СПОСОБ ПРОТИВОФЛОКЕННОЙ ОБРАБОТКИ ПРОКАТА ИЗ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ Российский патент 2005 года по МПК C21D3/06 

Описание патента на изобретение RU2258746C1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способом противофлокенной обработки проката из высокоуглеродистой стали.

Известно, что в жидком металле скорость растворения водорода выше, чем в твердом. В твердом состоянии проницаемость металлов для газов определяется кристаллической структурой металла. α-Fe более проницаемо для водорода, чем γ-Fe, так как полости, соединяющие соседние междоузлия (поры) в пространственно-центрированной решетке α-Fe, больше полостей в гране центрированной решетки γ-Fe (сами же поры, наоборот шире в решетке γ-Fe, с чем и связана большая растворимость газов в железе этой модификации, а также в сталях и сплавах, имеющих аустенитную структуру) [1].

Известно также, что во время кристаллизации водород в значительной степени переходит в маточный раствор, что вызывает его сильную зональную ликвацию в слитке, а после затвердевания полностью выделяется из металлического раствора. Выделение водорода происходит в пустоты металла и дефектные места решетки, здесь атомы водорода образуют молекулы, и он переходит в газообразное состояние. Если объем пустот большой, как это имеет место в литом металле, давление водорода в них невелико, и он не влияет на свойства стали. Если объем пустот небольшой, как это имеет место в катанном и кованом металле, где возникает высокое давление (до 1000 МПа) с образованием флокенов (надрыв в стали) [2].

Известно, что нагрев выше точек AC1 (730-760°C) и АC3 (780-820°С) измельчает аустенитное зерно, способствует выделению водорода и равномерному распределению его в образующейся при охлаждении мелкозернистой структуре. Нагрев заготовок до данных температур обеспечивает малую скорость последующего охлаждения. За счет полноты γ→α превращения при 700°С структурные и термические напряжения в металле значительно уменьшаются, что способствует снижению концентрации водорода.

Для снижения содержания водорода в готовом прокате широко используется замедленное охлаждение при определенных температурах [3].

Известен также способ замедленного охлаждения для предупреждения образования флокенов в неотапливаемых ямах (колодцах), включающий загрузку проката в ямы при температуре не ниже 650°С, охлаждение в ямах с закрытыми крышками до 600°С и последующее охлаждение со снятыми крышками, выгрузка заготовок из ямы при температуре не менее 200°С.

Существенными недостатками данного способа противофлокенной обработки проката являются:

- высокая продолжительность противофлокенной обработки и связанное с этим снижение производительности прокатки в связи с ожиданием окончания обработки,

- низкое качество противофлокенной обработки, в ряде случаев приводящее к выявлению флокенов.

Желаемыми техническими результатами изобретения являются улучшение качества и снижение длительности противофлокенной обработки.

Для этого предлагается способ противофлокенной обработки проката из высокоуглеродистой стали, заключающийся в изотермической выдержке в нагревательной печи, причем прокат подвергается перекристаллизационному нагреву, отличающийся тем, что загрузку проката в печь производят при температуре 650-680°С, в печи прокат нагревают до температур 1000-1100°С, выдерживают 8-10 часов и далее охлаждают в штабелях до температуры не выше 200°С.

Заявляемые пределы подобраны экспериментальным путем исходя из следующих предпосылок.

При загрузке проката, имеющего температуру менее 650°С и более 680°С и нагрева в печи до температуры менее 1000 или более 1100°С, и выдержке в печи менее 8 часов, приводили к образованию флокенов.

Заявленный способ противофлокенной обработки проката из высокоуглеродистой стали был реализован при производстве стали марок ШХ15, ШХ15СГ, ШХ4, 65Г. Прокатанные на блюминге заготовки охлаждались на воздухе до 650-680°С, затем загружались в проходную печь (температура в печи по всем зонам 1000-1100°С), где находились 8-10 часов, после чего заготовки выдавались на участок вырубки и охлаждались в штабеле до требуемых температур (не ниже 200°С). После изотермического отжига и охлаждения металла заготовки контролировались ультразвуковым методом на наличие флокенов, а также осуществлялся отбор проб для контроля флокенов глубоким травлением (со строжкой макротемплетов).

Металл, обработанный по заявленному способу противофлокенной обработки, не содержал флокенов и признан годным по результатам макро- и УЗК контроля.

Заявляемый способ позволил повысить качество противофлокенной обработки (случаев забракования по дефектам «флокены» не выявлено), а также снизить длительность противофлокенной обработки с 70-85 часов до 8-10 часов.

Источники информации

1. Кудрин В.А. Теория и технология производства стали - М.: «Мир», ООО «Издательство ACT», 2003. - 528 с.

2. Электрометаллургия стали и ферросплавов / Поволоцкий Д.Я., Рощин В.Е., Рысс М.А., Строганов А.И., Ярцев М.А. - М.: Металлургия, 1984. - 568 с.

3. Вязников Н.Ф. Легированная сталь. -М.: Металлургия, 1963. - 271 с.

4. ТИ 58-СП-011-2003 ОАО «Рельсы Кузнецкого металлургического комбината» «Замедленное охлаждение металла в ямах цеха сортового проката» - Новокузнецк, 2003. - 8 с.

Похожие патенты RU2258746C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПРОТИВОФЛОКЕННОЙ ОБРАБОТКИ ПРОКАТА ИЗ ЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ 2004
  • Павлов В.В.
  • Пятайкин Е.М.
  • Нюняев Е.А.
  • Дементьев В.П.
  • Ворожищев В.И.
  • Теплоухов Г.М.
  • Козырев Н.А.
  • Косарев Ю.А.
RU2258747C1
СПОСОБ ПРОТИВОФЛОКЕННОЙ ОБРАБОТКИ ПРОКАТА ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ И ЛЕГИРОВАННЫХ МАРОК СТАЛИ 2006
  • Павлов Вячеслав Владимирович
  • Атконова Ольга Петровна
  • Теплоухов Геннадий Максимович
  • Корнева Лариса Викторовна
  • Козырев Николай Анатольевич
  • Прокопьева Татьяна Владимировна
  • Тарасова Галина Николаевна
  • Дементьев Валерий Петрович
  • Сапелкин Олег Игоревич
RU2322514C1
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПРОТИВОФЛОКЕННОЙ ОБРАБОТКИ ПОКОВОК 2009
  • Антонов Виталий Иванович
  • Шабуров Андрей Дмитриевич
  • Токовой Олег Кириллович
  • Мирзаев Джалал Аминулович
  • Кудрин Алексей Анатольевич
  • Шалышкин Михаил Юрьевич
  • Зуев Дмитрий Сергеевич
  • Артюшов Вячеслав Николаевич
RU2394921C1
Способ удаления водорода из заготовок сталей 1990
  • Козлов Николай Петрович
  • Тишков Виктор Яковлевич
  • Моисеев Борис Алексеевич
  • Тюрин Арнольд Владимирович
  • Молотков Арнольд Александрович
  • Скорохватов Николай Борисович
  • Рябинкова Валентина Константиновна
  • Сорокин Александр Михайлович
SU1730179A1
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЦЕЛЬНОКАТАНЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ КОЛЕС 1991
  • Мирошниченко Н.Г.
  • Кузьмичев М.В.
  • Перков О.Н.
  • Шаповал Е.А.
  • Шмаков Е.Н.
  • Антипов Б.Ф.
  • Баринова Г.П.
  • Волков А.М.
  • Конышев А.А.
  • Кравцов Б.Л.
  • Королев С.А.
  • Яндимиров А.А.
RU2044072C1
Способ производства проката 1983
  • Нестеров Д.К.
  • Левченко Н.Ф.
  • Сапожков В.Е.
  • Карпенко В.Ф.
  • Бабич А.П.
  • Булянда А.А.
  • Брызгунов К.А.
  • Заннес А.Н.
  • Висторовский Н.Т.
SU1132547A1
СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ТРАМВАЙНЫХ БАНДАЖЕЙ 1998
  • Кузовков А.Я.
  • Полушин А.А.
  • Шегусов А.М.
  • Дьяков А.М.
  • Петренко Ю.П.
  • Егоров В.Д.
  • Опарина А.А.
  • Двойников В.А.
  • Флатов Г.И.
  • Немчинов В.А.
  • Паршин В.А.
  • Парышев Ю.М.
  • Валетов М.С.
RU2134306C1
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПРОТИВОФЛОКЕННОЙ ОБРАБОТКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ КОЛЁС 2018
  • Савушкин Роман Александрович
  • Кякк Кирилл Вальтерович
  • Безобразов Юрий Алексеевич
  • Бройтман Олег Аркадьевич
  • Тереньев Максим Игоревич
RU2677295C1
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПРОТИВОФЛОКЕННОЙ ОБРАБОТКИ ПОКОВОК 2008
  • Антонов Виталий Иванович
  • Шабуров Дмитрий Валентинович
  • Токовой Олег Кириллович
  • Мирзаев Джалал Аминулович
  • Абарин Виктор Иванович
  • Шалышкин Михаил Юрьевич
  • Зуев Дмитрий Сергеевич
RU2395590C1
Способ производства изделий типа колес и колец из среднеуглеродистой стали 1986
  • Тарасова Валентина Андреевна
  • Федорова Ирина Петровна
  • Валетов Михаил Серафимович
  • Антипов Борис Федорович
  • Шумилин Анатолий Васильевич
  • Конышев Аркадий Андреевич
SU1461573A1

Реферат патента 2005 года СПОСОБ ПРОТИВОФЛОКЕННОЙ ОБРАБОТКИ ПРОКАТА ИЗ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам противофлокенной обработки проката из высокоуглеродистой стали. Способ противофлокенной обработки проката из высокоуглеродистой стали заключается в том, что загрузку проката в печь производят при температуре 650-680°С, в печи прокат нагревают до температур 1000-1100°С, выдерживают 8-10 часов и далее охлаждают в штабелях до температуры не выше 200°С. Техническим результатом изобретения является улучшение качества и снижение длительности противофлокенной обработки.

Формула изобретения RU 2 258 746 C1

Способ противофлокенной обработки проката из высокоуглеродистой стали, заключающийся в изотермической выдержке в нагревательной печи, причем прокат подвергается перекристаллизационному нагреву, отличающийся тем, что загрузку проката в печь производят при температуре 650-680°С, в печи прокат нагревают до температуры 1000-1100°С, выдерживают 8-10 ч и далее охлаждают в штабелях до температуры не выше 200°С.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2005 года RU2258746C1

Способ термической обработки горячекатаных толстых листов 1982
  • Башнин Юрий Алексеевич
  • Колачев Борис Александрович
  • Заика Виталий Иванович
  • Мухин Юрий Мартынович
  • Гончар Яков Семенович
SU1049553A1
Способ изготовления стальных кольцевых изделий 1982
  • Шаповалов Владимир Иванович
  • Антипова Нина Васильевна
  • Трофименко Виталий Васильевич
  • Староселецкий Михаил Ильич
  • Хейфец Валентин Ильич
  • Перков Борис Алексеевич
  • Токмаков Анатолий Митрофанович
  • Иванченко Евгений Иванович
SU1102816A1
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ СТАЛЕЙ 1994
  • Козлов Н.П.
  • Моисеев Б.А.
  • Сисев А.П.
  • Степанов В.П.
  • Мелькумов И.Н.
  • Сидорина Т.Н.
  • Тюрин А.В.
RU2086669C1

RU 2 258 746 C1

Авторы

Павлов В.В.

Пятайкин Е.М.

Нюняев Е.А.

Дементьев В.П.

Ворожищев В.И.

Теплоухов Г.М.

Козырев Н.А.

Косарев Ю.А.

Даты

2005-08-20Публикация

2004-08-16Подача