Поточная термическая обработка сортового и фасонного проката

Сычков Александр Борисович; Шекшеев Максим Александрович; Малашкин Сергей Олегович; Камалова Гюзель Ягафаровна

CC BY

453

46

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Журнал

Обработка сплошных и слоистых материалов

2016

Область наук

Технологии материалов

Ключевые слова

СОРТОВОЙ И ФАСОННЫЙ ПРОКАТ / УПРОЧНЯЮЩАЯ И РАЗУПРОЧНЯЮЩАЯ ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА / ТЕРМИЧЕСКАЯ ПРАВКА / ТЕРМОЦИКЛИРОВАНИЕ / МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА / SHAPES / SECTIONS / HARDENING AND SOFTENING HEAT TREATMENT / THERMAL STRAIGHTENING / THERMAL CYCLING / MECHANICAL PROPERTIES

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Сычков Александр Борисович, Шекшеев Максим Александрович, Малашкин Сергей Олегович, Камалова Гюзель Ягафаровна

Статья посвящена обзору сведений по технологии и оборудованию для термической обработки двух больших сортаментных групп металлопроката, а именно сортового проката (катанки, круглого проката в бунтах, арматурного ребристого проката в бунтах и стержнях мерной длины) и фасонного проката в мерных длинах (угловой прокат, швеллер, двутавр и др.). При этом для ряда продукции применяется упрочняющая, а для другого ряда продукции разупрочняющая термическая обработка, что предопределяет широкое разнообразие оборудования и технологии. При этом анализ оборудования и технологии проводится в историческом аспекте, во времени и основано на их развитии и создании и внедрении усовершенствованных вариантов оборудование и технологии современной термической обработки. Для фасонного проката, кроме упрочняющей термической обработки, в статье рассмотрен вопрос термической правки несимметричных сложных профилеразмеров. В целом, указанные выше оборудование и технологии термической обработки позволили увеличить прочность до 2,0-2,5 раз с обеспечением относительно высоких пластических, вязких свойств проката в том числе до минус 70 оС. Это обеспечивается применением эффективной технологии прерванной и прерывистой закалки с самоотпуском с использованием тепла прокатного нагрева. С другой стороны, описана технология разупрочнения, которая позволила снизить прочностные характеристики до 1,5 и более раз, а пластические параметры до 3-х раз за счет технологии термостатирования с низкой скоростью охлаждения. Применение термической правки фасонного проката обеспечило практическое исключение использования для механической правки профилей ролико-правильных машин. После проведения литературного анализа и деятельности производителей мелющих шаров показано отставание отечественных изготовителей по обеспечению качественных показателей этой продукции, и доказана перспективность и эффективность внедрения новой технологии поточной термической обработки шаров с использованием термоциклирования.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Heat treatment in the production stream of round, of rebars and section rolled

The article provides an overview of information on the technology and equipment for heat treatment of two large product mix groups of metal, namely, long products (wire rod, round bars in coils, reinforcing ribbed rolled in coils and rods cut length) and structural shapes in cut length (angular rolled, channel, I-beams, and others.). For a number of products use of the hardening heat treatment, and for another series of products softening heat treatment, which predetermines a wide variety of equipment and technologies. This analysis of the equipment and technology is carried out in the historical aspect, in of the time and based on their development, the creation and introduction of advanced equipment and technology of options of modern heat treatment. For of section rolled in addition to hardening heat treatment, in the article considered the question of thermal correction asymmetrical, complex profiles. In general, the above specified thermal processing, equipment and technology have allowed to increase the strength of 2.0-2.5 times with ensuring relatively high plastic, toughness of rolled to minus 70 ° C. This is achieved by using efficient technology and intermittent or interrupted quenching using heat rolling heating. On the other hand, described the softening technology, which has reduced the strength characteristics up to 1.5 times or more, and plastic options increase up to 3 times due low cooling rate in thermostat. The use of heat treatment of section rolled provided a practical exclusion of the use of mechanical correction profiles in roller-straightening of machines. After the analysis of literary and activity of manufacturers of grinding balls is shown lagging of domestic manufacturers in provide quality indicators of the product, and proved of promising and effective introduction of new technology in-line heat treatment of balls using of thermal cycling.

Текст научной работы на тему «Поточная термическая обработка сортового и фасонного проката»

УДК 621.771.25:669.017:669.15

ПОТОЧНАЯ ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СОРТОВОГО И ФАСОННОГО ПРОКАТА

Сычков А.Б., Шекшеев М.А., Малашкин С.О., Камалова Г.Я.

ФГБОУВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.П. Носова», г. Магнитогорск, Россия

Роль термической и термомеханической обработки в процессе формирования структуры и свойств металлов трудно переоценить. В настоящей статье рассматривается технология и оборудование для термической обработки сортового проката в прутках мерной длины и бунтах, а также фасонных профилей, проводимой с использованием тепла преддеформационного нагрева по схеме прерванной или прерывистой (режим термоциклирования) закалки с самоотпуском. Указанный технологический режим термической обработки, осуществляемый в потоке производства без использования отдельного нагрева, является перспективным экономически эффективным процессом.

Технология термической обработки катанки

Ниже рассмотрены конкретные примеры термической обработки марко - профилеразмеров сортового проката по традиционной технологии и современной технологии на линиях типа Stelmor. Для этого приведем характеристику этих линий [1-3].

Исторически при производстве катанки и проката в бунтах сначала задача термического воздействия на производимый металл сводилась к снижению потерь металла в воздушную окалину. Поэтому достаточно было применения одностадийного водяного охлаждения (рис. 1, а). С развитием производства проката в бунтах более сложного назначения из стали широкого марочного состава, появилась необходимость в проведении поточной термомеханической обработки катанки и проката в бунтах с использованием теплоты прокатного нагрева. Эта непрерывная обработка имеет преимущества перед термообработкой металла с отдельного нагрева: сокращение технологического цикла производства металлопродукции и затрат со снижением расхода тепло - электроэнергии, получением уникального комплекса структур и свойств проката за счет термомеханического эффекта такой обработки. В 50-ых годах 20 века канадской фирмой «Steelco» и американской фирмой «Morgan» был разработан универсальный технологический процесс и создано оборудование для его осуществления, получившие названия «Stelmor» (рис. 1, б) [4, 5].

а) одностадийное охлаждение на линии Стелмор з

б

! •

__

3

2

б) двустадийное охлаждение на линии 81е1тог

Рис. 1. Устройства для ускоренного охлаждения катанки: 1 - последняя клеть стана; 2 - водяное охлаждающее устройство; 3 - трайб-аппарат; 4 - моталка; 5 - бунт катанки; 6 - виткообразователь; 7 - транспортер витков; 8 - вентилятор; 9 - шахта виткосборника

Для охлаждения катанки из различных марок сталей были созданы различные модификации способа 81е1тог. При производстве катанки из средне- и высокоуглеродистых сталей, например, для производства

16. Патент Великобритании № 1199750 от 22.07.1970 г. МПК: В21В 42/02, В21С 47/14, В21С 47/26. Schloemann AG (DE). Improvements in Plant for the Treatment of rolled wire Product from mill Heat.

17. Tominaga, J. New process of in-line heat treatment in wire rod mills [Текст]: научная статья / J. Tominaga, К. Matsuoka, S. Inoue // Wire Journal International. 1985. № 2. P. 62-72.

18. Nakamura, Y.The manufacture of high quality steel wire rods using the newly developed controlled rolling process (KKP) [Текст] : научная статья / Y. Nakamura, A. Sannomiya, Takahashi // Conference Procee-ding, 50-th Annual Convention. Ohio. 1980. Okt. 5-9. P. 118-123.

19. Парусов, B.B. Высокоуглеродистая катанка из стали, микролегированной ванадием [Текст]: научная статья / В.В. Парусов, А.Б. Сычков, И.В. Деревянченко, A.B. Перчаткин, Э.В. Парусов, М.А. Жигарев // Металлург. 2004. № 12. С. 63-67.

20. Сычков, А.Б. Высокоуглеродистая катанка из стали с повышенным содержанием хрома [Текст]: научная статья / А.Б. Сычков, М.А. Жигарев, A.B. Перчаткин, В.А Берковский, А.И. Крулик // Металлург. 2006. № 4. С. 59-62.

21. Danieli structure control system. DSC. Lestani Massimo - manager of metallurgical department. Rolling mill division. Danieli - Morgardshammer. Butrio. Italy. 1995. 51 p.

22. Башнин, Ю.А. Технология термической обработки стали [Текст]: Учебник для вузов / Ю.А. Башнин, Б.К. Ушаков, А.Г. Секей. М. Металлургия, 1986. 424 с.

23. Лякишев, Н.П. Борсодержащие стали и сплавы [Текст]: монография / Н.П. Лякишев, Ю.Л. Плинер, С.И. JIanno. М.: Металлургия, 1986. 192 с.

24. Парусов, В.В. Прокат из борсодержащих сталей для высокопрочных крепежных изделий [Текст]: монография /В.В. Парусов, О.В. Парусов, А.Б. Сычков. Днепропетровск: АРТ-ПРЕСС, 2010. 160 с.

25. Парусов, В.В. Разупрочняющая термомеханическая обработка проката из углеродистой стали [Текст]: научная статья / В.В. Парусов, А.Б. Сычков, В.А. Луценко, Э.В. Парусов // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2003. № 6. С. 54-56.

26. Парусов, В.В. Влияние бора на фазовые и структурные превращения в низкоуглеродистых сталях для холодной объемной штамповки [Текст]: научная статья / В.В. Парусов, А.Б. Сычков, О.В. Парусов, В.Г. Чер-ниченко, И.В. Деревянченко, Д.Н. Тогобицкая, Э.В. Парусов // Теория и практика металлургии. 2004. № 6. С. 69-74.

27. Сычков, А.Б. Технологические особенности производства арматурного проката широкого назначения [Текст]: монография / А.Б. Сычков, М.А. Жигарев, A.B. Перчаткин. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. 499 с.

28. Мадатян, С.А. Арматура железобетонных конструкций [Текст]: монография / С.А. Мадатян. М.: Во-ентехлит, 2000. 256 с.

29. Сьиков, А.Б. Оборудование и технология для термоправки-термомеханического упрочнения фасонного профиля [Текст]: научная статья / А.Б. Сычков, С.О. Малашкин // Теория и технология металлургического производства. 2014. № 2 (15). С. 96-101.

30. Вакула, Л.А. Принципы оптимального проектирования технологии термической правки угловых профилей [Текст]: научная статья / Л.А. Вакула, C.B. Верчиков, O.A. Чабаненко // Сортопрокатное производство. Отраслевой сборник научн. трудов. Харьков: УкрНИИМет, 1990. 3 п.л.

31. Серебряков, C.B. Оперативная оценка механических свойств, степени и равномерности закалки при контроле технологического процесса термоупрочнения фасонного проката [Текст]: научная статья / C.B. Серебряков, Л.И. Конорева, A.A. Соколов и др. // Бюл. НТИ. Черная металлургия. 1988. № 19 (1071). С. 55-56.31.

32. Долженков, И.Е. Спрейерное охлаждение фасонных профилей проката при термическом упрочнении [Текст]: научная статья / И.Е. Долженков, В.Д. Верболоз, В.К. Фролов, В.В. Ковалюк / Металлургия и коксохимия: Сб. научн. тр. 1973. № 36. С. 90-92.

33. Стародубов, К.Ф. Исследование влияния термического упрочнения на свойства и микроструктуру швеллера № 30/К.Ф. Стародубов, И.Е. Долженков, В.Д. Верболоз, В.В. Ковалюк, А.П. Артеменко, В.М. Андро-щук // Металлургия и коксохимия: Сб. науч. тр. 1973. № 36. С. 93.

34. Худик, В.Т. Современные технологические схемы, способы и устройства для ускоренного охлаждения сортового проката / В.Т. Худик, В.Т. Черненко. БНТИ. Черная металлургия. 1982. № 10. С. 9-19.

35. Савенков, В.Я. Термическая обработка мелкосортного углового проката в потоке непрерывного стана 250-2 завода «Криворожсталь» / В.Я. Савенков, Ю.Т. Худик, В.А. Сацкий, В.Т. Худик, М.И. Костюченко, О.В. Филонов, В.Т. Черненко // Металлургическая и горнорудная промышленность. 1977. № 1. С. 36-37.

36. Поляков, С.Н. Термическое упрочнение средне- и крупносортных фасонных профилей проката / С.Н. Поляков, E.H. Бухиник, В.Т. Черненко, А.Н. Несмачный, В.А. Горецкий // Металловедение и термическая обработка. 1977. № 11. С. 1039-1044.

37. Сычков, А.Б. О выборе материала и режимов термической обработки стальных мелющих шаров, отвечающих требованиям современного мирового рынка [Текст]: научная статья / А.Б. Сычков, А.Б. Стеблов, С.Н. Березов // Литье и металлургия. 2013. № 3 (71). С. 30-32.

38. Стеблов, А.Б. Литые чугунные шары для помола материалов [Текст]: научная статья / А.Б. Стеблов, С.Н. Березов, A.A. Козлов // Литье и металлургия. 2012. № 3 (66). С. 45-49.

39. Поддубный, А.Н. Краткий обзор технологий, применяемых в мировой практике при производстве мелющих тел [Текст] : научная статья / А.Н. Поддубный // Литейщик России. 2008. С. 30-35.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Поточная термическая обработка сортового и фасонного проката Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Heat treatment in the production stream of round, of rebars and section rolled

Текст научной работы на тему «Поточная термическая обработка сортового и фасонного проката»