Способ изготовления термоупрочненной арматурной стали в мотках

 

Использование, изобретение относится к черной металлургии, в частности к термической обработке бунтовой арматурной стали с использованием тепла прокатного нагрева , и может быть использовано при термическом упрочнении проката в потоке проволочных станов. Цель изобретения - повышение прочностных и пластических характеристик готового проката и снижение разброса свойств по сечению мотка. Способ изготовления термоупрочненной арматурной стали в мотках включает горячую прокатку , ускоренное охлаждение до заданной температуры, смотку в моток и охлаждение на воздухе. Новым в способе является то, что ускоренное охлаждение осуществляют со среднемасссвой скоростью 1500- 2500°С/с с последующей выдержкой на воздухе в течение 0,2-0,3 с, перед смоткой в моток. Во время смотки осуществляют обработку каждого витка водовоздушной смеси. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 21 D 1/02, 9/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4872629/02 (22) 02.10.90 (46) 23.10.92. Бюл. М 39 (71) Западно-Сибирский металлургический комбинат им.50-летия Великого Октября (72) С,И,Морозов, А.И.Погорелов, Е.М,Демченко, А.Г.Клепиков, В.Г. Бухтеев, А.А, Маслаков, M.Â.Íèêèòàøåâ, М.В.Зезиков, В.В.Александров и Б,М,Чегодаев (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1399354, кл. С 21 D 1/02. 1988 г, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕРМОУПРОЧНЕННОЙ АРМАТУРНОЙ СТАЛИ В

МОТКАХ (57) Использование; изобретение относится к черной металлургии, в частности к термической обработке бунтовой арматурной стаИзобретение относится к черной металлургии, в частности, к термической обработке бунтовой арматурной стали с использованием тепла прокатного нагрева и может быть использовано при термическом упрочнении проката в потоке проволочных станов, Известны способы изготовления арматурной стали в мотках. Например, известен способ изготовления проволоки из низкоуглеродистой стали, преимущественно арматурной. включающий горячую прокатку, двухстадийное охлаждение со скоростью выше критической на первой стадии до 800—

900 С, à по истечении 0,02 — 0,05 сек проводят вторую стадию охлаждения до

500 — 650 С с последующим охлаждением на воздухе, удаление окалины, волочение и профилирование.

„„5U „„1770386 А1 ли с использованием тепла прокатного нагрева, и может быть использовано при термическом упрочнении проката в потоке проволочных станов. Цель изобретения— повышение прочностных и пластических характеристик готового проката и снижение разброса свойств по сечению мотка. Способ изготовления термоупрочненной арматурной стали в мотках включает горячую прокатку, ускоренное охлаждение до заданной температуры, смотку в моток и охлаждение на воздухе. Новым в способе является то, что ускоренное охлаждение осуществляют со среднемассовой скоростью 15002500 С/с с последующей выдержкой на воздухе в течение 0,2 — 0,3 с, перед смоткой в моток, Во время смотки осуществляют обработку каждого витка водовоздушной смеси.

2 табл.

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности и достигаемому положительному результату является способ изготовления арматурной стали в мотках, включающий горячую прокатку. ускоренное охлаждение до заданной температуры со скоростью 3000 — 8000 С/с. смотку в моток и охлаждение на воздухе. Недостатком известных способов является низкий уровень прочностных и пластических характеристик. Кроме этого, использование известных способов приводит к увеличенному разбросу свойств по сечению мотка.

Цель изобретения — повышение прочностных и пластических свойств стали и снижения разброса свойств по сечению мотка.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе изготовления арматурной стали в мотках, включающем горячую

1770386 прокатку, ускоренное охлаждение до заданной температуры, смотку в моток и охлаждение на воздухе, согласно изобретению ускоренное охлаждение осуществляют со среднемассовой скоростью 1500-2500 С/с с последующей выдержкой на воздухе в течение 0,2 — 0,3 с в процессе смотки осуществляют охлаждение каждого витка водовоздушной смесью. Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что ускоренное охлаждение осуществляют со среднемассовой скоростью 1500-2500 С/с с последующей выдержкой на воздухе в течение 0,2 — 0,3 с перед смоткой s мMоoтTоoк, à в процессе смотки осуществляют охлаждение каждого витка водовоздушной смесью. Экспериментально установлено, что для получения арматуры класса Ат-Ш с требуемыми свойствами по пределу прочности не менее

60 кгс/см и по пределу текучести не менее г

40 кгс/мм из углеродистой стали, например ст. 50 пс, среднемассовая скорость охлаждения раската должна быть не меíее 1500 С/с. С другой стороны, ускоренное охлаждение раската со cKGpocTblQ выше 2500 С/с может привести к протеканию бейнитного превращения и появлению в структуре участков грубого бейнита, что отрицательно сказывается на пластических свойствах стали.

Опытным путем установлено, что для выравнивания температуры по сечению проволоки после ускоренного охлаждения необходимо делать выдер>кку не менее 0,2 с. Это обеспечит получение более равномерной дисперсионной структуры при последующей обработке водовоздушной смесью. Выдер>кка в воздухе B течение более 0,3 с после ускоренного охлаждения нецелесообразна, так как идет отогрев поверхности раската за счет внутреннего тепла и снижается эффективность последующей обработки водавоздушной смесью, что отрицательно сказывается на уровне разброса свойств по сечению мотка. Осуществление обработки каждого витка водовоздушной смесью во время смотки обеспечивает снижение разброса свойств по сечению мотка. Осуществление обработки каждого витка водовоздушной смесью во время смотки обеспечивает снижение разброса свойств по сечению мотка. Из вышеупомянутого следует, что при соблюдении предлагаемой совокупности операций и последовательности и выполнения у полученного по предлагаемому способу металла появляются новые устройства (повышенные прочностные, пластические характеристики и низкий разброс свойств по сечению мотка), не совпадающие со свойствами металла, полученного по известным способам (1,2), т.е, предложенное техническое реше5 ние обладает критерием "существенные отличия", Пример осуществления предлагаемоlo способа. В мелкосортном цехе ЗападноСибирского металлургического комбината

10 на проволочном стане 250-1 проводили опытно-промышленное опробование предлагаемого способа при изготовлении арматурного профиля N 6 и М 8 на стали 5пс промышленной плавки. Для этого заготовки

15 сечением 80 х 80 нагревали до температуры

1200+20 С, прокатывали на непрерывном проволочном стане и проводили ускоренное охлаждение со среднемассовой скоростью

1500 — 2500 С/с с последующей выдер>ккой

20 на воздухе в течение 0,2 — 0,3 с перед смоткой в моток, Затем арматуру сматывали в моток с одновременной обработкой ка>кдого витка водовоздушной смесью. При этом было испытано несколько режимов, пре25 дусматривающих изменение параметров скоростей охлаждения и выдержек в заявляемом диапазоне их изменения и с выходом за граничные значения, После осуществления указанных режимов ускоренного охла>к30 дения и выдержек арматурных профилей N.

6 и М 8 определяли предел прочности, предел текучести и относительное удлинение.

Пробы для определения свойств отбирали с первых, средних и последних витков мотка, 35 что позволило установить уровень разброса свойств по сечению мотка, Кроме этого, испытания и по известному способу (прототипу), Полученные результаты испытаний

40 предлагаемого способа в сравнении с прототипом приведены в табл. 1 для арматуры

N 6 и в табл. 2 для арматуры К 8.

Из данных таблиц видно, что при изготовлении термоупрочненной арматурной

45 стали в мотках предлагаемым способом механические свойства у готового проката N 6 и М 8 выше (по пределу прочности на 7 — 12 кгс/мм; по пределу текучести на 6,5-9,5 кгс/мм при увеличении относительного

50 удлинения на 4 — 8,5 /,), чем у проката, полученного по известному способу (прототипу), который принят за базовый объект.

Кроме этого, разброс свойств по сечению мотка, полученного по предлагаемому спо55 собу в 1,5 — 2,0 раза ниже, чем по известному способу.

Использование предлагаемого способа изготовления термоупрочненной арматурной стали в мотках позволит по сравненик с прототипом повысить эксплуатационныс

1 )386

Формула изобретения

Способ изготовления термоупрочненной арматурной стали в мотках, включающий горячую прокатку, ускоренное

5 охлаждение до заданной температуры, смотку в моток и охлаждение на воздухе, отличающийся тем, что, с целью повышения прочностных и пластических свойств стали и снижения разброса свойств

10 по сечению мотка, ускоренное охлаждение осуществляют со среднемассовой скоростью 1500-2500 С/с с последующей выдер>ккой на воздухе в течение 0,2-0,3 с, а в процессе смотки осуществляют охлаждение

15 каждого витка водовоздушной смесью.

Таблица ?

В ремя выдвркки, лчеь п/и

Предел текучести кгс/мм

Предел прочности, кгс/мм

Среднемасс свая скорость охлаждения, Температура сметки, с

Относительное удлинение, 600 2000

600 2500

650 2000

0,3

0,3

0,2

0,4

700

0,I

Прототип

Я2 2Я

25,5

3000-8000

53-Я, 57,0

680-800

Таблица 2

Относительное удлинение, Предел текучести, кгс/мм

Время выдержки > сек

Предел прочности кгс/мм

%k п/и

Среднемассов скорость охдмдония, oG/

Температура сметки, С

Еаявляемое решение

0,2

650

I500

0,3

0,3

2500 г ч о»

2000

650

G,4

I000

Гt00

0,I

Прототип

22-26

24,0

«5 60

55,5

ЗОС0-8000

680-800 свойства термически упрочненного бунтового проката из среднеуглеродистых сталей, например 5пс. Кроме того, предлагаемый способ позволяет получать высокие прочностные и пластические свойства с минимальным разбросом свойств по сечению мотка на сталях, не содержащих таких дефицитных и дорогостоящих легирующих элементов, как марганец.

Экономический эффект за счет экономии марганца при производстве 150 тыс. тонн термоупрочненной арматуры в мотках из стали 5пс вместо стали 35ГС составит 30 тыс. рублей в год.

650 заявляемое I500 реше>гие 0,2

62-(7

64,5 йЫЙ

66>0

62=22

67,5

62-62.

64,0

54-Я»

57,5

5 - >

6I>0

62-6(, 64,0

65-68

66,5 77ß

67,5

62-65

63,5

ЦЗ-

57,0

5 -„ >

6I,5

Ы =Л

49,0 ат сД

5I,0

СЯ СД

5I,5 ñ

48. 5 9-4

42,5

«4,3 Я

46,5

4.6-4;9

47,5

48-52

50,0 99- Ц

50,5 49

48,0

38-Я

42,0

Ы=Ы

45>5

Ж-.22

3I,0

2 0

29,5 9 Я

30,0

Я!ЗД

33,5

g5-29

27,0

Я.-22

26,5 2-34

33,0

28-3Q

29.0 !7- 2

28,0 3

32,5

Я4 29

26,5 2

25,0