Способ нагрева под горячую деформацию углеродистых сталей с защитным покрытием

(53) (56) кл.А 11 98 66.СССР1981. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ Н АВТОРСКОМУ С 3632680/22-0211.08.8330,04.86. Бюл. У 16Днепропетровский орденаго Красного Знамени металий институт им. Л.И.БрежнА. П, Грудев, Ю.В.ЗильбергРодман, В.В.Ребрин, Н.С.КА.А,Сильченко, Л.К.Багно,Стэба, А.А.Луковкин и С.Нко621. 785, 02 (088. 8)Патент США В 3239391,48-16 (С 21 Р 1/70), 19вторское свидетельство1385, кл. С 21 0 170,(54)(57) СПОСОБ НАГРЕВА ПОД ГОРЯЧУЮДЕФОРМАЦИЮ УГЛЕРОДИСТЪИ СТАЛЕЙ С ЗАЩИТНЫМ ПОКРЫТИЕМ, включающий предварительное нанесение защитного покрытия преимущественно на основе огнеупорной глины на окисленную поверхность, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью ускорения процессанагрева при сохранении защитныхсвойств покрытия, покрытие наносяттолщиной 20-403 от толщины окисленного слоя,1 2Изобретение относится к черной металлургии, в частности к нагреву под горячую прокатку углеродистых сталей с предварительно нанесенным защитным покрытием.Цель изобретения - ускорение процесса нагрева при сохранении защитных свойств покрытия.Нанесение на окисленную поверхность углеродистой стали, защитного покрытия, толщина которого намного превышает толщину имеющегося окисленного слоя (окалины), приводит к снижению производительности нагрева металла с защитным покрытием под горячую деформацию, так как в этом случае, когда более 90% передачи тепла происходит радиационным путем, время нагрева существенно зависит от степени черноты защитного покрытия.Сущность изобретения состоит в том, что покрытие наносится слоем определенной толщины в зависимости от толщины окисленного слоя (окалины) на металле (толщина слоя окалины на поверхности заготовок из углеродистой стали равна 0,2-0,З мм). Для повышения степени черноты поверхности металла с покрытием н предлагаемом способе использован прием, основанный на том, что при нагреве происходит диффузионное внедрение окалины в покрытие с выходом ее на нагреваемую поверхность, при котором степень черноты покрытия становится практически равной степени черноты окалины. Оптимальное предлагаемое соотношение толщин слоя окалины и покрытия обосновано тем, что степень черноты становится близкой к степени черноты окалины при определенном соотношении между глиной и окалиной, обеспечивающем одновременно защитные свойства покрытия. С учетом того, что плотность окалины в 2,0-2,5 раза больше плотности глины, определяют оптимальное соотношение между толщинами слоев окалины и покрытия. Нижний предел соотношения толщин слоев (покрытие наносят слоем, составляющим 20% от толщины окисленного слоя) определен из того положения, что окалина является сильным плавнем и при определенном содержании в глине существенно снижает температуру ее плавления. Из-за этого при температуре нагрева углеродистых27692 2 30 35 40 10 15 20 25 сталей под горячую деформацию 1200 О1270 С покрытие расплавляется и пере" ходит иэ класса спекающихся в класс расплавляющихся, в связи с,чем полностью теряет свои защитные свойства для данных сталей. Верхний предел соотношения толщин слоев покрытия иокисленного слоя (покрытие наносятслоем, составляющим 40% от толщиныокисленного слоя) определяется необходимостью наличия минимального количества окалины, диффундирующей н покрытие для увеличения степени черноты последнего до степени черноты окалины,П р и м е р. Проводили нагрев цилиндрических образцов диаметром 60 мм,длиной 120 мм из углеродистой сталиСт, ЭО н силитоной печи, нагретойдо 200 С, В качестве защитного покрытия испольэовали Часов-Ярскую огнеупорную глину марки Ч-. Для нанесения его на поверхность образцовприготавливали водную суспенэию этойглины, Толщину слоя покрытия изменяли путем изменения концентрации глины в воде. Нанесение покрытия производили методом погружения, После нанесения покрытия производили его сушку на воздухе. Для опытов были отобраны четыре группы образцов. Три иэ них со слоем окалины различной толщины, на которые наносили покрытие, на образцы четвертой группы покрытие не наносили.О производительности нагрева судили по времени нагрева образцон до 1180 С. Замеры температуры образцов во время нагрева производили с помощью платино-родиевых термопар, зачеканенных по оси заготовок. Для определения защитной эффективности покрытия после нагрева образцов до 1180 С производили их выдержку в течение 1 ч. После часовой выдержки образцы охлаждались в воде, имевшей температуру 23 С. При охлаждении в воде большая часть покрытия и образовавшейся окалины легко отделялись от образцов. Очистка поверхности образцов от остатков покрытия и окалины производилась механическим способом. Степень эффективности защитного действия покрытия определялась как отношение относительной потери массы образцов без покрытия к относительной потере массы образцон с покрытием. Для этоТопцииа скол мм Образец Эагруча,Степень эффективности зенитного дейст внл покрытие,раз Ьев -с- ООЭ Ь,реме нагрева по 1180 Сч Окалина, 11 окрытие ЬВ Ь ееео,го о,ог 14 Защитные свой"ства покрытиеотсутствуют1,6 1 О,О го,о о;го 14 О,О 4 з о,го о,оь зо,о о,го 0,08 14 4 О,О 5 О,О о,го О,1 О 1,7 17 о,го 0,15 75,0 7 О,20 1 4 8,0 025 о,ог 5 Защитные свойства покрытиео ггутствуют о,г 50,25 0,04 0,06 16,О 24,о 5 1 О Зг,О О,О 8 1,7 15 0,25 1,7 4 О,О О,1 О 0,15 0,25 12 ьо,о 0,25 8 13 14 15 0,25 16 Зацитиыс свойства покры 1 ил отсутствуют1,Ьо Ь,7 15 о,зо О,ог 16 О,ЗО 16 0,04 1 З,Э го,о 27,0 16 17 о,зо О,О 8 1,7 О 8 16 о,зо 19 эз,о 1,7 О О,1 О 16 о,зо о,зо 0,15 1,7 О 50,0 19 го 21 16 о,эо Ф Образцы без покрытие,ВНИИПИ Заказ 2266/29 Тираж 552 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 3го производили взвешивание образцов перед нанесением покрытия и после нагрева и очистки их поверхности от остатков покрытия и окалины.Опыты включали три загрузки в печь семи образцов, В каждой загрузке толщина слоя окалины на образцах бьла разная (в пределах 0,2-0,3 мм), Из семи образцов шесть были с покрытием (разной толщины), нанесенным на слой окалины, и один без покрытия.Условия и результаты проведенных опытов представлены в таблице.Из анализа результатов опытов видно, что наименьшее время нагрева (наибольшая производительность нагрева) при обеспечении высоких защитных свойств покрытия наблюдается только при нанесении покрытия слоем 1227692 4толщиной, равной 20-403 от толщины слоя окалины(см. образцы 11 2, 3, 4, 10, 11, 2, 17, 18 и 19). При нанесении покрытия слоем толщиной меньше 207 от общего слоя окалины теряются защитные свойства покрытия (см.образцы 1 1, 8, 9, 5 и 16), а более 403 - увеличивается на 19-363 длительностью нагрева металла (см.образцы 1 5, 6, 13 и 20), характеризующая производительность нагрева. Использование предлагаемого способа обеспОчит по сравнению с из вестным повышение производительности нагрева, что позволит увеличить производительность прокатного стана, сокращение расхода топлива эа счет сокращения времени нагрева заготозо вок