Способ прокатки арматурных профилей из низколегированных сталей Советский патент 1987 года по МПК B21B45/02 

Изобретение относится к прокатному про- изводстЕзу и может быть исиользовано при производстве арматурной стали, термоунроч- ненной в линии стана горячей прокатки.

Целью изобретения является повышение пластических свойств проката при снижении энергосиловых параметров процесса прокатки.

На фиг. 1 представлена технологическая схема по осуществлению предлагаемого способа; на фиг. 2 - охлаждающее устройство с заготовкой перед входом в чистовой калибр,попереченое сечение; на фиг. 3 - схема деформационных напряжений при прокатке овальной заготовки в чистовом калибре; на фиг. 4 - схема термических напряжений в заготовке при интенсивном охлаждении; на фиг. 5 - схе.ма распределения термических напряжений после интенсивного охлаждения в интервале 0,1-0,3 с; на фиг. 6 распределение остаточных напряжений в поперечном сечении проката.

Пример. Предлагаемый снособ исследуют на лабораторном стане 210.

Образцы размерами 13Х 17Х 300 и 20Х ЗОХ 300 нагревают в муфельной печи до средних те.мператур на поверхности 950-980 С. При прокатке замеряют температуру нагрева, давление металла на валки м ее доза ми, установленными между подущ- ками HjeeK валков, момент прокатки и ток нагрузки электродвигателя с регистрацией на осци: ло1 рафе.

Прокатку осуществляют по трем режимам:

1-й режим (но известному Г| способу). Сразу после 1 агрева, без подстуживания, вынутый из нечи клещами образец прокатывают в р;лети. Замеры давления на валки, момента прокатки и тока нагрузки дают следующие результаты: 29,3 т; 1,2 т.м; 210 А.

11-й режим, (по известному 2 способу). Нагретый образец помещают перед входом в очаг деформации в специальную вводную проводку, в которую подают навстречу движению образца к валку воду. Экспериментально определяют время охлаждения и интенсивность, нри которых сразу после охлаждения поверхноеть образцов остывает до 720 730°С, а после разогрева становится 890-920 С. Затем подстуженный таким образом образец прокатывалея в клети сразу после ох,:1ажде1{ия. Замеренные результаты следуюни1е: давление на ва. 31,2 т; момент прокатки 1,32 тм; ток наг рузки 227 А.

П1-Й ре: Ким {по предлагаемому способу). Нагретые до 950 С и подстуженные сог.часно режиму 11, образцы прокатывают в клети не сразу noc;ie охлаждения, а в течение временного игггервала после ()х,11аждения, равного 0,08---0,Г с; 0,2 с; 0,3 с; 0,4 с.

Охлаждение проводят но схеме (фиг. 1), включаюн1СЙ чистовой 1 и предчистовой ка- либр1з1 2, вводную 3 и вывод11ую 4 проводки; охлаждающее устройство 5; каналы 6 для обеспечения неравиомерного охлаждения овала и охлаждаемую заготовку 7.

При прокатке овальный профиль 7 выходит из калибра 2, проходит через выводную проводку 4, охлаждающее устройство 5 и через вводную проводку 3 направляется в чистовой калибр 1.

Охлаждающее устройство 5 имеет такую же длину охлаждающего учаетка, равную 40 см, как и вводная проводка 3, и ее можно смещать между клетьми 1 и 2, обеспечивая разное время между концом охлаждения

0 в охлаждающем устройстве 5 и деформацией в чистовом калибре. Скороеть прокатки 8 м/с.

Анализ результатов эксперимента показал, что наибольщее снижение энергосиJ- ловых нараметров прокатки происходит при временном интервале после окончания охлаждения, равном 0,1-0,3 с.

Энергосиловые параметры прокатки в предлагаемом вре.менном интервале нред- етавлены в табл. 1.

0 По первому режиму прокатывают 5 т термически упрочненного проката из стали 25ГС, но второму режиму - 2 т и по третьему - 1,5 т арматурных стержней N° 14 на промышленном стане 350. От прокатанных штанг отбирают пробы для определения

5 механических свойств.. Механические свойства проката, полученные после обработки по режимам приведены в табл. 2

Как видно из табл. 2 прочностные евой- ства готового проката практически одинаковы, однако пластические свойства, - наименьшие при прокатке без подстуживания. В результате прокатки по известному способу пластические евойства стабилизируются и повышаются относительно режима I, а веледствие прокатки по предлагаемым параметрам пластические свойства увеличиваются в 1,1 -1,2 раза. Это объясняется тем, что предлагаемый способ, как и известный компенсируют неравномерноеть деформации по ширине, а еледовательно, и остаточные напряжения деформационного харак0 тера. Сжимающие термические напряжения известного и предлагаемого способов (фиг. 5) в центральной части проката компенсируют растягивающие остаточные напряжения деформационного характера. Но вместе с тем предлагаемый способ уменьшает остаточные

5 деформационные напряжения по высоте, которые в центре проката растягивающие, а на поверхности - сжимающие. Из-за особенности деформации в калибрах ар.ма- турных стержней, как и прочим круглых профилей, деформация элементов сечения происходит неравномерно. Центральные слои металла (где показан разрез стержня по высоте) по линии разъема калибров в основном уншряются (фиг. 3), в вытяжку идут слабее, чем поверхностные слои, особенно

с в центральных частях поперечного сечения, и вследствие этого в поперечном сечении круглого профиля возникают остаточные деформационные напряжения согласно фиг. 6. Такая схема остаточных деформационных

0

5

0

напряжении при последующем ускоренном охлаждении, когда на поверхности действуют растягивающие напряжения (фиг. 4), а в центре - сжимающие, усугубляет картину распределения напряжений, так как растягивающие напряжения в зонах (фиг. 6) складываются. При этом распад аустенита по сечению проката идет неравномерно в зоне действия растягивающих на пряжений более интенсивно, и, наоборот, что приводит

марганцем и кремнием сталей типа 20ГС. 20Г2С, 35ГС.

Формула изобретения

Способ прокатки арматурных профилей из низчолегированных сталей, содержащих марганец и кремний, включающий прокатку заготовки овального сечения в кругЛом калибре с регулируемым ее охлаждением перед

к появлению, в свою очередь, структурных Ю прокаткой с интенсивностью, обеспечиваюнапряжений. В центральной части сечения арматурных стержней, при сочетании этих условий, развиваются микротрещины, которые легко выявляются, если ускоренное охщеи разность температур охлаждаемых и неохлаждаемых участков поверхности - и между охлажденным поверхностным слоем и неохлажденной сердцевиной заготовки в диатемпературы после прокатки в пределах 30-100°С, отличающийся тем , что, с целью повыщения пластических свойств проката при снижении энергосиловых параметров процесса прокатки, после регулируемого ох- 20 лаждения дополнительно проводят выдержку в течение 0,1-0,3 с, а затем начинают прокатку в круглом калибре.

Таблица 1

лаждения не оканчивать при температу- пазоне 100-250°С при общем снижении ре 370-450°С, а охлаждать прокат до комнатной температуры, т.е. 20-30°. В этом случае в центральной части, попереченого сечения проката по вертикали (фиг. 6) образуются не микро-, а продольные вдоль всей длины проката макротрещины, хорощо видные невооруженным глазом. При охлаждении до 20-30° проката с подстуживанием согласно предлагаемому способу трещины в вертикальной части сечения проката не наблюдаются. Компенсация деформационных остаточных напряжений в зонах осуществляется благодаря наложению на картину распределения деформационных напряжений (фиг. 5) термических напряжений в стержне после локального подстуживания в интервале 0,1-0,3 с.

Предлагаемый способ дает возможность при снижении энергосиловых параметров прокатки повысить пластические свойства термомеханически упрочняемого проката из низкоуглеродистых и низколегированных

25

Параметры

t, с

О,

I::°;L::I

0,3

30

и

т .м.

I, А

28,2 1,1 198

27,5

1,15

196

27,3

1,17

198

Режим охлаждения

88,4 87,2 93,5 86,2 88,3 83,А 85,6

марганцем и кремнием сталей типа 20ГС. 20Г2С, 35ГС.

Формула изобретения

Способ прокатки арматурных профилей из низчолегированных сталей, содержащих марганец и кремний, включающий прокатку заготовки овального сечения в кругЛом калибре с регулируемым ее охлаждением перед

прокаткой с интенсивностью, обеспечивающеи разность температур охлаждаемых и неохлаждаемых участков поверхности - и между охлажденным поверхностным слоем и неохлажденной сердцевиной заготовки в диатемпературы после прокатки в пределах 30-100°С, отличающийся тем , что, с целью повыщения пластических свойств проката при снижении энергосиловых параметров процесса прокатки, после регулируемого ох- аждения дополнительно проводят выдержку в течение 0,1-0,3 с, а затем начинают прокатку в круглом калибре.

Таблица 1

пазоне 100-250°С при общем снижении

пазоне 100-250°С при общ

25

Параметры

t, с

50°С при общем снижени

О,

I::°;L::I

0,3

пазоне 100-250°С при общем снижении

и

т .м.

I, А

28,2 1,1 198

27,5

1,15

196

27,3

1,17

198

Таблица

Продолжение табл. 2

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве арматурной стали типа 20 ГС, 35 ГС, термоупрочненной в линии стана горячей прокатки. Цель изобретения - повышение пластических свойств проката при снижении энергосиловых параметров процесса прокатки. В хода прокатки овальный раскат, проходя через выводную проводку, охлаждающее устройство, вводную проводку, поступает в чистовой калибр. Скорость прокатки 8 м/с Устанавливая на различном расстоянии охлаждающее устройство от чистового калибра, можно изменять временные интервалы после охлаждения перед чистовой прокаткой. Выдерживая интервал времени при прокатке в интервале 0,1-0,3 с после окончания охлаждения, достигают увеличения пластических свойств в 1,1 - 1,2 раза (65 12,3-13,5%) в сравнении со способом-прототипом, а энергосиловые параметры прокатки будут составлять 0,85-0,95 от усилий прокатки непод- стуженного раската. 6 ил., 2 табл. f (Л со 4 05 ГО со

Фиг.1

Фиг. 2

Направлениепрокатки

у

Фие.З

Линия разгрузки

Фиг.ЧФаг. 5

Зоны образования тре- ш,ин

Составитель Ю. Лямов

Редактор А. ВоровнчТехред И. ВересКорректор А. Ильин

Заказ 4642/12Тираж 480Подписное

ВНИИГ1И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг.6