Способ получения арматурной стали

 

Использование: расширение сортамента холоднотянутой арматурной стали за счет увеличения высоты поперечных выступов периодического профиля, в т.ч. выступов, идущих по винтовой линии. Сущность: проводят овализацию исходной круглой заготовки в волоке с обжатием по малой оси овала и последующее осаживание овалообразного профиля в профилирующей волоке с формированием ребер на противолежащих поверхностях. Овализацию заготовки проводят в роликовой волоке с вертикальными роликами, имеющими гладкую бочку, с обжатием по малой оси вала, равным Δh = D_o-d, где d - диаметр стержня; D₀ - диаметр заготовки. Перед осаживанием овалообразный профиль с плоскими боковыми стенками пропускают через проводку с прямоугольным отверстием, ширина которого равна ширине овалообразного профиля по малой оси овала. 4 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к волочильному производству.

Для армирования железобетонных конструкций производят периодические профили арматурной стали методами горячей прокатки, волочением и холодной прокаткой.

С помощью горячей прокатки в СНГ производят периодические профили арматурной стали N 6-90 по ГОСТ 5781-82, имеющие два продольных ребра и поперечные выступы (ребра), идущие по винтовым линиям.

Волочением производят арматурную проволоку периодического профиля диаметром 3-8 мм по ГОСТ 8480-63 с двухсторонними вмятинами [1,2] а также арматурную проволоку диаметром 3-5 мм с двухсторонними выступами (ребрами), перпендикулярными оси прутка по ГОСТ 6727-80. Основными достоинствами холоднотянутой арматурной проволоки являются высокая прочность (δ_в=150-250 кг/мм²) и малые допускаемые отклонения по диаметру ( ± 0,03-0,10 мм). К недостаткам холоднотянутой арматурной проволоки относятся: незначительная высота ребер или вмятин (0,15-0,25 мм), из-за разности площади поперечного сечения по длине прутка снижается статистическая и ударная прочность в сравнении с гладкой круглой заготовкой, а также трудности получения арматурных профилей диаметром свыше 6 мм с высоким пределом прочности из-за необходимости использования исходной заготовки диаметром 12-16.

В некоторых странах часть арматурной стали производят методом холодной прокатки, которая позволяет получать арматурную сталь с косо расположенными выступами к оси прутка вместо вмятин, что позволяет не снижать ее статистическую и ударную прочность по сравнению с круглой гладкой проволокой [3] Весьма эффективной является холодная прокатка заготовки в трехвалковых клетях [1, c.74] Известен способ получения холоднотянутой арматурной проволоки, согласно которому из исходной горячекатаной заготовки вначале волочением производят проволоку соответствующего диаметра, а затем на проволоку перед поступлением на последний отделочный барабан наносится периодический профиль заданной формы. По данному методу исходная катанка протягивается на проволоку необходимого диаметра на обычных многократных станах. Вместо мыльницы с монолитной волокой у последнего барабана устанавливается роликовая волока, имеющая на рабочей поверхности роликов выступы или впадины заданного периодического профиля, причем периодический профиль наносят на верхнюю и нижнюю стороны проволоки [2] К недостаткам указанного способа относятся: нельзя получать периодические профили арматурной стали с поперечными и винтовыми выступами (ребрами) высотой более 0,35 мм; при нанесении на круглую заготовку периодического профиля в роликовом калибре не всегда удается обеспечить соблюдение геометрических размеров (высоту выступов или впадин при допустимой овальности профиля).

Известен способ получения арматурной стали, включающий волочение горячекатаной заготовки, частичную нагартовку прутка посредством формирования холодной прокаткой плоских площадок и периодическую холодную прокатку для формирования косо расположенных к оси прутка ребер, в котором плоские площадки прокатывают шириной, равной 10-30% от величины диаметра прутка, а ребра формируют посредством бокового обжатия при свободном течении металла в трехвалковом калибре в направлении гребней, уменьшая боковое обжатие на концевых участках ребер до нуля [3] К недостаткам данного способа следует отнести многооперационность технологического процесса, включающего волочение и холодную прокатку, а также необходимость применения прокатных клетей с многовалковыми калибрами, что в целом значительно удорожает стоимость изготовления холоднодеформированной арматурной стали. Кроме того, данным способом нельзя получить периодические арматурные профили с винтовыми поперечными выступами с двух сторон поГОСТ 5781-82, которые очень широко используются в СНГ и других странах.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления арматурной проволоки, включающий обжатие круглой заготовки с одновременным формированием ребер на противолежащих частях поверхности в профилирующей волоке, в котором предварительно заготовку деформируют в монолитной волоке с овальным калибром, установленной в едином технологическом потоке с профилирующей перед ней, при этом степень обжатия по малой оси овала устанавливают равной 3-6% [4] По данному способу волочения заготовки диаметром 6,5 мм из стали Зкп осуществляют на двукратном стане ВН-2/550 на готовый размер 5,0 мм арматурной проволоки по ГОСТ 6727-80. Чистовой барабан стана снабжен устройством, в котором размещена монолитная волока с овальным калибром, установленная перед роликовой профилирующей волокой.

К недостаткам данного способа относятся: при обжатии в волоке с овальным калибром по малой оси больше 6,0% наблюдается сливание овальной заготовки в профилирующей роликовой волоке, что приводит к получению брака; невозможность получения профилей с высокими поперечными выступами (ребрами); необходимость применения многократного стана.

Основной причиной сваливания овальной заготовки, обжатой свыше 6% является отсутствие перед профилирующими роликами устройства, удерживающего от сваливания овальную заготовку, поступающую в профилирующий калибр в положении "На ребро".

Невозможность получения арматурных профилей с большей высотой поперечных выступов объясняется незначительной величиной обжатия в профилирующем калибре, повышение которого требует соответствующего увеличения обжатия в овальной волоке, которое ограничивается сваливанием овальной заготовки в профилирующем роликовом калибре.

Цель изобретения расширение сортамента холоднотянутой арматурной стали за счет увеличения высоты поперечных выступов периодического профиля, в т.ч. выступов, идущих по винтовой линии.

Цель достигается тем, что в предлагаемом способе изготовления арматурной стали круглую заготовку обжимают гладкими роликами и пропускают к профилирующей волоке через пластину с прямоугольным отверстием, ширина которого соответствует толщине деформированной заготовки, при этом диаметр исходной заготовки D_o и величина обжатия Δh гладкими роликами определяются зависимостями: D_o=d+2h (1) Δh=D_o-d (2) где d и h соответственно диаметр стержня и высота ребер арматурной стали.

При обжатии круглой заготовки гладкими роликами (в зависимости от размеров периодического профиля степень обжатия составляет 14-18,1%) получается полоса с плоскими параллельными гранями с двух сторон и закруглениями в недеформированных участках, которая в положении "На ребро" поступает через прямоугольное отверстие пластины в профилирующую роликовую волоку. Ширина отверстия в пластине соответствует толщине обжатой заготовки, поэтому боковые грани отверстия удерживают полосу от сваливания в профилирующем калибре при обжатиях в нем до 30% что является принципиальным отличием предложенного способа от прототипа, в котором при обжатиях свыше 6% в подготовительной овальной волоке наблюдается сваливание полосы в последующей профилирующей роликовой волоке.

Предложенный способ позволяет существенно расширить сортамент холоднотянутой периодической арматурной стали за счет полученя профилей с более высокими ребрами (поперечными, косо расположенными, винтовыми). Объясняется это тем, что данный способ позволяет производить гладкими роликами обжатие до 20% а в профилирующем калибре до 30% и тем самым значительно расширить технологические возможности способа.

На фиг.1 изображена схема волоки, вид сбоку; на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 сечение профиля по ГОСТ 5781-82.

Способ получения холоднотянутой арматурной стали осуществляют следующим образом.

Исходной заготовкой является горячекатаная круглая сталь в бунтах. Передний конец бунта после утонения на вальцах пропускают в предварительно настроенную роликовую волоку 1, состоящую из двух последовательно расположенных взаимно перпендикулярных пар рабочих роликов 2 и 6, между которыми с максимально возможным приближением к профилирующим роликам 6 закреплена пластина 5 с прямоугольным отверстием, тянущим устройством стана осуществляют протяжку заготовки через двухпарную роликовую волоку 1. Гладкие ролики 2 деформируют круглую заготовку 3 в плоский овал 4, который пропускают в положении "На ребро" через прямоугольное отверстие пластины 5 к роликам 6, в которых формируется периодический арматурный профиль 7. При обжатии высокой полосы (овала 4) возможно ее сваливание в калибре, но этому препятствуют внутренние боковые грани отверстия пластины 5, которая жестко закреплена в корпусе двухпарной роликовой волоки 1.

Готовый профиль 7 сматывают в бухту на барабанных станах, а в условиях калибровочных станов "Шумаг", "Даниэли" готовый профиль 7 с помощью летучих ножниц раскраивается на стержни заказной длины.

Описанный способ получения холоднотянутой арматурной стали может быть осуществлен на однократных барабанных станах, а также на калибровочных станах кареточного или тракового типов, оснащенных роликовыми волоками, состоящими из двух последовательно расположенных взаимно перпендикулярных пар рабочих роликов, между которыми закреплена пластина с прямоугольным отверстием.

Данный способ получения арматурной стали N 6, 8 и 10 по ГОСТ 5781-82 методом волочения испытан на Череповецком сталепрокатном заводе. В качестве исходной заготовки использовалась горячекатаная круглая сталь в бунтах массой 300-600 кг. В качестве рабочего инструмента на всех станах использована двухпарная роликовая волока конструкции Череповецкого сталепрокатного завода (ЧСПЗ).

Данным способом на ЧСПЗ произведено свыше 5000 т холоднотянутой арматурной стали N 6, 8 и 10. Технологический процесс по данному способу осуществляется устойчиво. Размеры элементов профиля полностью соответствуют требованиям ГОСТа 5781-82.

Использование предложенного способа получения арматурной стали волочением обеспечивает по сравнению с прототипом изготовление арматурной стали с более высокими поперечными выступами в том числе и по ГОСТ 5781-82, а также предотвращает сваливание заготовки в профилирующем калибре волоки, что исключает получение брака.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРМАТУРНОЙ СТАЛИ, включающий овализацию исходной круглой заготовки в волоке с обжатием по малой оси овала и последующее осаживание овалообразного профиля в профилирующей волоке с формированием ребер на противолежащих поверхностях, отличающийся тем, что овализацию заготовки осуществляют в роликовой волоке с вертикальными роликами, имеющими гладкую бочку, с обжатием по малой оси овала, равным разности диаметра исходной заготовки и диаметра стержня готового профиля, а перед осаживанием овалообразный профиль с плоскими боковыми стенками пропускают через проводку с прямоугольным отверстием, ширина которого равна ширине овалообразного профиля по малой оси овала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4