Спосіб отримання сорбітизованої катанки відповідального призначення
Власники патенту UA 2369643:
Винахід відноситься до чорної металургії, а саме виробництва катанки з високовуглецевих марок сталі, призначеної для подальшої переробки в дріт для виготовлення канатів і рукавів високого тиску.
Недоліком відомого способу є забруднення металу неметалевими екзогенними включеннями внаслідок підвищеного зносу футерування сталерозливного ковша. Також область використання цієї технології звужується за відсутності в цеху установки вакуумування металу.
Відомий спосіб не забезпечує досягнення необхідного технічного результату з таких причин.
Відомий спосіб не забезпечує отримання необхідного стандартом поєднання комплексу міцності (σв і σт) і пластичних (δ5) властивостей готової продукції, оскільки не враховує впливу відхилень хімічного складу сталі в межах марочного.
Катанка, отримана відомим способом, характеризується недостатніми пластичними властивостями, що призводить до підвищеної обривності катанки. Це викликано тим, що при високій швидкості розливу швидкість кристалізації одержуваної безперервнолитої заготовки малого перерізу квадрата досить висока, що призводить до утворення грубої дендритної структури і не забезпечує повного видалення осьової ліквації. Наступне нерегламентоване водяне післядеформаційне охолодження за наявності осьової ліквації і грубої дендритної структури не дозволяє отримати рівномірну за перерізом структуру, що негативно впливає на пластичні властивості одержуваної катанки, що перешкоджають процесу витяжки до заданих розмірів кордового дроту і супроводжуються в процесі витяжки обрив.
В основу винаходу поставлено завдання удосконалення способу одержаннясорбітизованої катанки відповідального призначення шляхом оптимізації технологічних параметрів Очікуваний технічний результат - зниження вмісту неметалевих включень за рахунок забезпечення оптимальної швидкості кристалізації безперервнолитої заготовки, що призводить до отримання рівномірної перерізу структури і забезпечує підвищення пластичних властивостей катанки.
Поставлене завдання вирішується тим, що в способі отримання сорбітизованої катанки відповідального призначення, що включає виплавку металу, випуск металу в сталерозливний ківш, розкислення металу в сталерозливному ковші, позапічну обробку по хімічному складу, наведення шлаку, продування металу аргоном, розлив отримання катанки необхідного діаметра з використанням водяного та повітряного післядеформаційного охолодження, винаходу розливку металу ведуть зі швидкістю, обраною зі співвідношення:
де V - швидкість розливання, м/хв;
А – співвідношення сторін перерізу заготовки;
Т - температура металу у проміжному ковші, °С;
0,028; 1,82; 44,34 - емпіричні коефіцієнти, отримані дослідним шляхом визначення впливу кожного параметра на швидкість розливання,
а післядеформаційне водяне охолодження катанки здійснюють до температури металу, що визначається із залежності:
де Тл.в.о – температура металу після водяного охолодження, °С;
δ10 - необхідне відносне подовження, %;
d – діаметр катанки, мм;
37,4; 0,0632; 0,06; 4,247 - емпіричні коефіцієнти, отримані дослідним шляхом визначення впливу кожного параметра на відносне подовження.
Сутність технічного рішення, що заявляється, полягає у виборі швидкості розливання металу в залежності від перерізу.безперервнолитої заготовки, температури металу в проміжному ковші та вмісту вуглецю перед розливом, прокатці безперервнолитої заготовки з регламентованим водяним охолодженням до необхідного діаметра катанки виходячи з необхідного відносного подовження.
Процес отримання катанки відповідального призначення полягає в забезпеченні необхідних її пластичних властивостей за рахунок регламентованого водяного охолодження, що дозволяє отримувати рівномірну за перерізом структуру переохолодженого аустеніту, а потім використання інтенсивного повітряного охолодження за допомогою вентиляторів на конвеєрі повітряного охолодження призводить до отримання сорбитообразной.
Сорбітизовану катанку відповідального призначення отримували в такий спосіб. У сталеплавильному агрегаті виплавляли напівпродукт і при вмісті 0,05 мас.% вуглецю випускали в 200-тонний сталерозливний ківш. Перед випуском металу в сталерозливний ківш на його дно присаджували 650 кг вуглецевмісного матеріалу. У процесі випуску металу в ківш присаджували шлакоутворюючі, 1100 кг феромарганцю та 780 кг феросиліцію. Метал продували аргоном. З появою перших порцій пічного шлаку на жолобі подачу аргону припиняли та проводили відсічення шлаку. Після випуску металу ківш із металом передавали на установку піч-ківш. На установці піч-ківш проводили усреднительную продування металу аргоном з витратою 625 л/хв протягом 3 хвилин, потім вимірювали температури металу і відбирали пробу для визначення хімічного складу металу. Хімічний склад металу наступний, мас.%: 0,63 вуглецю, 0,16 кремнію, 0,46 марганцю, 0,017 сірки та 0,007 фосфору, температура металу становила 1524°С.
Під час продування проводили коригування хімічного складу сталі.присадками феросплавів та решти вуглецевмісного матеріалу у вигляді порошкового дроту.
Після отримання необхідних параметрів: температури металу 1524°С, необхідного хімічного складу, мас.%: 0,827 вуглецю, 0,29 кремнію, 0,56 марганцю, 0,005 сірки та 0,008 фосфору, метал передавали на машину безперервного розливання сталі. Після встановлення ковша на стенд виробляли наповнення проміжного ковша металом, вимірювання температури металу, яка склала 1500°С. Розливання здійснювали на 5-ручковій машині безперервного розливання сталі, на переріз кристалізатора 150×150 зі швидкістю, обраною з запропонованої залежності:
Після розливання та порізки металу на заготовки довжиною 11700 мм укладали заготовки для охолодження в короб, де вони остигали до 100°С. Потім від середніх заготовок по кожному струмку відбирали проби (темплети) з метою оцінки макроструктури. Відповідно до макроструктури вимогам нормативної документації їх відвантажували в сортовий цех.
Далі прокат укладали виткоутворювачем на конвеєр повітряного охолодження. Після укладання фіксувалася температура катанки, яка становила 750°С, потім піддавали катанку повітряному охолодженню з використанням 14 вентиляторів до температури 400°С зі швидкістю охолодження 3,5-4,5°С/с. Після конвеєра повітряного охолодження розкладені витки збирали бунт, маса якого становила 2000 кг.
Потім відібрали проби катанки, провели випробування, отримали такі властивості: тимчасове опір (σB) 1190 Н/мм 2 відносне подовження (δ10) 13%.
Катанка, отримана пропонованим способом, характеризується більш високими пластичними властивостями порівняно з катанкою, одержаною відомим способом - найближчим аналогом. Надалі під час волочіння за наявності вищихзначень щодо відносного подовження забезпечується вищий сумарний ступінь обтиснення при холодній деформації, що знижує або виключає кількість разів використання дорогого процесу патентування.
Таким чином, використання запропонованого способу дозволяє освоїти виробництво катанки відповідального призначення з необхідними пластичними властивостями, дозволяє підвищити якість та технологічність виробництва катанки, а також її подальшої переробки на всіх стадіях з мінімізованими витратами.