и внутренних витков одинаково, однако падает производительность процесса вследствие уменьшения садки.

П р и м е, р 1. Рулон ленты из стали б0 2 20 мм (Н = 20 мм) намотали на оснастку с расстоянием между витками 5 мм. Диаметр наименьшего витка

d = 400 мм, наибольшего D = 500 мм.

По формуле (1) определяли расстояние между рулонами h = 7 мм при К = 0 5.

Рулоны наматываются «а оснастку, выполненную в ниде крестовины с отверстием в центре. На лучах крестовины через каждые - 5 мм расположены пазы, в которые. заводят ленту при намотке.

Намотанные рулоны собирают в этажерку. Расстояние между рулонами регулируют втулками. Х нижней крестовине приварена трубка для сборки этаФормула изобретения

1. Сгособ термической обработки холоднокатаной стальной ленты, включаютий загрузку рулонов ленты в вакуумную камеру; вакуумирование, нагрев, L,HKëè÷åñêóí подачу и откачку обезуглероживающей атмосферы, о тличающийся тем, что, с целью повышения производительности обработки путем обеспечения ускорения,циффузионного процесса, подачу

35 обезуглероживающей атмосферы производят до давления 10-50 кПа, а откачку проводят до давления, равного

30-707 от исходного, через каждые

1-10 мин, при этом рулоны устанавливают друг от друга на расстоянии h которое выбирается согласно зависимости

D-d

h=KH (— — ---3)

21

У

45 где h — Расстояние между Рулонами,ьм;

К вЂ” безразмерный коэффициент, равный 0,4-0,7;

Н вЂ” высота рулона, мм;

 — диаметр наибольшего витка рулона, мм:

d — диаметр наименьшего витка рулона, мч;

1 — расстояние между витками рулона, мм.

2. Способ по п.l, о т л и а юшийся тем, что обезуглероживающая атмосфера состоит из углекислого газа и воды или воды, 1544820

Таблица 1

30

5 10

3 5

Р0, кПа

P остаточное, кПа

Глубина ферритного слоя, мм

15

О 06

0,07

О 03 О 08 О 09 О 08

Л, А л. 2

0,04 0,10 0,11 0,09

М

Числитель — обезуглероживание в СО, 4 знаменатель — в Н О;

Я Ф окалины на поверхности.

Таблица 2

Длительность цикла, мин

P остаточное кПа 0,5 1 5 10 15

Е, P

Глубина слоя, мм

О 04

0,05

О Об О 05.2. » й

0,07 0,06

О 05,а

0,05

О 03 л

0,04

18

О 07

«А»

0,07

О 08

0,09

О 0$

А

0,05

О 06

0,07

О 06 .а

0,06 о,у""

0,04

О 07 а

0,08

О 04

0,06

14

О 09

0, l0

О 12

0,13

О 08 ь

0,10

О 06

0,07

10

О 07

0,09

0 04

0,06

О 09

0,10

О 05 .Е

0,05

О 08

0,08 т

О 05

0,06

О 06

0,06

О 04

0,05

l0

Числитель — глубина слоя при обезуглероживании в СО, знаменатель — в Н О;

Ф+ окалина на поверхности.

1544820 а !С

Ф 0 о 2

Х

Ф х

%. tA

A (» Х и

l Х Х

aaa I

Х Х

0 Ц

С4 0 сб сР

О с

ИИИ

О

° ° » A

ОООО!

О Х

Р l Е

Ф f6 (б 0

ХХ

Ью

О ф

О ОСЧ (б

Оъ Саа С » Е»

O

И О .О

С(4 Р

Е m

Ю Ф

С4 Ю

СР 0

О О

СУ\ 0а

FQ Б

Il1

О И

О О

РЪ

О О О

01 Л И

И

О л ф

+ ой

Р» К

О О

И СЧ

О О

1

Е О

Ф Сб

С4 ф

СР Р

О И О

С Ъ «С»Ъ .

О О О

Ch Р ) СЧ

О О

О СР О

И И С»(О О Р Р

И И

О О

О.

СЧ И

° в

О

СС I((Х !

»

М Х

С» л

О О

»б С

»»

О О

И

»

Л СО

» Ю

О О

О

О

Ц

Ф О

Х сб

Ф 6

X Х ф Ф

ООО

ООО

С 1 С»1

О б

О О

О О

С»Ъ

О О

О О

M Р ) O O О О ООО

О О О О О ООО

МЭ, С7 И сО сР»О Р О а 4

oI

I Bg

О О сЧ И

О О

СЧ

О О

СЧ N

ООО

CCa CO СО

О О

CO C0

О

О

О

Р

Х

О

Ф

1 I Сб

Ф

l а 1

И

Ф 1

1

Е» .О

Р

СЧ СП а И а0 Л СО

I E» (-Х Ea I

СО .. C4 0 е ЕЕ

С440 1 (:eeO4

ХЕХО

Ф1

О о I

Х I P» 1

Х ((»» (О (»

О 1

О l

Р» I М

I

» 1

l

I !

1

I

I

I 1

Сб

I й, 1 С

I C4 ! Х

С Л

СЧ И СО И

ОЧО О I- «(СЧ О(СЧ о

О1- Π— - - -1- О

» В » е(л s

О О О!О OIO О(С О

2 Й

Х Ф (б

5 mr

О» О ф

П Ф» ° е4Х Ц

OOХб(с ) (с сб ф В

Ы CI °

С! X E

Iaa (4a О

О ф Ф

ИСЧ Х Х

» E»

О Ф б( О Р фО. с ъ СР tf сч

1 Е

1 О

1 в

1 О

I !

1 lO

4

I сб

I Х

1 Ol (. Х

1 Q

Ы ф

Р

О Ф

Х 4

О 3

О Ca(Х Ф

О О

1 ! %

I !

Способ термической обработки холоднокатаной стальной ленты Способ термической обработки холоднокатаной стальной ленты Способ термической обработки холоднокатаной стальной ленты Способ термической обработки холоднокатаной стальной ленты Способ термической обработки холоднокатаной стальной ленты 

 

Похожие патенты:
Изобретение относится к технологиям, обеспечивающим износостойкость изделий за счет изменения состава и структуры поверхностных слоев этих изделий, и может быть использовано для обработки чугунных изделий, работающих в условиях абразивного, гидроабразивного, коррозионно-механического износа, сухого трения

Изобретение относится к области литейного производства и предназначено доя получения литой стальной дроби для охоты
Наверх