Способ производства арматурного проката периодического профиля для армирования железобетонных конструкций

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к сталеплавильному, прокатному и метизному переделу, и может быть использовано при производстве арматурного проката периодического профиля класса В500С диаметром от 4,0 до 12,0 мм. Для обеспечения высокого прогнозируемого уровня пластических и прочностных свойств из рядовой низкоуглеродистой стали выплавляют сталь, содержащую компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,14-0,22, марганец 0,40-1,10, кремний 0,15-0,70, алюминий 0,025-0,070, титан 0,005-0,040, азот 0,015-0,030, железо и неизбежные примеси - остальное, при выполнении условия - 0,29Ti+0,52Al≥N≥0,38Ti, заготовку прокатывают при температуре окончания прокатки 980-1050°С с получением катанки, затем осуществляют охлаждение катанки водой до среднемассовой температуры 800-950°С, после чего проводят смотку катанки в бунты и осуществляют охлаждение на воздухе до температуры окружающей среды, далее катанку подвергают холодному деформированию со степенью 12-30% при одновременном формировании периодического профиля и ведут циклическую обработку готового проката путем изгиба в одной плоскости или двух взаимо-перпендикулярных плоскостях посредством роликов изгибающих устройств с обеспечением от 1 до 5 перегибов проката в плоскости, при отношении диаметра роликов к диаметру готового проката, составляющему 10-20, а в завершение прокат сматывают в бунты. 1 табл.

 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к сталеплавильному, прокатному и метизному переделу, и может быть использовано при производстве холоднодеформированного арматурного проката периодического профиля для армирования железобетонных конструкций.

Известен способ производства арматурной стали периодического профиля, включающий холодную деформацию горячекатаной заготовки с одновременным нанесением периодического профиля, в котором используют заготовку с величиной относительного удлинения, равной 1,4…2,4 величины относительного удлинения будущей арматурной стали, нанесение периодического профиля осуществляют с относительным обжатием, величину которого определяют из математического выражения, в которое входят несколько величин параметров профиля заготовки и готового проката. При этом диаметр исходной заготовки под профилирование в свою очередь необходимо рассчитывать по дополнительной формуле (RU №2222612, кл. C21D 8/08, B22H 8/08, опубл. 27.01.2004 г., БИ №3, 2004 г.).

Недостатком известного способа является то, что вся технология производства арматурной стали периодического профиля строится на использовании горячекатаной заготовки с определенной величиной относительного удлинения, равной 1,4…2,4 величины относительного удлинения арматуры, которую планируют производить. При этом не учитывается химический состав заготовки и степень ее деформационного упрочнения, а также неоднородность значений относительного удлинения заготовки, что не гарантирует получения стабильных механических свойств арматурного проката класса 500С согласно требованиям ГОСТ Р 52544-2006.

Известен способ изготовления арматурной стали в двух роликовых волоках, направления осей роликов которых пересекаются, путем деформирования заготовки в зазоре между роликами первой волоки с одновременным формированием периодических выступов и придания деформированному в первой волоке сечению вида готового профиля путем деформирования в зазоре между роликами второй волоки с одновременным формированием периодических выступов. Деформирование осуществляют через зазоры, образованные роликами с цилиндрической поверхностью, с коэффициентами вытяжки в первой волоке не более 1,12, а во второй не более 1,16 (RU №2288061, кл. B21C 1/00, опубл. 27.11.2006 г., БИ №33, 2006 г.).

Недостатком этого способа является то, что при коэффициентах вытяжки 1,12 и 1,16 степень деформации при получении готового арматурного проката составит более 23%. При этом величины предела текучести и предела прочности могут достигнуть необходимого уровня, а показатель относительного удлинения при максимальной нагрузке (δmax) будет ниже 2,5%, т.е. не удовлетворять требованиям ГОСТ Р 52544-2006.

Практикой доказано, что сохранение параметра δmax на уровне 2,5% при холодной деформации горячекатаной заготовки возможно при степенях деформации не более 18%, или при проведении специальной циклической умягчающей обработки. При этом значение имеет как химический состав, так и технологию получения заготовки.

Прототипом предлагаемого изобретения, как наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому результату, является способ производства арматурного периодического профиля с нормированным пределом прочности (RU №2336312, кл. C21C 7/00, C21D 8/08, опубл. 20.10.2008 г., БИ №29, 2008 г.), включающий выплавку стали, введение в сталь марганца и кремния, получение стали с содержанием (мас.%) углерода 0,14-0,22, кремния 0,15-0,30 и марганца 0,40-0,65, изготовление заготовки, нагрев и прокатку заготовки на заданный профиль, охлаждение готового профиля водой до среднемассовой температуры (самоотпуска) 545…555°C и последующим охлаждением на воздухе с получением предела прочности по определенной математической зависимости.

Недостатки известного способа состоят в том, что повышенное значение предела прочности арматурного проката из рядовой низкоуглеродистой стали достигают за счет значительного последеформационного охлаждения (прерванной закалки) готового проката водой до температуры самоотпуска 545…555°C, что отрицательно влияет на стабильность работы виткообразователя стана, а также увеличивает износ оборудования из-за повышенной жесткости проката. Кроме того, последеформационное охлаждение проката на участке перед роликовым конвейером, с учетом повышенных скоростей прокатки на проволочных станах, требует значительных затрат на организацию такого охлаждения водой. При этом по условиям работоспособности оборудования проволочного стана часть раската должна достигать виткообразователя, проходя через не заполненные водой форсунки, что приводит к неоднородности механических свойств по длине раската и соответственно невыполнению требований ГОСТ Р 52544-2006 к арматурному прокату класса 500С.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения: выплавка стали требуемого химического состава, получение заготовки, нагрев и прокатка заготовки на заданный профилеразмер, последеформационное охлаждение проката водой, воздушное охлаждение, формирование бунта.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности получения арматурного проката периодического профиля для армирования железобетонных конструкций с высоким прогнозируемым уровнем пластических и прочностных свойств (повышение качества продукции) из рядовой низкоуглеродистой стали за счет выбора новых параметров состава стали, самой технологии изготовления сырья (заготовки-катанки) и готового проката, при которых обеспечивается вся совокупность нормируемых свойств в готовом арматурном прокате по ГОСТ Р 52544-2006.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе, включающем выплавку стали, получение заготовки, нагрев и горячую прокатку заготовки на заданный профиль, последеформационное охлаждение водой и воздушное охлаждение, смотку профиля в бунты, согласно изобретению, выплавляют сталь, содержащую углерод, марганец, кремний, алюминий, титан, азот, железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,14…0,22; марганец 0.40…1,10; кремний 0,15…0,70; алюминий 0,025…0,070; титан 0,005…0,040; азот 0,015…0,030; железо и неизбежные примеси - остальное,

при выполнении условия - 0,29Ti+0,52Al≥N≥0,38Ti,

а заготовку прокатывают на круглый гладкий профиль-катанку при температуре окончания прокатки 980…1050°C, затем осуществляют охлаждение катанки водой до среднемассовой температуры 800…950°C, после чего проводят смотку катанки в бунты и осуществляют произвольное охлаждение на воздухе до температуры окружающей среды, далее катанку подвергают холодному деформированию со степенью 12…30% при одновременном формировании периодического профиля, затем проводят циклическую обработку путем изгиба в одной плоскости или двух взаимоперпендикулярных плоскостях посредством роликовых изгибающих устройств с обеспечением от 1 до 5 перегибов готового арматурного проката в плоскости, при отношении диаметра роликов к диаметру готового арматурного проката, составляющем 10…20,

где Ti, Al, N - содержание титана, алюминия, азота в мас.%,

0,29 и 0,52 - стехиометрические коэффициенты образования соответствующих нитридов TiN и AlN;,

0,38 - коэффициент, полученный опытным путем после обработки экспериментальных данных, учитывающий размер слитка и форму изложницы.

В качестве неизбежных примесей сталь дополнительно содержит, мас.%: хром - не более 0,30; молибден - не более 0,30; ванадий - не более 0,30; медь - не более 0,30; никель - не более 0,30; сера - не более 0,050; фосфор - не более 0,040. Присутствие данных элементов в таких количествах не противоречит нормативной документации на состав рядовой низкоуглеродистой стали по ГОСТ 380-2005 и не оказывает существенного влияния на механические свойства продукции.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение холоднодеформированного арматурного проката периодического профиля для армирования железобетонных конструкций с нормируемыми механическими свойствами для класса В500С по ГОСТ Р 52544-2006 за счет увеличения в стали содержания марганца и кремния, и дополнительного карбонитридного упрочнения, путем модифицирования стали азотом, титаном и алюминием, а также проведения холодной пластической деформации по определенным режимам.

Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что выплавляют сталь, содержащую углерод, марганец, кремний, алюминий, титан, азот, железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,14…0,22; марганец 0,40…1,10; кремний 0,15…0,70; алюминий 0,025…0,070; титан 0,005…0,040; азот 0,015…0,030; железо и неизбежные примеси - остальное, при выполнении условия

0,29Ti+0,52Al≥N≥0,38Ti,

а заготовку прокатывают на круглый гладкий профиль-катанку при температуре окончания прокатки 980…1050°C, затем осуществляют охлаждение катанки водой до среднемассовой температуры 800…950°C, после чего проводят смотку катанки в бунты и осуществляют произвольное охлаждение на воздухе до температуры окружающей среды, далее катанку подвергают холодному деформированию со степенью 12…30% при одновременном формировании периодического профиля, затем проводят циклическую обработку путем изгиба в одной плоскости или двух взаимоперпендикулярных плоскостях посредством роликовых изгибающих устройств с обеспечением от 1 до 5 перегибов готового арматурного проката в плоскости, при отношении диаметра роликов к диаметру готового арматурного проката, составляющем 10…20,

где Ti, Al, N - содержание титана, алюминия, азота в мас.%,

0,29 и 0,52 - стехиометрические коэффициенты образования соответствующих нитридов TiN и AlN;

0,38 - коэффициент, полученный опытным путем после обработки экспериментальных данных, учитывающий размер слитка и форму изложницы.

Заявляемое сочетание легирующих и модифицирующих элементов, а также параметры последеформационного охлаждения водой прокатанного профиля и охлаждения на воздухе сформированных бунтов, позволяют получить в горячекатаной катанке благоприятную мелкодисперсную структуру с баллом зерна 9-12 по ГОСТ 5639-82, обеспечивающую достижение заданных прочностных параметров (σT≥350 Н/мм2; σв≥450 H/мм2) и пластических свойств (δp≥6,0%; δ5≥25,0%).

Последующая переработка катанки (при перемотке из бунта в бунт) в арматурный прокат путем холодного деформирования со степенью 12…30% при одновременном формировании периодического профиля и циклической обработки арматурного проката путем изгиба в одной плоскости или двух взаимоперпендикулярных плоскостях посредством роликовых изгибающих устройств, с обеспечением от 1 до 5 перегибов готового арматурного проката в плоскости, при отношении диаметра роликов к диаметру готового арматурного проката, составляющем 10…20, по завершении которой прокат сматывают в бунты, позволяет получать готовый арматурный прокат периодического профиля для армирования железобетонных конструкций класса прочности В500С по ГОСТ Р 52544-2006.

Приведенные сочетания легирующих элементов позволяют получить в круглом гладком профиле-катанке (сырье) феррито-перлитную мелкодисперсную структуру, низкое содержание неметаллических включений, однородную макроструктуру и благоприятное сочетание высоких характеристик прочности и пластичности, что положительно скажется на механических свойствах готового проката.

Углерод вводится в состав данной стали с целью обеспечения заданного уровня ее прочности. Верхняя граница содержания углерода 0,22% обусловлена предельной величиной содержания углерода в стали с целью обеспечения требуемого уровня свариваемости в соответствии с ГОСТ Р 52544-2006, а нижняя 0,14% - обеспечением требуемого уровня прочностных свойств катанки из данной стали.

Марганец используется, с одной стороны, как упрочнитель твердого раствора, а с другой стороны, как элемент, повышающий устойчивость переохлажденного аустенита стали. При этом верхний уровень содержания марганца 1,10% определяется необходимостью обеспечения требуемого уровня пластичности стали, а нижний 0,40% - необходимостью обеспечить требуемый уровень прочности данной стали.

Кремний относится к ферритообразующим элементам. Нижний предел по кремнию 0,15% обусловлен технологией раскисления стали. Содержание кремния выше 0,70% неблагоприятно скажется на характеристиках пластичности стали.

Алюминий используют в качестве раскислителя стали и как модифицирующий элемент, обеспечивающий формирование мелкодисперсной, однородной зернистой структуры за счет образования нитридов алюминия. При этом образование нитридов алюминия происходит в твердом состоянии в процессе горячей деформации. Так, нижний уровень содержания алюминия 0,025% определяется требованием обеспечения однородности структуры, а верхний уровень 0,070% - требованием обеспечения заданного уровня пластичности и ударной вязкости стали. Кроме того, указанный уровень концентрации алюминия гарантирует исключение старения продукции из катанки в процессе длительной эксплуатации.

Титан используют в качестве раскислителя и инокулятора второго рода, обеспечивающего образование карбонитридов при температурах выше температуры ликвидус, что получает развитие при его содержании ≥0,005%. Выше верхнего уровня (0,040%) размер карбонитридов резко возрастает, их инокулирующие возможности снижаются с одновременным падением пластичности и ударной вязкости стали. Так, нижний уровень содержания титана 0,005% определяется требованием обеспечения однородности структуры, а верхний уровень 0,040% - требованием обеспечения заданного уровня пластичности стали.

Азот способствует образованию карбонитридов в стали. Нижний предел содержания азота 0,015% обусловлен необходимостью получения заданного уровня прочностных свойств стали, а верхний предел 0,030% - образованием открытой пористости в слитке или литой заготовке и резким снижением выхода годного при прокатке.

Соотношение 0,29Ti+0,52Al≥N≥0,38Ti определяет условия образования карбонитридов и их равномерное распределение по объему стали. Если выполняется данное соотношение, то карбонитриды образуются в количестве, способствующем увеличению предела текучести в горячекатаном состоянии. При содержании азота более 0,38Ti снижается выход годного проката из-за образования открытой газовой пористости в слитке или заготовке без существенного повышения прочностных и эксплуатационных свойств катанки. При содержании азота менее 0,29Ti+0,52Al существенное повышение предела текучести не достигается.

Уменьшение температуры конца горячей прокатки ниже 980°C увеличивает нагрузки на оборудование прокатного стана и приводит к повышенному износу прокатных валков, а ее увеличение более 1050°C приводит к формированию крупнозернистой структуры и снижению показателей пластических свойств катанки.

Режимы последеформационного охлаждения катанки до среднемассовой температуры 800…950°C, которое осуществляется водой на участке между последней клетью стана и моталкою, выбираются из необходимости формирования на поверхности катанки окалины с повышенной способностью к удалению механическим путем (окалиноломание). Охлаждение катанки до указанных температур не приводит к образованию структур закалки, оставляя ее в горячекатаном состоянии, и не повышает прочностных свойств, но при этом формируется состав катанки из вюстита (FeO 46,0…64,0%), магнетита (Fe3O4 53,0…34,0%) и незначительного количества гематита (Fe2O3 0,1…1,2%). Охлаждение катанки до температур ниже 800°C увеличивает в составе окалины количество магнетита и гематита (составляющих, тяжело удаляемых механическим путем), а охлаждение до температур выше 950°C увеличивает общее количество окалины. После смотки катанки в бунты при температуре 800…950°C и произвольного охлаждения на воздухе до температуры окружающей среды слой окалины увеличивается при практически неизменном соотношении фазового состава, и чем она толще, тем лучше качество ее механического удаления. Причиной этому являются внутренние напряжения на границе между железной основой и окалиной.

Перечисленные существенные отличия способствуют получению сырья (заготовки-катанки) со следующими механическими свойствами: σT≥350 Н/мм2; σв≥450 Н/мм2; δ5≥25,0% и формируют на поверхности катанки окалину с повышенной способностью к удалению механическим путем (окалиноломание), что позволяет далее получить в готовом арматурном прокате заданную прочность при сохранении пластических свойств, используя даже однократное волочение, с одновременным формированием периодического профиля в многороликовой волоке и финишной деформации изгибом. Это обеспечит снижение энергоемкости процесса производства арматурного проката за счет исключения операции травления катанки (удаления окалины химическим путем) и оптимизации состава оборудования.

Процесс производства арматурного проката периодического профиля осуществляется путем волочения катанки в монолитных или роликовых волоках (кассетах), при условии, что в качестве чистовой используют многороликовую волоку, благодаря чему становится возможным нанесение профиля (рифления) на катанке в виде нескольких продольных рядов наклонных к ее оси ребер при одновременном деформировании и формировании периодического профиля готового проката. Количество роликов чистовой волоки равно количеству рядов ребер (рядов рифления) на готовом арматурном прокате.

Суммарная степень деформации катанки при изготовлении (волочении) арматурного проката не должна выходить за пределы интервала значений 12…30%. Выбор нижнего предела этого интервала обусловлен тем, что меньшие значения не обеспечивают возможности получения периодического профиля с заданными геометрическими параметрами и не гарантируют получения требуемого показателя анкеровки - критерия «fr» по ГОСТ Р 52544-2006. Выбор верхнего предела интервала объясняется тем, что большие чем 30% значения степени однократной холодной деформации катанки могут приводить к ее обрывности и отрицательно сказываться на работе оборудования (роликовой волоки).

Известно, что холодная пластическая деформация катанки приводит к резкому снижению пластических свойств продукции и поэтому для сохранения параметра δmax на уровне ≥2,5% (согласно ГОСТ Р52544-2006) в качестве финишной операции проводится циклическая обработка катанки путем изгиба в одной плоскости или двух взаимоперпендикулярных плоскостях вокруг роликов изгибающего устройства. При степени деформации катанки от 12 до 20% ее циклическую обработку путем изгиба достаточно проводить в одной плоскости. При степени деформации катанки от 20 до 30% ее циклическую обработку путем изгиба следует проводить в двух взаимоперпендикулярных плоскостях. Диаметры роликов изгибающего устройства должны превышать диаметр готового арматурного проката от 10 до 20 раз. При использовании в изгибающем устройстве роликов с диаметром, превышающим диаметр готового арматурного проката менее чем в 10 раз, создается повышенное торможение движущегося проката, что может привести к его вытяжке и потере пластических свойств. При использовании в изгибающем устройстве роликов с диаметром, превышающим диаметр готового арматурного проката более чем в 20 раз, деформация изгибом движущегося проката недостаточна для реализации эффекта повышения пластических свойств. Достижение эффекта повышения пластических свойств арматурного проката сопровождается снижением прочностных свойств, поэтому получение оптимального сочетания прочностных и пластических свойств готового арматурного проката достигают подбором числа перегибов. При степени деформации катанки от 12 до 20% арматурный прокат достаточно изгибать 1…5 раз в одной плоскости. При степени деформации катанки от 20 до 30% циклическую обработку арматурного проката путем изгиба следует проводить в двух взаимоперпендикулярных плоскостях при числе перегибов от 3 до 5 раз. При этом меньшее число перегибов не повышает пластические свойства до требуемого уровня, а количество перегибов более 5 раз приводит к торможению движущегося проката, к его вытяжке и потере пластических свойств.

Пример осуществления способа в условиях производства ОАО «Западно-Сибирский металлургический комбинат».

Выплавляли низкоуглеродистую сталь химического состава в мас.%: углерод 0,20; марганец 0,65; кремний 0,25; алюминий 0,032; титан 0,021; азот 0,020; железо и неизбежные примеси - остальное, при выполнении условия 0,29Ti+0,52Al≥N≥0,38Ti, используя стандартную шихту. Плавку и легирование стали марганцем и кремнием проводили по действующим на предприятии технологическим инструкциям. Алюминий и феротитан присаживали на дно ковша перед выпуском. Азотсодержащий материал присаживали в ковш под струю жидкого металла при заполнении 1/3 ковша. Разливку стали производили в уширенные к верху изложницы с прибыльной надставкой. Масса слитка 7,85 т. Нагрев слитков в обжимном цехе производили в рекуперативных колодцах до температуры начала прокатки 1250…1270°C. Прокатку слитков проводили на блюминге и далее на непрерывном заготовительном стане на заготовку сечением 100×100 мм. Затем осуществляли горячую прокатку полученной передельной заготовки на проволочном стане на катанку диаметром 6,0; 8,5; 9,0; 9,5 и 11,0 мм. Прокатку заканчивали при температуре 980…1050°C (температура конца прокатки - Тк.пр..), с этой температуры катанку охлаждали водой до среднемассовой температуры 800…950°C (температура смотки катанки - Тсм.), после чего сматывали в бунты, которые произвольно охлаждались на воздухе в процессе перемещения от стана до склада готовой продукции.

Уровень механических свойств полученной катанки диаметром от 6,0 до 11,0 мм составлял по пределу текучести (σT) 350…380 Н/мм2, временному сопротивлению разрыву (σв) 475…515 Н/мм2, относительному удлинению (δ5) 30,0…33,5%.

Далее в сталепроволочном цехе катанку диаметром 6,0 мм перерабатывали на арматурный прокат периодического профиля диаметром 5,0 мм, а катанку диаметром 8,5; 9,0; 9,5 и 11,0 мм - на арматурный прокат диаметром 8,0 и 10,0 мм соответственно. Подготовку поверхности катанки к волочению (удаление окалины) осуществляли механическим путем (окалиноломание). Холодное деформирование проводили на однократном волочильном стане АЗТМ 1/650 со степенью (ε, %), равной 12…30% при одновременном формировании периодического профиля с применением бесприводной роликовой волоки (кассеты) типа CL 25А33 итальянской фирмы “Eurolls”. При переработке катанки диаметром 6,0 мм перед роликовой волокой размещали монолитную волоку диаметром 5,6 мм, а при переработке катанки диаметром 9,5 мм перед роликовой волокой размещали монолитную волоку диаметром 8,9 мм. При переработке катанки других диаметров монолитные волоки не использовались. Перед тянущим барабаном стана (после роликовой волоки) размещали два роликовых изгибающих устройства в двух взаимоперпендикулярных плоскостях с возможностью размещения в них различного числа роликов для обеспечения от 1 до 5 перегибов (Nперег.) проката. При опытном производстве использовались ролики диаметром (⌀рол) от 60 до 180 мм. Результаты производства арматурного проката периодического профиля по заявляемому способу приведены в таблице, где - в числителе число перегибов в первом изгибающем устройстве, в знаменателе - во втором.

№ п/п катанки/⌀арм.проката мм Тк.пр., °C Тсм, °С ε, % рол., мм Механические свойства
σ0,2 σв δmax, %
Н/мм2
1 6,0/5,0 980 800 30,0 3/3 60 630 720 3,1
2 8,5/8,0 980 850 12,0 1/- 60 485 565 3,8
3 8,5/8,0 980 850 12,0 1/1 80 525 575 3,3
4 9,0/8,0 1000 880 21,0 1/- 80 570 635 3,5
5 9,0/8,0 1000 880 21,0 3/- 120 560 620 3,3
6 9,0/8,0 1000 880 21,0 5/- 120 550 615 3,4
7 9,0/8,0 1000 880 21,0 3/3 160 555 610 3,3
8 9,0/8,0 1000 880 21,0 -/- - 640 660 1,2
9 9,5/8,0 1020 900 29,0 4/4 160 560 600 3,0
10 9,5/8,0 1020 900 29,0 4/4 180 580 600 2,4
11 11,0/10,0 1050 950 21,0 5/5 180 540 590 3,0

Из анализа данных, приведенных в таблице, следует, что режим №2 не обеспечивает требуемого предела текучести, режим №8 не обеспечивает требуемого уровня пластических свойств, режим №10 не обеспечивает требуемого уровня пластических свойств.

Из вышеприведенных примеров следует, что в результате выплавки стали заявляемого состава, получения заготовки, горячей прокатки заготовки на катанку при температуре 980…1050°C, последующего охлаждения катанки водой до температур 800…950°C, обеспечивается получение горячекатаной катанки с повышенными прочностными свойствами. Дальнейшее холодное деформирование этой катанки со степенью 12…30%, при одновременном формировании периодического профиля арматурного проката и циклическая обработка арматурного проката путем изгиба в одной плоскости или двух взаимоперпендикулярных плоскостях вокруг роликов изгибающих устройств, с обеспечением от 1 до 5 перегибов готового арматурного проката в плоскости, при отношении диаметра роликов к диаметру готового арматурного проката, составляющем 10…20, позволяет получить холоднодеформированный арматурный прокат периодического профиля диаметром 5,0-10,0 мм класса прочности В500С по ГОСТ Р 52544-2006 с повышенной величиной предела текучести (σ0,2≥525 Н/мм2) и полного относительного удлинения при максимальной нагрузке (δmax≥3,0%).

На основании вышеизложенного, можно сделать вывод, что заявляемый способ производства арматурного проката периодического профиля для армирования железобетонных конструкций промышленно применим и устраняет недостатки, имеющие место в прототипе.

Данная технология получения холоднодеформированного арматурного проката класса В500С исключает необходимость химического травления окалины катанки и многократного ее волочения, что существенно повышает рентабельность производства и уменьшает экологическую нагрузку. Заявленный способ может найти широкое применение при производстве арматурного проката периодического профиля для армирования железобетонных конструкций с высокими прогнозируемыми пластическими и прочностными свойствами в соответствии с отечественным и международными стандартами. Арматурный прокат с такими свойствами обладает улучшенной свариваемостью, повышенной вязкостью и долговечностью, поэтому может быть использован, как для изготовления железобетонных изделий, так и в монолитном строительстве.

Способ производства арматурного проката периодического профиля для армирования железобетонных конструкций, включающий выплавку стали, получение заготовки, нагрев и горячую прокатку заготовки на заданный профиль, последеформационное охлаждение водой и воздушное охлаждение, смотку профиля в бунты, отличающийся тем, что выплавляют сталь, содержащую углерод, марганец, кремний, алюминий, титан, азот, железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,14-0,22, марганец 0,40-1,10, кремний 0,15-0,70, алюминий 0,025-0,070, титан 0,005-0,040, азот 0,015-0,030, железо и неизбежные примеси остальное, при выполнении условия 0,29Ti+0,52Al≥N≥0,38Ti,
где Ti, Al, N - содержание титана, алюминия, азота, мас.%,
0,29 и 0,52 - стехиометрические коэффициенты образования соответствующих нитридов TiN и AlN,
0,38 - коэффициент, полученный опытным путем после обработки экспериментальных данных, учитывающий размер слитка и форму изложницы,
а заготовку прокатывают на круглый гладкий профиль - катанку при температуре окончания прокатки 980-1050°С, затем осуществляют охлаждение катанки водой до среднемассовой температуры 800-950°С, после чего проводят смотку катанки в бунты и осуществляют произвольное охлаждение на воздухе до температуры окружающей среды, далее катанку подвергают холодному деформированию со степенью 12-30% при одновременном формировании периодического профиля, затем проводят циклическую обработку путем изгиба в одной плоскости или двух взаимно перпендикулярных плоскостях посредством роликов изгибающих устройств с обеспечением от 1 до 5 перегибов готового арматурного проката в плоскости и при отношении диаметра роликов к диаметру готового арматурного проката, составляющем 10-20.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам сталей, используемых при производстве горячекатаного и холоднокатаного проката повышенной прочности с покрытием и без покрытия, предназначенного для изготовления изделий автомобиля методом штамповки.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству мягкой черной жести с твердостью HR30T 51±3, предназначенной для лужения. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству мягких черных жестей с твердостью HR30T 49±3 или HR30T 53±3, предназначенных для лужения. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству высокопрочных сталей, обладающих после сварки отличной ударной вязкостью в зоне термического влияния.
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к производству холоднокатаной IF-стали, содержащей 0,006 мас.% углерода, а также титан и ниобий. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к созданию нетекстурированного электротехнического стального листа, улучшенного по потерям в сердечнике.
Изобретение относится к производству стали и может быть использовано для изготовления листовой холоднокатаной стали, предназначенной для глубокой штамповки. .
Сталь // 2354739
Изобретение относится к области металлургии, а именно к экономнолегированным сталям, используемым при изготовлении коленвалов сечением до 500 мм дизелей морских судов методом ЭШП.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству трубной заготовки диаметром от 80 до 180 мм, предназначенной для производства бесшовных труб различного назначения.
Изобретение относится к области металлургии, конкретно к прокатному производству, и предназначено для получения на сортовых станах стальных свариваемых арматурных профилей из непрерывнолитых заготовок.

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к прокатному производству, и предназначено для получения на сортовых станах стального арматурного профиля из непрерывнолитых заготовок.
Изобретение относится к области металлургии, конкретно к прокатке периодических круглых профилей, и может быть использовано при производстве арматурного профиля А500С.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к изготовлению термоупрочненной стержневой арматурной стали в крупных профилях с использованием тепла прокатного нагрева из непрерывно-литой низколегированной стали при термическом упрочнении проката в потоке среднесортных станов.
Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к способам производства арматурного периодического профиля. .
Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к способам производства катанки для получения холоднодеформированной арматуры. .

Изобретение относится к области термической обработки горячекатаного проката. .
Изобретение относится к области производства горячекатаного проката, преимущественно арматурной стали, и его термического упрочнения. .
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к изготовлению термоупрочненной арматурной стали с использованием тепла прокатного нагрева, и может быть использовано при производстве высокопрочной стержневой арматуры периодического профиля средних диаметров.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к термическому упрочнению арматуры из углеродистой и низколегированной стали, преимущественно для железобетонных шпал.
Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к изготовлению стальных высокопрочных протяженных изделий, используемых при изготовлении сейсмостойких железобетонных конструкций

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к сталеплавильному, прокатному и метизному переделу, и может быть использовано при производстве арматурного проката периодического профиля класса В500С диаметром от 4,0 до 12,0 мм

Наверх