Способ устранения дефектов на поверхности непрерывно-литых заготовок
Изобретение относится к области производства непрерывнолитых заготовок. Повышение эффективности устранения дефектов непрерывнолитых заготовок обеспечивается за счет того, что дефекты (поперечные трещины, плены и т.д.) закатывают, нагревая поверхностные слои непрерывнолитых заготовок до температур выше точки Кюри (768°С) в индукторе установки токов высокой частоты и раскатывая их в прокатных валках с обжатием 1,5-3% по холодной твердой сердцевине.
Изобретение относится к металлургии, в частности к области производства непрерывнолитых заготовок.
Известен способ устранения дефектов на непрерывнолитых заготовках путем осмотра их поверхности и огневой зачистки.
Недостатком данного способа является то, что определение дефектов на поверхности непрерывнолитых заготовок осмотром из-за толстого слоя окалины довольно сложно.
В предлагаемом способе устранение дефектов осуществляется за счет нагрева поверхностных слоев в индукторе установки токов высокой частоты (т.в.ч.) непрерывнолитых заготовок и раскатки этих слоев в прокатных валках по холодной твердой сердцевине.
Нагрев токами высокой частоты осуществляется за счет теплового действия тока, индуктируемого в заготовку, находящуюся в переменном магнитном поле. При протекании по индуктору электрического тока высокой частоты создается переменное магнитное поле, силовые линии которого пронизывают установленную в индуктор заготовку. В результате в поверхностном слое заготовки возникают вихревые токи (токи Фуко), вызывающие нагрев этого слоя до высоких температур.
Неравномерное распределение по сечению заготовки приводит к неравномерному нагреву: поверхностные слои нагреваются очень быстро, а сердцевина либо совсем не нагревается, либо нагревается за счет теплопроводности непрерывнолитой заготовки.
Индукционный нагрев происходит быстро, экономично, с точной выдержкой заданной температуры.
Толщина слоя или глубина проникновения тока зависит от частоты переменного тока, удельного электросопротивления металла, магнитной проницаемости и определяется по формуле:
где у - толщина слоя или глубина проникновения тока, см; ρ - удельное электросопротивление, Ом·мм2/м; μ - магнитная проницаемость, (Т·м)/А; f - частота тока, Гц.
Из формулы видно, что чем больше частота тока, тем меньше толщина нагреваемого слоя. Для получения нагретого слоя толщиной 1,0 мм оптимальная частота тока составляет примерно 60000 Гц, для слоя 2,0 мм - около 15000 Гц и для слоя 4,0 мм - 4000 Гц.
С повышением температуры глубина проникновения тока увеличивается и достигает максимального значения при температуре выше точки Кюри (768°С), вследствие перехода стали из ферромагнитного в парамагнитное состояние.
Вместе с тем происходит уменьшение скорости нагрева при переходе через точку Кюри. При температурах ниже точки Кюри сталь нагревается быстрее, выше этой точки процесс нагрева замедляется, что следует учитывать при назначении режима нагрева.
При назначении режимов нагрева обычно исходят из следующих параметров: температуры и скорости нагрева. При прокатке заготовки нагревают до возможно высоких температур, так как в этом случае снижаются расход энергии, усилие деформации, износ инструмента. При назначении температуры нагрева, как правило, верхний предел ограничивается явлениями перегрева и пережога и устанавливается на 100-150°С ниже точки плавления, а нижний предел - температурой рекристаллизации:
Тр=0,4-Тпл,
где Тр - температура рекристаллизации, Тпл - температура плавления, т.е. минимально допустимая температура конца прокатки.
Пример
Со склада слябов на приемный рольганг со стороны загрузки в методическую печь широкополосного стана подают непрерывнолитую заготовку из стали марки 09Г2С.
Непрерывнолитая заготовка последовательно проходит по приемному рольгангу через устройство очистки окалины и через индуктор установки токов высокой частоты, где происходит нагрев поверхностных слоев до температуры 920°С со скоростью 250 град./с и глубиной 14 мм, которые раскатываются в двухвалковой прокатной клети по холодной твердой сердцевине с обжатием в 3%.
В результате происходит закатывание дефектов (поперечные трещины, газовые пузыри и т.д.) по поверхности непрерывнолитой заготовки.
Способ устранения дефектов непрерывно-литых заготовок, включающий внешний осмотр и зачистку поверхности, отличающийся тем, что зачистку производят путем нагрева поверхностных слоев непрерывно-литых заготовок в индукторе установки токов высокой частоты до температур выше точки Кюри (768°С) и их раскатывания в прокатных валках с обжатием в 1,5-3% по холодной твердой сердцевине.
