Способ прокатки сварочной проволоки из атмосферостойкой стали для мостов

Авторы патента:

C21D8/06 - при изготовлении прутков или проволоки

C21D1/00 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

B21B3/02 - прокатка сплавов на основе железа

B21B1/16 - для прокатки проволоки и прочих изделий малого сечения

Владельцы патента RU 2787324:

НАНЬЦЗИН АЙРОН И СТИИЛ КО., ЛТД (CN)

Изобретение относится к способу прокатки сварочной проволоки из атмосферостойкой стали для мостов. Осуществляют нагрев, горячую прокатку и медленное охлаждение проволоки. При этом нагрев имеет контролируемую температуру 960-1000°C. Горячая прокатка имеет контролируемую конечную температуру 805-835°C. Медленное охлаждение осуществляют при открытой крышке на впуске линии воздушного охлаждения. В результате уменьшается энергопотребление. 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 5 пр.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к технической области черной металлургии и обработки, в частности к способу прокатки сварочной проволоки из атмосферостойкой стали для мостов, и конкретно к способу прокатки, способному эффективно контролировать горячекатаную структуру атмосферостойкой стали.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

С увеличением стоимости обслуживания и управления эксплуатацией обычных мостов предъявляются все более высокие требования к их долговечности, в связи с чем ожидается появление мостов из атмосферостойкой стали без покрытия, которые позволят снизить стоимость периодического обслуживания и имеют более значительные преимущества, особенно в регионах вблизи береговой линии, где они претерпевают серьезных повреждений от воздействия соленой воды. В настоящее время в стране активно проектируются мосты из атмосферостойкой стали без покрытия, а в Стратегии развития новых материальных ресурсов до 2035 года предусматривается использование атмосферостойкой мостовой стали прочностью 500 МПа.

Технологический маршрут в рамках стандартного процесса производства сварочной проволоки из атмосферостойкой стали для мостов выглядит следующим образом: горячекатаная проволока → кислотное травление → фосфатирование → черновое волочение → отжиг → чистовое волочение → покрытие медью → намотка → упаковка и складирование. В горячекатаной проволоке, полученной при обычном процессе прокатки, имеется большое количество мартенситных структур, и если в промежуточном калибре не проводится обработка отжигом, то на этапе чистового волочения и намотки проволока имеет высокую степень разрыва и, соответственно, нормальная работа с ней не может быть обеспечена. При этом отжиг проволоки в промежуточном калибре увеличивает стоимость обработки и влияет на эффективность производства, поэтому предприятия по обработке сварочной проволоки очень надеются, что сталелитейные заводы смогут решить проблему низкой производительности волочения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель настоящего изобретения заключается в обеспечении способа прокатки сварочной проволоки из атмосферостойкой стали для мостов, который сможет устранить мартенситные структуры в горячекатаном материале и улучшить характеристики волочения.

Техническая схема, принятая в настоящем изобретении, представляет собой процесс прокатки сварочной проволоки из атмосферостойкой стали для мостов, включающий процедуру нагрева, процедуру горячей прокатки и процедуру медленного охлаждения. При этом процедура нагрева имеет контролируемую температуру нагрева 960-1000°C, процедура горячей прокатки имеет контролируемую конечную температуру прокатки 805-835°C, а процедура медленного охлаждения осуществляется при открытой крышке на впуске линии воздушного охлаждения.

В предпочтительном варианте реализации процедура нагрева осуществляется в режиме подачи стали по одному шагу после каждых трех заготовок, т.е. одна процедура после подачи каждых трех заготовок. Этот режим может сократить длительность выдержки заготовок в печи и эффективно избежать повышения прочности в результате воздействия сплава со структурой твердого раствора.

Процедура горячей прокатки предпочтительно выполняется в двухфазной области (α + γ), а фазовый переход вызывается деформацией для быстрого увеличения доли феррита, и в то же время для дробления прожилок, увеличения точек зародышеобразования и увеличения скорости перехода аустенита в феррит и бейнит.

Процедура медленного охлаждения осуществляется с открытой на впуске крышкой, чтобы увеличить степень переохлаждения, необходимую для фазового перехода, и улучшить скорость фазового перехода. Все остальные крышки во время процедуры медленного охлаждения преимущественно остаются закрытыми, чтобы обеспечить преобразование аустенита в феррит и бейнит без образования мартенсита.

В предлагаемом изобретении процедура нагрева, процедура горячей прокатки и процедура медленного охлаждения оптимизированы, в результате чего мартенситная структура в горячекатаном материале успешно устранена, доля феррита в металлографической структуре увеличена с 40% до более чем 70%, а остальная часть представляет собой зернистую бейнитовую структуру; производительность волочения значительно улучшена, коэффициент разрыва проволоки во время процедуры волочения в процессе обработки сварочной проволоки ниже 0,5 на тонну, и горячекатаная волоченая проволока может быть непосредственно вытянута в сварочную проволоку диаметром 1,2 мм. Таким образом, в отожженном состоянии полностью достигается необходимое качество.

Положительные эффекты: в настоящем изобретении (1) структура горячекатаного материала, включающая феррит и гранулированный бейнит, и не включающая мартенсит, влияющий на волочение, может эффективно контролироваться без воздействия на процесс волочения; (2) горячекатаная волоченая проволока может быть непосредственно вытянута в сварочную проволоку диаметром 1,2 мм без отжига, что снижает степень разрыва проволоки во время процедуры волочения; (3) производственные затраты сохраняются на том же уровне, а стоимость сырья снижается, что приносит значительную экономическую выгоду.

В частности, по сравнению с обычным процессом, температура нагрева для настоящего изобретения понижена, что позволяет снизить потребление энергии на тонну стали на 10,7 юаней, а затраты сталелитейного завода - на 10 700 юаней в год из расчета 1 000 тонн в год. Процедура отжига опускается, и в этом случае стоимость тонны стали может быть снижена на 350 юаней, а прямые затраты предприятий по обработке сварочной проволоки могут быть снижены на 350000 юаней в год из расчета 1000 тонн в год.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

ФИГ. 1 представляет собой схематическую диаграмму режима подачи стали согласно настоящему изобретению; и

ФИГ. 2 представляет собой принципиальную схему устройства линии воздушного охлаждения для настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Техническое решение настоящего изобретения описывается далее со ссылкой на чертежи и варианты осуществления.

Маршрут обработки сварочной проволоки из атмосферостойкой стали в настоящем изобретении выглядит следующим образом: расплавленный чугун и стальной лом → дуговая сталеплавильная печь (ДСП) → рафинирование в установке «печь-ковш» (УПК) → вакуумная дегазация (ВД) → непрерывная разливка 150² → нагрев → горячая прокатка → медленное охлаждение → сбор мотков → осмотр → упаковка и складирование. Процедура нагрева, процедура горячей прокатки и процедура медленного охлаждения в рамках процесса прокатки оптимизированы. При этом процедура нагрева и процедура горячей прокатки осуществляются при низкотемпературном режиме. Процедура нагрева осуществляется в режиме подачи стали по одному шагу после каждых трех заготовок, как показано на ФИГ. 1. Линия регулируемого воздушного охлаждения в процессе медленного охлаждения показана на ФИГ. 2. Крышка №1 расположена на впуске линии воздушного охлаждения. В примерах вариантов осуществления настоящего изобретения используется сварочная проволока из атмосферостойкой стали ER55-1.

Вариант осуществления 1

Маршрут обработки сварочной проволоки из атмосферостойкой стали ER55-1 выглядит следующим образом: расплавленный чугун и стальной лом → дуговая сталеплавильная печь (ДСП) → рафинирование в установке «печь-ковш» (УПК) → вакуумная дегазация (ВД) → непрерывная разливка → нагрев → горячая прокатка → медленное охлаждение → сбор мотков → осмотр →горячекатаная проволока → кислотное травление → фосфатирование → черновое волочение → чистовое волочение → покрытие медью → намотка → упаковка и складирование. Процедура нагрева, процедура горячей прокатки и процедура медленного охлаждения в процессе прокатки оптимизированы. При этом температура нагрева составляет 980°C, конечная температура прокатки в рамках процедуры горячей прокатки составляет 820°C, а крышка №1 линии регулируемого воздушного охлаждения открыта, остальные крышки закрыты.

Вариант осуществления 2

Маршрут обработки сварочной проволоки из атмосферостойкой стали ER55-1 выглядит следующим образом: расплавленный чугун и стальной лом → дуговая сталеплавильная печь (ДСП) → рафинирование в установке «печь-ковш» (УПК) → вакуумная дегазация (ВД) → непрерывная разливка → нагрев → горячая прокатка → медленное охлаждение → сбор мотков → осмотр →горячекатаная проволока → кислотное травление → фосфатирование → черновое волочение → чистовое волочение → покрытие медью → намотка → упаковка и складирование. Процедура нагрева, процедура горячей прокатки и процедура медленного охлаждения в процессе прокатки оптимизированы. При этом температура нагрева составляет 1000°C, конечная температура прокатки в рамках процедуры горячей прокатки составляет 805°C, а крышка №1 линии регулируемого воздушного охлаждения открыта, остальные крышки закрыты.

Вариант осуществления 3

Маршрут обработки сварочной проволоки из атмосферостойкой стали ER55-1 выглядит следующим образом: расплавленный чугун и стальной лом → дуговая сталеплавильная печь (ДСП) → рафинирование в установке «печь-ковш» (УПК) → вакуумная дегазация (ВД) → непрерывная разливка → нагрев → горячая прокатка → медленное охлаждение → сбор мотков → осмотр →горячекатаная проволока → кислотное травление → фосфатирование → черновое волочение → чистовое волочение → покрытие медью → намотка → упаковка и складирование. Процедура нагрева, процедура горячей прокатки и процедура медленного охлаждения в процессе прокатки оптимизированы. При этом температура нагрева составляет 960°C, конечная температура прокатки в рамках процедуры горячей прокатки составляет 835°C, а крышка №1 линии регулируемого воздушного охлаждения открыта, остальные крышки закрыты.

Сравнительный пример 1

Маршрут обработки сварочной проволоки из атмосферостойкой стали ER55-1 выглядит следующим образом: расплавленный чугун и стальной лом → дуговая сталеплавильная печь (ДСП) → рафинирование в установке «печь-ковш» (УПК) → вакуумная дегазация (ВД) → непрерывная разливка → нагрев → горячая прокатка → медленное охлаждение → сбор мотков → осмотр →горячекатаная проволока → кислотное травление → фосфатирование → черновое волочение → чистовое волочение → покрытие медью → намотка → упаковка и складирование. Процесс прокатки представляет собой стандартный процесс, при котором температура нагрева составляет 1130°C, температура окончательной прокатки в процессе горячей прокатки составляет 895°C, а все крышки линии регулируемого воздушного охлаждения закрыты.

Сравнительный пример 2

Маршрут обработки сварочной проволоки из атмосферостойкой стали ER55-1 выглядит следующим образом: расплавленный чугун и стальной лом → дуговая сталеплавильная печь (ДСП) → рафинирование в установке «печь-ковш» (УПК) → вакуумная дегазация (ВД) → непрерывная разливка → нагрев → горячая прокатка → медленное охлаждение → сбор мотков → осмотр →горячекатаная проволока → кислотное травление → фосфатирование → черновое волочение → отжиг → чистовое волочение → покрытие медью → намотка → упаковка и складирование. Процесс прокатки представляет собой стандартный процесс, при котором температура нагрева составляет 1100°C, температура окончательной прокатки в процессе горячей прокатки составляет 880°C, а все крышки линии регулируемого воздушного охлаждения закрыты. Для устранения мартенситной структуры добавляется процедура отжига.

Сварочная проволока из атмосферостойкой стали ER55-1 в Вариантах осуществления 1-3 и Сравнительных примерах 1-2 проверяются на предмет механической усадки поверхности, структуры, прочности при растяжении в горячекатаном состоянии и степени разрыва проволоки во время процедуры волочения. Конкретные результаты приведены в Таблице 1.

Таблица 1. Результаты проверки сварочной проволоки из атмосферостойкой стали ER55-1 в соответствии с Вариантами осуществления и Сравнительными примерами

	Механическая усадка поверхности	Структура	Прочность при растяжении в горячекатаном состоянии	Степень разрыва проволоки во время процедуры волочения
Вариант осуществления 1	68%	Феррит + бейнит	628 МПа	0,4 на тонну
Вариант осуществления 2	70%	Феррит + бейнит	595 МПа	0,5 на тонну
Вариант осуществления 3	68%	Феррит + бейнит	640 МПа	0,3 на тонну
Сравнительный пример 1	60%	Феррит + бейнит + мартенсит	740 МПа	15 на тонну
Сравнительный пример 2	63%	Феррит + бейнит	690 МПа	0,5 на тонну

Как видно из Таблицы 1, сварочная проволока из атмосферостойкой стали, выполненная в соответствии с настоящим изобретением, имеет механическую поверхностную усадку более 65%, предел прочности при растяжении в горячекатаном состоянии в диапазоне 595-640 МПа, металлографическую структуру, состоящую из большого количества феррита и небольшого количества гранулированного бейнита (без включения мартенситной структуры), а также значительно сниженную степень разрыва во время процедуры волочения. Все технологические процессы обработки материала могут быть завершены без процедуры отжига путем прокатки, а подготовленные сварочные проволоки в отожженном состоянии полностью достигают необходимого качества.

1. Способ прокатки сварочной проволоки из атмосферостойкой стали для мостов, включающий процедуру нагрева, процедуру горячей прокатки и процедуру медленного охлаждения, при этом процедура нагрева имеет контролируемую температуру нагрева 960-1000°C, процедура горячей прокатки имеет контролируемую конечную температуру прокатки 805-835°C, а процедуру медленного охлаждения осуществляют при открытой крышке на впуске линии воздушного охлаждения.

2. Способ по п. 1, в котором процедуру нагрева осуществляют в режиме подачи стальных заготовок по одному шагу после каждых трех заготовок.

3. Способ по п. 2, в котором режим подачи стальных заготовок по одному шагу после каждых трех заготовок сокращает длительность выдержки заготовок в печи.

4. Способ по п. 1, в котором процедуру горячей прокатки выполняют в двухфазной области (α+γ).

5. Способ по п. 1, в котором процедуру медленного охлаждения осуществляют при закрытых остальных крышках линии воздушного охлаждения.

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам получения заготовок и их термической обработки из немагнитных коррозионностойких аустенитных сталей, и может быть использовано в машиностроительной, энергетической, химической и других отраслях промышленности, которые являются потребителями немагнитных коррозионностойких аустенитных сталей с сочетанием высокой прочности и пластичности.

Железо-марганцевый сплав с улучшенной свариваемостью // 2772883

Изобретение относится к железомарганцевому сплаву, который может быть использован для изготовления деталей и сварных узлов, работающих в условиях изменяющихся температур. Сплав содержит, мас.%: 25,0 ≤ Mn ≤ 32,0, 7,0 ≤ Cr ≤ 14,0, 0 ≤ Ni ≤ 2,5, 0,05 ≤ N ≤ 0,30, 0,1 ≤ Si ≤ 0,5, необязательно 0,010 ≤ редкоземельные элементы ≤ 0,14, остальное - железо и остаточные элементы, полученные в результате изготовления.

Способ и устройство для управления термосиловой обработкой // 2768412

Группа изобретений относится к способу управления термосиловой обработкой заготовки вала и устройству для его осуществления. Способ включает нанесение реперных меток на крайние деформируемые участки заготовки, расположенные на противоположных концах заготовки вала, нагрев стапеля с заготовкой вала с одновременным бесконтактным контролем положения и формы реперных меток и контролем поперечного профиля деформируемых участков заготовки и их пространственного положения путем одновременной подсветки контролируемых деформируемых участков заготовки структурированным светом, определение фактической величины пластической деформации контролируемых деформируемых участков заготовки по деформации реперных меток с учетом температурных деформаций и общих смещений элементов силового механизма стапеля, обеспечивающих фиксацию заготовки вала, корректировку нагрева стапеля для обеспечения удлинения заготовки с заданным диапазоном пластического течения, при этом длину контролируемых деформируемых участков заготовки с нанесенными на них реперными метками выбирают из условия равенства их длины величине длины волны пластической деформации.

Способ подготовки горячекатаного проката при изготовлении автомобильных крепежных изделий методом холодной объемной штамповки // 2762283

Изобретение относится к области термомеханической обработки горячекатаного и калиброванного проката из конструкционной легированной стали перлитного класса и может быть использовано для изготовления из него крепежных (болты, гайки) и метизных изделий (стремянки, тяги и т.д.) для автомобилей, тракторов и различной спецтехники.

Способ производства высокопрочного холоднокатаного непрерывно отожженного листового проката из if-стали // 2755318

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам производства высокопрочного холоднокатаного непрерывно отожженного листового проката из IF-сталей, который может быть использован в автомобильной промышленности. Способ производства высокопрочного холоднокатаного и отожженного проката, включающий выплавку стали, непрерывную разливку в слябы, горячую прокатку слитка, холодную прокатку полученного проката и рекристаллизационный отжиг.

Стальная проволока, для которой необходима прямолинейность, и способ ее изготовления // 2746613

Предложены стальная проволока, для которой необходима прямолинейность, и способ изготовления стальной проволоки, где стальная проволока представляет собой проволоку, подвергнутую операции волочения, операции нагревания в состоянии, при котором приложено натяжение, и операции охлаждения, где при намотке проволоки на намоточную деталь, имеющую диаметр, который больше диаметра проволоки, на заданный период времени и последующем измерении прямолинейности проволоки длиной 400 мм прямолинейность проволоки меньше или равна 30 мм, и способ включает операцию подготовки проволоки, операцию нагревания, операцию охлаждения и операцию измерения прямолинейности.

Способ подготовки горячекатаного проката для изготовления высокопрочных крепежных стержневых изделий // 2728153

Изобретение относится к области термомеханической обработки сортового горячекатаного проката из конструкционных сталей перлитного класса и может быть использовано при изготовлении из него высокопрочных крепежных стержневых изделий для автомобилей, тракторной, сельскохозяйственной и специальной техники.

Способ получения стальной детали и соответствующая стальная деталь // 2725263

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения механических свойств детали способ включает отливку стали, содержащей, мас.%: 0,10% ≤ C ≤ 0,35%, 0,8% ≤ Si ≤ 2,0%, 1,8% ≤ Mn ≤ 2,5%, P ≤ 0,1%, 0% ≤ S ≤ 0,4%, 0% ≤ Al ≤ 1,0%, N ≤ 0,015%, 0% ≤ Mo ≤ 0,4%, 0,02% ≤ Nb ≤ 0,08%, 0,02% ≤ Ti ≤ 0,05%, 0,001% ≤ B ≤ 0,005%, 0,5 % ≤ Cr ≤ 1,8%, 0% ≤ V ≤ 0,5%, 0% ≤ Ni ≤ 0,5% для получения полупродукта, горячую прокатку полупродукта при начальной температуре горячей прокатки выше 1000°C и охлаждение продукта воздухом до комнатной температуры, чтобы получить горячекатаную стальную деталь, имеющую микроструктуру, состоящую из 70 - 90% бейнита, от 5% до 25% соединений M/А и самое большее 25% мартенсита, причем бейнит и соединения M/А, содержащие столько остаточного аустенита, что суммарное содержание остаточного аустенита в стали находится между 5% и 25%, при этом содержание углерода в остаточном аустените находится между 0,8% и 1,5%.

Стальной сортовой прокат для скважинного элемента и скважинный элемент // 2710808

Изобретение относится к области металлургии, а именно к сплошной стальной заготовке круглого сечения из мартенситной нержавеющей стали для скважинного элемента. Заготовка имеет следующий химический состав, в мас.%: C: 0,020 или меньше, Si: 1,0 или меньше, Mn: 1,0 или меньше, P: 0,03 или меньше, S: 0,01 или меньше, Cu: от 0,10 до 2,50, Cr: от 10 до 14, Ni: от 1,5 до 7,0, Mo: от 0,2 до 3,0, Ti: от 0,05 до 0,3, V: от 0,01 до 0,10, Nb: 0,1 или меньше, Al: от 0,001 до 0,1, N: 0,05 или меньше, B: от 0 до 0,005, Ca: от 0 до 0,008, Co: от 0 до 0,5, остальное - железо и примеси.

Способ производства высокопрочной проволоки из стали и линия для его осуществления // 2705835

Группа изобретений относится к способам производства высокопрочной проволоки из стали и может быть использована в линиях производства проволоки указанного вида. Способ включает разматывание бунтовой проволоки, правку, первый индукционный нагрев проволоки, ее термодеформационное упрочнение, закалку, второй индукционный нагрев до температуры отпуска, охлаждение, бесцентровое шлифование и смотку в бунт.

Способ восстановления металлического изделия с поверхностными трещинами // 2787285

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для восстановления металлических изделий с поверхностными трещинами. Способ включает предварительную подготовку поверхности изделия и последующее воздействие на него импульсным магнитным полем, обеспечивающим микрорасплавление металла в области трещин.