Способ термического упрочнения и гидротранспортирования проката

Изобретение относится к области производства горячекатаного проката и предназначено для термического упрочнения и гидротранспортирования преимущественно мелких арматурных профилей. Задача изобретения - снижение расхода охладителя и энергозатрат при сохранении гидротранспортирования и обеспечение равномерного интенсивного охлаждения на его начальном этапе. Способ включает аустенитизацию, гидротранспортирование и охлаждение в закрытых камерах при избыточном статическом давлении движущимся потоком воды, противотоком - в начальной стадии и прямотоком - далее. Новым является то, что охлаждение противотоком осуществляют после начала охлаждения переднего конца раската прямотоком, а его длительность не превышает 0,1 длительности общего принудительного охлаждения.

 

Изобретение относится к области производства проката и его термической обработке после горячей прокатки, преимущественно мелкосортных арматурных профилей.

Известен способ термического упрочнения и гидротранспортирования проката в линии прокатных станов, включающий охлаждение потоком воды в закрытой камере при избыточном статическом давлении 0,5-10 МПа, движущимся в направлении проката с относительной скоростью 9-14 м/с [1].

Указанный способ характеризуется высоким расходом охладителя и энергозатратами и, кроме того, неравномерным теплосъемом с поверхности проката в начальной стадии охлаждения (до входа раската в закрытую камеру), что отрицательно сказывается при упрочнении мелкосортных арматурных профилей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) к заявляемому является способ термического упрочнения и гидротранспортирования проката, включающий горячую прокатку (аустенитизацию) и охлаждение в закрытых камерах потоком воды при избыточном статическом давлении, в начальной стадии - противотоком и далее - прямотоком [2].

Данный способ обеспечивает интенсивный равномерный теплосъем с поверхности проката в начальной стадии охлаждения (в противоточной камере) и гидротранспортирование раскатов.

Основным недостатком способа, как следует из описания, является повышенный расход охладителя и энергозатрат, необходимых для обеспечения гидротранспортирования раскатов, а также невозможность упрочнения мелких профилей, отличающихся малой продольной жесткостью, застревающих при вхождении в противоточную камеру.

Таким образом, в основу изобретения поставлена задача снижения расхода охладителя и энергозатрат при сохранении гидротранспортирующей способности и обеспечение условий равномерного интенсивного охлаждения на его начальном этапе, в том числе при упрочнении мелкосортных арматурных профилей.

Для достижения технического результата в известном способе термического упрочнения и гидротранспортирования проката, включающем аустенитизацию, гидротранспортирование и охлаждение проката в закрытых камерах при избыточном статическом давлении движущимся потоком воды с противоточной и прямоточной подачей воды, охлаждение проката в камере с противоточной подачей воды осуществляют после начала поступления переднего конца проката в камеру с прямоточной подачей воды, при этом длительность охлаждения в камере с противоточной подачей воды не превышает 0,1 длительности общего принудительного охлаждения.

Такое решение задачи позволяет реализовывать в противоточно-прямоточных системах охлаждения процесс термического упрочнения гидротранспортирования мелких арматурных профилей, обеспечивает условие равномерного теплосъема на начальном этапе охлаждения и снижение расхода охладителя и энергозатраты.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Раскаты, например, горячекатаных арматурных профилей по выходу из последней клети прокатного стана поступают в закрытую камеру охлаждения, имеющую участки вначале противоточного, затем прямоточного охлаждения, при этом передний конец раската проходит беспрепятственно через противоточную часть камеры, в которую в этот момент вода не подается, и далее поступает в постоянно заполненную водой прямоточную камеру, где подвергается транспортному усилию потока, и в этот момент в противоточную камеру подается охладитель. Далее на всем протяжении раскат без нарушения гидротранспортирования охлаждается противотоком и прямотоком. Все повторяется при входе в систему охлаждения каждого следующего раската.

Известно, что в закрытых камерах охлаждения с избыточным статическим давлением фактически реализуются условия охлаждения при граничных условиях “первого” рода, когда поверхность проката “практически мгновенно” охлаждается до температуры окружающей воды, температура поверхности в процессе охлаждения остается постоянной, а процесс охлаждения внутренних участков лимитируется теплофизическими константами материала.

“Практически мгновенно” при таких условиях охлаждения соответствует фактически долям секунды. Это означает, что при охлаждении противотоком в доли секунды происходит снижение температуры поверхности до температуры окружающей среды и дальнейший теплосъем (на участке прямоточной подачи охладителя) возможно производить при меньших скоростях потока охладителя и давлении воды. Исходя из этого фактора, а также минимизации отрицательного воздействия противотока на транспортирующую способность, определена длительность охлаждения противотоком - не более 0,1 от длительности общего охлаждения.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет реализовывать в противоточно-прямоточных системах охлаждения процесс термического упрочнения и гидротранспортирования мелких арматурных профилей, обеспечивает интенсивный равномерный теплосъем на начальном этапе охлаждения и снижение расхода охладителя и энергозатрат.

Способ опробован на проволочном стане 250-2 Магнитогорского металлургического комбината при термическом упрочнении арматурных профилей диаметром 6 и 8 мм на классы прочности А400, А500.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №635144, Кл. C21d.

2. Гончаров Ю.В., Ведишев И.П., Голодов Н.Н. и др. “Сталь”, 1982, №10, с.6-9.

Способ термического упрочнения и гидротранспортирования проката, включающий аустенитизацию, гидротранспортирование и охлаждение проката в закрытых камерах при избыточном статическом давлении движущимся потоком воды с противоточной и прямоточной подачей воды, отличающийся тем, что охлаждение проката в камере с противоточной подачей воды осуществляют после начала поступления переднего конца проката в камеру с прямоточной подачей воды, при этом длительность охлаждения в камере с противоточной подачей воды не превышает 0,1 длительности общего принудительного охлаждения.