Способ производства горячекатаной канатной катанки

Авторы патента:

Попов Антон Олегович (RU)

Корнилов Владимир Леонидович (RU)

Степанова Екатерина Николаевна (RU)

Шубин Игорь Геннадьевич (RU)

Румянцев Михаил Игоревич (RU)

Азаров Александр Петрович (RU)

Некрасов Сергей Владимирович (RU)

Шубина Наталья Игоревна (RU)

B21B1/16 - для прокатки проволоки и прочих изделий малого сечения

Владельцы патента RU 2457911:

Открытое Акционерное Общество "Магнитогорский металлургический комбинат" (RU)

Изобретение предназначено для повышения потребительских свойств горячекатаного мелкосортного проката, в частности канатной катанки. Способ включает горячую прокатку металла, его охлаждение и смотку в бунты с заданными температурами на отдельных операциях производства. Получение оптимальных соотношений между прочностными и пластическими свойствами катанки обеспечивается за счет того, что прокатывают сталь, содержащую 0,58…0,89 мас.% углерода, 0,45…0,66% марганца, 0,1…0,25% кремния и другие элементы, с углеродным эквивалентом С_э=0,67…0,93, температуру перед черновой группой клетей принимают из соотношения: t_чер=(958,0…957,93)-3,91δ+0,06σ_в, температуру после участка водяного охлаждения t_oxл=(706,48…706,40)+96,9C_э+2,57δ, а температуру смотки - t_см=(236,16…236,15)+2,17δ+46,09С_э, С_э=0,83[С]+0,36[Si]+0,18[Mn]+0,31[S]+0,32[P]+0,38[A1]+0,19[Cr]+0,17[Ni]+0,16[Сu], где [С], [Si], [Mn], [Cr], [Ni], [S], [P], [Al], [Сu] - содержание в стали соответственно: углерода, кремния, марганца, хрома, никеля, серы, фосфора, алюминия и меди, мас.%; σ_в - временное сопротивление деформации и δ - относительное удлинение. 1 пр.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении горячекатаного мелкосортного проката, преимущественно канатной катанки.

Технология производства мелкосортного проката, в частности канатной катанки (длинномерный прокат с круглой формой поперечного сечения, используемый в качестве исходного материала для производства канатной проволоки), достаточно подробно описана, например, в книге П.И.Полухин и др. «Прокатное производство», М.: Металлургия, 1982, с.316-328.

Известен способ производства высокопрочной стальной катанки, при котором она охлаждается до температуры окружающей среды, затем выдерживается в печи с жидким расплавом при температурах 300°…600°С и далее снова нагревается до 450°…600°С, что обеспечивает высокую прочность катанки при удовлетворительной ее пластичности (см. японская заявка №6462424, кл. C27D 9/52, опубл. 08.03.89 г.). Однако этот способ малопригоден для производства канатной катанки.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является технология производства катанки на непрерывном стане «250» ЗСМК, описанная в справочнике под ред. В.И.Зюзина и А.В.Третьякова «Технология прокатного производства», кн.1, М.: Металлургия, 1991, с.388-395.

Эта технология включает горячую прокатку металла, его охлаждение и смотку в бунты и характеризуется нагревом металла перед прокаткой в двухзонных рекуперативных печах, имеющих испарительное и водяное охлаждение; прокатку ведут в 37 двухвалковых клетях с применением двухстадийного ускоренного и регулируемого охлаждения металла и последующей смоткой его в бунты. Недостатком известной технологии является неопределенность температур металла на определенных стадиях процесса (например, перед черновой группой клетей, после участка водяного охлаждения и при смотке), что затрудняет получение катанки с заданными механическими характеристиками, в частности, для производства канатов.

Технической задачей настоящего изобретения является получение горячекатаного мелкосортного проката, в частности канатной катанки, с заданными механическими свойствами, что повышает выход проката требуемых свойств и сокращает производственные затраты в последующем метизном переделе (дополнительная термообработка, травление и подготовка поверхности используемой заготовки).

Для решения этой задачи предлагаемый способ производства горячекатаной канатной катанки включает горячую прокатку металла, его охлаждение и смотку в бунты с заданными температурами на отдельных операциях производства при прокатке стали, содержащей 0,58…0,89 мас.% углерода, 0,45…0,66% марганца, 0,1…0,25% кремния и другие элементы, с углеродным эквивалентом С_э=0,67…0,93, температуру перед черновой группой клетей принимают из соотношения: t_чер=(958,0…957,93)-3,91δ+0,06σ_в, температуру после участка водяного охлаждения t_охл=(706,48…706,40)+96,9С_э+2,57δ, а температуру смотки - t_см=(236,16…236,15)+2,17δ+46,09С_э, где С_э=0,83[С]+0,36[Si]+0,18[Mn]+0,31[S]+0,32[P]+0,38[Al]+0,19[Cr]+0,17[Ni]+0,16[Сu] и [С], [Si], [Mn], [Cr], [Ni], [S], [P], [Al], [Сu] - содержание в стали соответственно: углерода, кремния, марганца, хрома, никеля, серы, фосфора, алюминия и меди, мас.%; σ_в - временное сопротивление деформации и δ - ее относительное удлинение.

Приведенные температурные параметры прокатки получены опытным путем и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации температур отдельных операций производства, что обеспечивает требуемые механические характеристики канатной катанки.

Опытную проверку предлагаемого способа производили на мелкосортно -проволочном стане «170» ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». С этой целью при горячей прокатке стали, содержащей 0,58…0,89 мас.% углерода, 0,45…0,66% марганца, 0,1…0,25% кремния и другие элементы, с углеродным эквивалентом С_э=0,67…0,93, на отдельных этапах производства варьировали температуры перед черновой группой клетей t_чер, после участка водяного охлаждения t_охл и смотки t_см, оценивая результаты по выходу проката по ТУ 14-1-5317-95.

Наилучшие результаты (максимальный выход проката требуемых свойств в пределах 97,9…99,2%) получен с применением используемой технологии. Отклонения от рекомендуемых величин t_чep, t_охл и t_см ухудшали достигнутые показатели.

Так, например, при снижении значений t_чер, t_охл и t_см выход годного проката не превысил 96,0%, в основном - из-за несоответствия проката пластическим свойствам по ТУ 14-1-5317-95. Увеличение значений t_чер, t_охл и t_см более рекомендуемых величин не дало выхода требуемого качества проката более 97,1%, в основном - из-за несоответствия части продукции прочностным свойствам по ТУ 14-1-5317-95.

Горячая прокатка канатной катанки по технологии, выбранной в качестве ближайшего аналога (см. выше), дала выход требуемой продукции в пределах 84…88%. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известной технологией.

Технико-экономические исследования показали, что использование настоящего изобретения при производстве горячекатаной канатной катанки сократит потери производства (за счет увеличения выхода годного проката требуемого качества) не менее чем на 12% при сохранении общего объема готового проката.

Пример конкретного выполнения

Качественная конструкционная сталь, содержащая 0,71 вес.% углерода, 0,63% марганца, 0,21% кремния, 0,02% хрома, 0,03% никеля, 0,013% серы, 0,014% фосфора, 0,04% меди и 0,003% алюминия, предназначенная для производства канатной катанки, с углеродным эквивалентом С_э=0,83[С]+0,36[Si]+0,18[Mn]+0,31[S]+0,32[P]+0,38[Al]+0,19[Cr]+0,17[Ni]+0,16[Сu]=0,83·0,71+0,36·0,21+0,18·0,63+0,31·0,013+0,32·0,014+0,38·0,003+0,19·0,02+0,17·0,03+0,16·0,04=0,80 и заданными: временным сопротивлением деформации σ_в=960 Н/мм² и относительным удлинением δ=12%.

Температурный режим прокатки:

t_чер=(958,0…957,93)-3,91δ+0,06σ_в=(958,0…957,93)-3,91·12+0,06·960=968,68…968,61°С.

t_охл=(706,48…706,40)+96,9С_э+2,57δ=(706,48…706,40)+96,9·0,8+2,57·12=814,84…814,76°C.

t_см=(236,16…236,15)+2,17δ+46,09С_э=(236,16…236,15)+2,17·12+46,09·0,8=299,07…299,06°C.

Допускаемые отклонения фактических величин температур от расчетных ±5 град.

Выход годного проката - 98,9%.

Способ производства горячекатаной канатной катанки из стали, содержащей 0,58…0,89 мас.% углерода, 0,45…0,66% марганца, 0,1…0,25% кремния, с углеродным эквивалентом С_э=0,67…0,93, включающий горячую прокатку металла, водяное охлаждение и смотку в бунты с заданными температурами на отдельных операциях производства, причем при горячей прокатке температуру стали перед черновой группой клетей устанавливают из соотношения: t_чep=(958,0…957,93)-3,91δ+0,06σ_в, температуру после участка водяного охлаждения t_oxл=(706,48…706,40)+96,9C_э+2,57δ, а температуру смотки t_cм=(236,16…236,15)+2,17δ+46,09C_э, при этом C_э=0,83[C]+0,36[Si]+0,18[Mn]+0,31[S]+0,32[P]+0,38[Al]+0,19[Cr]+0,17[Ni]+0,16[Сu], где [С], [Si], [Mn], [Cr], [Ni], [S], [P], [Al], [Cu] - содержание элементов в стали, мас.%; σ_в - временное сопротивление деформации, н/мм²; а δ - относительное удлинение, %.

Изобретение относится к области металлургического машиностроения и может быть использовано при создании рабочих клетей сортовых прокатных станов. .

Способ транспортировки проката для укладки на холодильник и устройство для его осуществления // 2390394

Изобретение относится к области металлургии, в частности к прокатному производству на станах горячей прокатки. .

Прокатный стан с несколькими выходными секциями // 2380178

Изобретение относится к прокатным станам для непрерывной прокатки длинномерных изделий. .

Способ производства круглого сортового проката в бунтах и устройство для его реализации // 2368436

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к технологии производства круглого сортового проката в бунтах, например арматуры, на проволочном (мелкосортном) стане.

Способ производства проволоки // 2350410

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к прокатному и волочильному производствам, в частности к способам производства проволоки, в том числе с цинковым покрытием.

Устройство для производства плющеной ленты // 2350409

Изобретение относится к обработке металлов давлением, преимущественно к производству алюминиевой или медной ленты, которая после нанесения на нее изоляции используется в качестве плоского обмоточного электрического проводаЛента, применяемая в производстве катушек электромагнитов и других электротехнических изделий, может быть получена из слитков или бесслитковым методом на обычном оборудовании прокатного цеха.

Способ прокатки сортовых профилей // 2346762

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при прокатке мелкосортных круглых или квадратных профилей. .

Система калибров для прокатки сортовой круглой стали // 2344007

Изобретение относится к инструменту для обработки металлов давлением и может быть использовано при прокатке сортовой круглой стали. .

Способ прокатки сортовых профилей // 2343015

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано на мелкосортных и проволочных станах с непрерывными группами клетей. .

Способ прокатки сортовых профилей // 2342205

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к сортопрокатному производству, и может быть использовано на станах горячей прокатки стальных сортовых профилей.

Способ прокатки стальных сортовых профилей // 2465079

Изобретение относится к сортопрокатному производству и может быть использовано при получении сортовых профилей из непрерывно-литых стальных заготовок

Способ производства катанки // 2491358

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения катанки в мотках, используемой для волочения в проволоку различного назначения

Способ производства круглого сортового проката из автоматной стали // 2493267

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к производству круглого сортового проката с повышенной обрабатываемостью резанием, используемого для изготовления крепежных изделий. Техническим результатом изобретения является повышение качества и выхода годного круглого сортового проката. Для достижения технического результата непрерывнолитую заготовку получают из стали, содержащей, мас.%: углерод 0,18-0,23, марганец 0,70-1,10, кремний 0,17-0,37, хром 0,40-0,70, никель 0,40-0,70, молибден 0,15-0,25, алюминий 0,002-0,040, сера 0,035-0,040, фосфор не более 0,035, железо и примеси - остальное. Полученную заготовку нагревают до 1150-1270°C, подвергают черновой прокатке, а затем многопроходной чистовой прокатке, при этом в трех последних проходах чистовую прокатку осуществляют в системе калибров «круг - овал - круг» в температурном интервале от 1000-1100°C до 850-950°C с коэффициентом вытяжки в каждом из них 1,10-1,25. 2 табл., 1 пр.

Высокопрочный, высоковязкий тонкий стальной пруток и способ его изготовления // 2494165

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению высокопрочного, высоковязкого тонкого стального прутка, используемого для получения изделий, требующих высокой прочности и вязкости. Выполняют чистовую прокатку прутка, полученного из стали, имеющей состав: от 0,07% вес. до 0,14% вес. алюминия (Аl), и азот (N), в котором Al:N, где Аl и N означают % вес. каждого элемента, составляет от 15:1 до 25:1 в температурном диапазоне приблизительно от 850°C до 1050°C, охлаждение стали со скоростью, составляющей приблизительно 5°C/сек или менее для получения прутка, в котором сформированы дисперсные нановключения на основе AlN, имеющие размер, равный приблизительно 130 нм или менее. Пруток имеет улучшенные прочность и вязкость, может быть получен с использованием простой композиции легирующих элементов без проведения дополнительной термической обработки. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 8 ил., 2 табл., 1 пр.

Способ производства металлических ромбических профилей // 2515781

Изобретение предназначено для получения длинномерных ромбических профилей из легких сплавов, используемых для изготовления деталей фюзеляжа летательных аппаратов. Способ включает нагрев заготовок прямоугольного сечения и их обжатие в валках с ромбическим калибром в положении «плашмя». Повышение механических свойств ромбических профилей и стабильность их формы при выходе из валков обеспечивается за счет того, что перед обжатием определяют степень деформации сдвига в момент разрушения образца из того же металла при его испытании на кручение, толщину и ширину заготовки прямоугольного сечения определяют по математическим зависимостям, а в процессе обжатия заготовки регламентируют степень деформации сдвига металла заготовки. 2 ил., 3 пр.

Способ производства термоупрочненной проволоки из стали // 2612104

Изобретение относится к способам производства проволоки волочением с помощью формирования наноструктур в металле, в том числе в его поверхностном слое, и может использоваться при производстве высокопрочной термоупрочненной проволоки из стали. Способ включает разматывание бунтовой проволоки, правку, первый индукционный нагрев проволоки до 1000°С, ее термодеформационное упрочнение, последеформационную выдержку, закалку, второй индукционный нагрев до температуры отпуска, охлаждение и смотку в бунт. Исключение обрывности и повышение прочностных характеристик проволоки обеспечиваются за счет того, что термодеформационное упрочнение проволоки осуществляют ее прокаткой в последовательно установленных роликовых волоках с суммарной степенью деформации до 80% и со степенью деформации в последней из них, равной 15-20%. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ и устройство для изготовления металлических прокатных изделий // 2618979

Изобретение относится к области прокатки. Способ включает непрерывное литье совместно, одновременно и с одинаковой скоростью по меньшей мере двух подаваемых металлических профильных изделий одинакового поперечного сечения, совместную подачу указанных двух подаваемых металлических профильных изделий одновременно и с одинаковой скоростью по меньшей мере в первый прокатный участок (50) прокатного стана (L), содержащий по меньшей мере одну клеть, снабженную прокатными валками, и совместную прокатку указанных двух подаваемых металлических профильных изделий одновременно и с помощью одних и тех же валков одной и той же прокатной клети упомянутого первого прокатного участка (50). Устройство содержит соответствующее оборудование. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ упрочнения и формирования винтового арматурного стержня // 2640705

Изобретение относится к области упрочнения и формирования винтового профиля, в частности арматурных стержней, используемых для изготовления железобетонных элементов. Способ включает скручивание арматурной заготовки вокруг своей продольной оси. Повышение прочности арматурных стержней обеспечивается за счет того, что последовательно и непрерывно осуществляют редукционную прокатку арматурной заготовки круглого или квадратного поперечного сечения при температуре ниже температуры рекристаллизации в квадратном калибре со степенью деформации 20-40%, и ее последующее скручивание с обеспечением формирования арматурного стержня с винтовым профилем на его поверхности, угол наклона которого составляет 35-60° к продольной оси стержня. 2 ил.