Агрегат для патентирования стальной проволоки Советский патент 1992 года по МПК C21D9/64 

(Л

С

Использование: при термообработке стальной заготовки, преимущественно катанки и передельной проволоки диаметром более 4 мм из высокоуглеродистой стали. Сущность изобретения: агрегат для патенти- рования содержит размоточные фигурки 1, нагревательную печь 2, ванну 3 для расплава соли, намоточные барабаны 5,установленные между печью и ванной, устройство 6 с водяными и воздушными секциями, причем, длины их соотносятся как 1:2, а количество тех и других составляет 2-5.5 ил.

V

Л 12номотомш

ус/яройе/нЗ Фиг.1

х|

00

Ю ГО 4

сл

Ico

Изобретение относится к метизному производству, а более конкретно к термообработке стальной заготовки, преимущественно катанки и предельной проволоки диаметром более 4 мм из высокоуглеродистой стали, и может быть использовано в термических цехах и отделениях сталепро- волочных заводов

Известен агрегат для патентирования проволоки, содержащий последовательно расположенные размоточное устройство, нагревательную печь, ванну, установленную с возможностью горизонтального перемещения поперек продольной оси агрегата, и намоточное устройство.

Однако в известном агрегате не достигается переохлаждение аустенита до температуры ванны без выделения избыточных фаз именно структурно свободного феррита в доэвтектоидной стали или структурно свободного цементита в заэвтектоидной стали, особенно этот недостаток проявляется при патентировании катанки и предельной заготовки диаметром более 4 мм из высокоуглеродистых сталей с содержанием О 7-0,9% С При последующем холодном волочении такой заготовки на проволоку наблюдается повышенная обрывность, пониженные механические свойства, и, как следствие, понижается качество и уменьшается выход готовой проволоки.

Известен агрегат для термообработки стальной проволоки, преимущественно из низколегированных сталей путем воздушной сорбитизации, содержащей размоточное устройство, нагревательную печь, устройство для изотермической выдержки в виде ванны для расплава соли и намоточное устройство Этот агрегат по технической сущности является более близким к заявляемому и поэтому принят в качестве прототипа

Однако и в этом агрегате в ряде случаев (очень низкое содяржание легирующих элементов) практически невозможно переохладить аустенит до температуры его превращения в сорбитную структуру без выделения структурно свободных избыточных фаз Тем более не возможно предотвратить выделение избыточных фаз в катанке и толстой передельной заготовке из углеродистых сталей, даже если использовать в качестве устройства для изотермической выдержки патенторовочной ванны с расплавом Поэтому проволока, получаемая холод- ным волочением из термически обработанной в этом агрегате заготовки также характеризуется пониженным качеством уменьшением выхода годного за счет

повышенной обрывности и выхода проволоки низших сортов.

Целью изобретения является повышение качества обработки и увеличения выхода годности заготовки путем обеспечения переохлаждения аустенита без выделения избыточных фаз до температуры образования сорбитной структуры.

Поставленная цель достигается тем, что агрегат, содержащий размоточные устройства, нагревательную печь, ванну для расплава соли и намоточное устройство, снабжено расположенным между печью и

ванной устройством с секциями водяного и

воздушного охлаждения, при этом соотношение длин секций равной 1:2, а количество водяных и воздушных секций равно 2-5. Установка устройства с водяными и воздушными секциями между нагревательной печью и ванной с расплавом соли позволяет переохладить аустенит до температуры па- тенировочной ванны без выделения избыточных фаз, вследствие чего улучшается

однородность структуры, повышаются механические свойства патентированной заготовки улучшается деформируемость в холодном состоянии и увеличивается выход годного Соотношение длин водяных и воздушных секций как 12(при их общем количестве 2-5) позволяет переохлаждать заготовку в таких резких охладителях как в да без растрескивания, при этом одновременно и предупреждается выделение избыточных фаз.

На фиг.1 изображена схема устройства и компановки агрегата (вид сбоку); на фиг.2 - устройство с водяными и воздушными секциями (вертикальный разрез); на фиг.З элементы секции устройства для переохлаждения; на фиг.4 - вид на устройство с водяными и воздушными секциями со стороны входа патентируемой заготовки; на фиг 5 - схема режима нагрева и охлаждения

заготовки в агрегате для патентирования.

Агрегат для патентирования стальной заготовки устроен следующим образом.

Устройство содержит размоточные фигурки 1, нагревательную печь 2, ванну для

расплава соли 3, ванны промывки 5, намоточные барабаны 5 Между нагревательной печью 2 и ванной для расплава соли 3 установлено устройство 6 с водяными секциями 7 и воздушными секциями 8, длины водяных

и воздушных секций Вод: I возд соотносятся как 1 2, а количество тех и других составляет 2-5 Водяная секция содержит раму 9 с отверстием 10 и днище и боковины 11 с прорезями 12 Воздушные секции образованы промежутками между водяными секциями

Водяные секции 7 смонтированы в корпусе 13 со сливным отверстием 14.

Для подачи воды или другого охладителя в водяные секции и, следовательно, корпус 13 предназначены подводящие патрубки 15с разводками и регулирующими вентилями.

Прорези 12 предназначены для прохождения в них стальной заготовки 16. Для под- а чи воздуха в воздушные секции предназначены патрубки 17с разводками и регулирующими вентилями.

Агрегат для патентирования стальной заготовки -работает следующим образом. Перед работой нагревательная печь 2 на- гревается до заданной по технологии температуры, преимущественно до 910-930°С, чаще всего применяемой при нагреве стальной заготовки перед патентированием, ванна 3 заполняется солью, а температура расплава доводится до 425-525°С в зависимости от химсостава сталей и диаметра заготовки (см. фиг. 1); На размоточные фигурки 1 надевают мотки стальной заготовки, предназначенные для патентирования. Сталь- ная заготовка в виде нити 1 ft последовательно пропускается через все элементы агрегата для гатентирования, а именно: через нагревательную печь 2, устройство с водяными и воздушными секция- ми, ванну для расплава соли 3, ванны промывки 4 и укрепляется передним концом-на намоточном барабане 5. На выходе из нагревательной печи 2 стальная заготовка 16 имеет температуру 910-930°С и струк- туру аустенита.

В подводящие патрубки 15 устройства 6 подается вода, заполняющая водяные секции 7. В подводящие патрубки 17 устройства 6 подается воздух, струи которого действуют в воздушных секциях 8. Вода из секции 7 уходит через отверстие 10 в днище рамы 9 водяной секции и далее в емкость, образованную корпусом устройства .13. В боковинах 11 водяной секции 7 имеются прорези 12 для прохождения в них стальной предварительно нагретой заготовки 16 и для перелива воды в ту же емкость, образованную корпусом устройства 13. При движении нагретой до 910-930°С заготовки через устройство 6 в водяной секции 7 происходит резкое охлаждение водой, так что температура поверхности и сердцевины сильно отличаются, при последующем Движении через воздушную секцию 8 происходит вы- равнивание температуры по сечению, так что в конце воздушной секции температура заготовки снова становится одинаковой по сечению, но ниже, чем перед входом в первую по ходу движения водяную секцию.

Длины водяной и воздушной секции относятся как 1:2, так как лишь в таком случае в конце воздушной секции температура будет одинакова по сечению. При соотношении более, чем 1:2 (1:1,5, 1:1 и т.д.) не будет успевать произойти выравнивание температуры по сечению заготовки, при соотношении менее, чем 1:2 (1:3, 1:4 и т.д.) возрастает громоздкость устройства 6, площадь используется непроизводительно, время переохлаждения до температуры патентирования возрастает, и могут успеть выделиться полностью или частично избыточные фазы.

Количество водяных и воздушных секций составляет 2-5 (каждых секций), При количестве секций менее двух не будет достигнуто необходимое переохлаждение при количестве секций более пяти могут быть получены мартенситные структуры, что приведет к разрушению и обрывам заготовки.

На выходе из устройства 6 заготовка будет иметь температуру, соответствующую температуре патентирования, то есть темпе- ратуре расплава соли в ванне 3. Так как время, за которое заготовка охлаждается с температурой 910-930°С до температуры патентирования (425-525°С в зависимости от химсостава стали) мало и не превышает времени устойчивости переохлажденного аустенита в субкритическом интервале температур, то выделение избыточных фаз структурно свободного феррита в доэвтек- тоидной стали и цементита в заэвтектоид- ной стали (предотвращается и, следовательно, при последующем движении заготовки через ванну происходит превращение аустенита только в сорбитную структуру, а это в свою очередь обеспечивает увеличение выхода годного за счет уменьшения обрывов как при волочении так и при патентировании и выхода проволоки высших сортов. При дальнейшем движении за- готовка 16 с сорбитовой структурой проходит через ванну промывки 4 и наматывается на барабан 5.

При оснащении агрегата для патентирования стальной заготовки, преимущественно катанки и предельной проволоки диаметром более 4 мм из высокоуглеродистой стали, устройством, установленном между печью и ванной, с водяными и воздушными секциями в количестве 2-5 каждой с соотношением длин 1:2 достигается следующие преимущества: аустенит заготовки переохлаждается до температуры образования сорбитной структуры без выделения избыточных фаз - феррита в доэвтектоид- ной стали и цементита в заэвтектоидной

стали, уменьшаются обрывы заготовки при патентировании и проволоки при последующем волочении заготовки, увеличивается выход годной заготовки и проволоки, увеличивается выход проволоки высших сортов.

Формула изобретения Агрегат для патентирования стальной заготовки, преимущественно катанки и предельной проволоки диаметром более 4 мм из высокоуглеродистой стали, содержащий размоточное устройство, нагревательную

Ill

tf

ю

0

печь, ванну для расплава соли, намоточные барабаны, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки и выхода годной заготовки путем обеспечения переохлаждения аустенита без выделения избыточных фаз до температуры образования сорбитной структуры, агрегат снабжен установленным между печью и ванной устройством с секциями водяного и воздушного охлаждения, при этом соотношение длин секций равно 1:2. а количество секций водяного и воздушного охлаждения равно 2-5.

fZ

бремя Фиг. 5