Способ производства сортовой заготовки и арматурных стержней

 

Изобретение относится к области металлургии , в частности к обработке металла давлением с изменением физических свойств металла, и предназначено для использования в производстве сортового проката и арматурных стержней. Цель изобретения - более глубокая и равномерная проработка структуры металла, повышение уровня прочности и упрощение осуществления способа. При производстве сортового металла или арматурных профилей в промежуточных проходах производят поперечное оребрение с последующим выглаживанием, причем оребрение ориентируют под углом 20-70° к продольной оси заготовки и наносят поочередно в противоположных направлениях . Проведенными экспериментами показано, что предложенная технология обеспечивает глубокую проработку структуры металла и существенное повыщение механических свойств. 3 табл. i СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄ SU ÄÄ 1440569

А1 (5g4B21 B 1 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4191537/23-02 (22) 16.02.87 (46) 30.11.88. Бюл. № 44 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И. П. Бардина (72) Н. П. Козлов, М. С. Василевский, Ю. Н. Алексеев, Г. А. Басов, В. В. Никифоров и Г. Е. Заносова (53) 621.771.25.04 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 358037, кл. В 21 В 1/22, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 1009541, кл. В 21 В 1/22, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1219181, кл. В 21 В 1/16, 1984. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СОРТОВОЙ ЗАГОТОВКИ И АРМАТУРНЫХ

СТЕРЖНЕЙ (57) Изобретение относится к области металлургии, в частности к обработке металла давлением с изменением физических свойств металла, и предназначено для использования в производстве сортового проката и арматурных стержней. Цель изобретения — более глубокая и равномерная проработка структуры металла, повышение уровня прочности и упрощение осуществления способа. При производстве сортового металла или арматурных профилей в промежуточных проходах производят поперечное оребрение с последующим выглаживанием, причем оребрение ориентируют под углом

И

20-70 к продольной оси заготовки и нано- у сят поочередно в противоположных направлениях. Проведенными экспериментами показано, что предложенная технология обеспечивает глубокую проработку струк- % туры металла и существенное повышение механических свойств. 3 табл.

1440569

Изобретение относится к металлургии, в частности к обработке металла давлением с изменением физических свойств металла, и предназначено для использования в производстве сортового проката и арматурных стержней.

Цель изобретения — более глубокая и равномерная проработка структуры металла, повышение уровня прочности и упрощение осуществления способа.

Сущность предлагаемого способа производства сортовой заготовки состоит в том, что в промежуточном размере вдоль заготовки формируют поперечное оребрение с последующим завершающим выглаживанием, причем п .. еречное оребрение выполняют в виде регулярного наклоненного под углом 20-70 к центральной оси заготовки рифления, которое наносят поочередно в противоположных взаимно пересекающихся направлениях с промежуточным выглаживанием. В процессе нанесения поперечного оребрения в промежуточном размере заготовки в металле протекают сдвиговые деформации, измельчается зерно.

При формировании наклоненного под углом к центральной оси заготовки поперечного оребрени я металл испытывает сдвиговые деформации, направленные от вдаливаемого профиля, который является в отношении обрабатываемого металла индентором. Металл перетекает под действием напряжений от индентора. Затем при промежуточном выглаживании возникают обратно направленные усилия, и металл перетекает в направлении борозд, оставленных индентором, т.е. в противоположном направлении.

После промежуточного выглаживания снова формируют поперечное оребрение нанесением регулярного профиля, наклоненного в обратном направлении.

Таким образом, в проработку вовлекается больший объем металла, чем при рифлении в одном направлении: вдоль или поперек направления прокатки, так как пластическая деформация происходит и". олько в прямом и обратном направлении..:"> и в направлении, пересекающем первое. 1ip!: ..ором нанесении профиля и при иос,и:."."ющем выглаживании в металле и;, .-.;;" IoT процессы, аналогичные вышеопис,виним ири нанесении первого профиля и промежуточном выглаживании. Это позволяет глубже и полнее прорабатывать металл, чем при нанесении только продольных или только поперечных впадин и выступов с последующим выглаживанием, в том числе и l1pH чередуемых заменах рифлений по одной стороне при одновременном выглаживании противоположной стороны в случае производства заготовки квадратного сечения. При этом одинаковые (по длине заготовки) поперечное оребрение имеет преимущество в том, что обеспечивает равномерность

ll0

ЗО

50 проработки структуры по длине заготовки, да и заготовка на протяжении всего процесса проработки структуры остается пластичной, так как исключается подстуживание ребер, что освобождает от проблем, связанных с вытяжкой заготовки при выглаживании подстуженного оребрения, из-за которого образуются порывы и трещины при отступлении от строго задаваемых параметров способа-прототипа.

Предлагаемый способ прост в осуществлении, так как его можно осуществлять на существующем оборудовании с использованием уже имеющейся оснастки. Для его осуществления можно использовать имеющиеся калибры для нанесения периодического профиля. (Это позволяет быстро наладить промышленное производство сортовой заготовки по предлагаемому способу.

Примеры выполнения способа.

Предварительно было проведено исследование влияния угла наклона оребрения к оси заготовки (к направлению прокатки).

Исследование проводилось методом моделирования. Для исследования использовался лабораторный стан со сменными калибрами и материал — двухцветный пластилин: валик с сердцевиной одного цвета и периферией другого. Рифление осуществляли под углами 10 и 80, 20 и 70, 30 и 60 и 45, а также дважды поперек заготовки-валика. Рифления осуществлялись с промежуточными выглаживаниями. После обработки замороженные валики с рифлением разрезали в продольном и поперечном направлен-с и визуально определяли степень воздействи. !ðåáðåíèÿ на течение матери",.ëà по степени; еремешения границы между периферий: ым слоем и сердцевиной валика.

Как показал осмотр срезов, наибольшее влияние оказывает оребрение под углами

45 и 30 (60 ) к оси валика. Влияние пересекающегося оребрения при уменьшении угла до 20 и 70 снижается существенно, а при углах 10 и 80 практически приближается к влиянию поперечного оребрения. Эти опыты позволили сделать вывод, что на практике для пересекающегося рифления можно использовать изно1иси и ьи калибры для нанесения периодического профиля на арматурные стержни.

В промышленных условиях был проведен эксперимент с использованием изношенных калибров, периодический профиль которых имеет наклон к оси в 30, подтвердивши 1 вывод по i с;.кантатам м<.гхзирования. Работу проис; л на сорто». х станах. После нагрева I.,о"р..овой заготовки в методических печах при i i50-1250 С ее выдавали на сортопрокатный стан «250» или

«350». Заготовку прокатывали в черновых клетях по существующим калибровкам.

По достижении заданного размера в конце черновых или начале чистовых клетей наносили рифление, какое обычно .зиося; на

1440569

82).

Формула изобретения

Таолна 1

Размеры проката, мм, и условия прокатки в очередной клети

Еле ть, 9 ф23, У 22

1 черновые 64 х 85 69 х 84

48 х 91

54,5 х 56

34 х 68

52 х 38

26 х 59

42 5 х 32 рифление

45 х 92

50,5 х 57

30 х 69

- 5 х 46

20 х 51

30,5 х 30

8 чистовые

14,5 х 37

23 х 22 рифчение выглаживапие

То же

21 х 48

10,7 х 27 выглаз;иванне

16,7 х 10,6 рифпение 32 х 26 рифление

20 х 35 выглажинанне

S,1 х 22 выглаживание

12 сорт ф 23 нли h" 22

14,5 х 11

8,6 х 16,6 сорт ф 11 или У 10

15 последней операции чистовых клетей при производстве арматурных стержней в одном направлении, далее выглаживали на следующей клети, после чего такое же рифление наносили в направлении, пересекающем первое, с тем же наклоном к оси прокатки, но наклоненном в другом направлении. Затем в последующих клетях рифление снова выглаживали. При этом, если конечной продукцией являлся сортовой прокат, выглаживание проводили вплоть до конечного размера проката, а если конечной продукцией являлись арматурные стержни, то выглаживание заканчивали перед последней операцией нанесением заданного периодического профиля. Проводилось опробование на стали Ст3, Ст5, 25Г2С, 35ГС, 20ХГ2Т, 23Х2Г2Т.

В таблице 1 приведены данные производства согг гового проката и арматурных стержней на стане «250», В табл. 2 приведены данные производства сортового проката и арматурных стержней на стане «350».

Полученные по предлагаемому способу стержни испытали на механические свойства. Для сравнения испытали механические свойства проката идентичного состава и размеров, но прокатанных по обычной технологии. Образцы отбирали в соответствии с требованиями ГОСТ 57-82. Испытание образцов показало уровень механических свойств, проведенный в табл. 3, в которой нечетными номерами обозначены данные испытаний образцов сортового проката и арматурных стержней, полученных традиционным способом, взятым за базовый объект, а четными — полученных предложенным способом.

Согласно данным, приведенным в табл. 3, предложенные приемы приводят к более глубокой проработке металла: измельчению зерна и созданию развитой субструктуры, усилению текстуры проката, что дает повышение уровня механических свойств в среднем на 7-15Я и более, а отдельные виды продукции переходят в более высокий класс прочности (см. сталь 23Х2Г2Т, ГОСТ 5781Способ производства сортовой заготовки и арматурных стержней, включающий про20 катку в ecKo bKo проходов, нанесен е в промежуточном проходе поперечного оребрения вдоль заготовки и последующее выглаживание, отличающийся тем, что, с целью более глубокой и равномерной проработки структуры металла, повышение уровня прочности и упрощения осуществления способа, поперечное оребрение выполняют в виде наклонного под углом 20-70 к центральной оси заготовки рифления, которое наносят поочередно в пересекающихся направлениях.

1440569

Таблица 2

Клеть,! г размеры проката, мч, и условия прокатки в очередной клети у! 36, !! 36

Ф 321 р 32

106 х 137

85 х !05

70:ñ i I (:

102 х 115

85 х 120

90 х 95

58 х 112

77 х 70

53 х li8

75 х 64

3 93

60 х 49

47 х88

33х 70

65 х 54 рифленне

51 х 39 рифление

36х 74 выглаживание

27 х 58 выглаживание

47 х 45 рифленнс

40 х 33 рифление

29 х 42 выглаживание

31,5 х54 выглаживание сорт ф 36 или N 36 сорт ф32 или М 32

Таблица 3!!еханические свойства ф, h.! кк Марка пп стали

Н/мм Н/мм /

АЙ!1 475 241 25 0,4

520 270 32 0,5

1 Ст3 ф 23 586 272 18 О, 15

639 325 26 0,38

3 Ст5

5 25Г2С К 32 595 395 16 0 35

648 442 22 0,52

h 36 622 443 18 0,10

706 500 22 0,42

7 35ГС

9 20ХГ2Т !и 10 906 865

12 0,30

1030 986

18 0,51

11 23Х2Г2Т !г 22, 1055 860 11 0,35

1202 1007 19 0,49

Составитель Б. Байнфест

Редактор A. Долинич Техред И. Верес Корректор М. Максимнгпинеи

Заказ 6017/11 Тираж 467 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4