Способ прокатки и термоупрочнения стержней

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН АНИЕС ИД НИ ЗОБРЕ ТЕЛЬСТВУ ОР СКОМУ К л Ч. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Днепропетровский металлургический институт(54)(57) СПОСОБ ПРОКАТКИ И ТЕРМОУПРОКЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ, преимущественно арматурных, включающий прокатку заго,801100023 . А 1) В 21 В 45 02С 21 О 1 02 тонки овального сечения в кругломчистовом калибре с регулируемым охлаждением ее перед чистовой клетью,отличающийсятем, что, сцелью повышения прочностных характеристик проката путем снижения в немостаточных растягивающих напряжений,охлаждение заготовки овального сече.ния перед чистовым калибром осуществляют только на участках поверхности,прилегающих к большой оси овала,с,интенсивностью, обеспечивающей разность температур охлаждаемых и неохлаждаемых участков поверхности проФиля 100-250 С и общее снижение температуры проката за чистовым калибром в пределах 30-100 С.Изобретение относится к прокатному нее в виде круглого профиля ( в дейпроизводству и может быть использова- ствительности стержневая арматурано при производстве арматурных стерж-, имеет на поверхности поперечные ребней, термоупрочняемых в потоке ста- ра, но для упрощения они не показаны).на горячей прокатки, Круглый калибр разбит сплошными верИзвестен способ прокатки, совме- ,5 тикальными линиями на шесть частей,щенный с термоупрочнением проката в также на шесть частей разбита штрихопотоке стана горячей прокатки, осу- выми линивми площадь поперечного сеществляемый в устройстве для охлажде- чения задаваемого в калибр овала. Вния проката, расположенном на рассто- круглом калибре овальная полоса,янни 50-бО м от чистовой клети ста имеющая температуру порядка 1000 Сна 1 Э. обжимается, При этом овальнаяТакое расположение устройства для полоса уширяется и одновременно поохлаждения проката. диктуется необ- лучает вытяжку, На поверхности овалаходимостью выдержки определенного ин- обозначены 4 точки а, б, в, г, а натервала времени между окончанием проповерхности круглого калибра - имкатки и началом ускоренного охлажде- соответствующие точки а , б , в , г1 ф 1 1 1 фния профиля, необходимого для вы- в которые попадают точки а, б, в, гравнивания в профиле остаточных на" при обжатии и уширении овальной полопряжений. Это обуславливает сущест- сы, При обычных условиях прокатки,венное увеличение необходимой пло когда металл, прокатываемый в чистощади и транспортирующего оборудова- вом круглом калибре, имеет одинакония стана, вую температуру по сечению точки, а,Наиболее .близким по технической б, в, г овала получают обжатия ДЬЗ,сущности к предлагаемому является , й 2, а Ь и 4 Ь . Пропорционально этимспособ прокатки и термоупрочнения 25 обжатням распределенИе вытяжек ц постержней, включающий прокатку заготов ширине круглого калибра показано иа. ки овального сечения в круглом чисто- фиг. 2 При выходе иэ очага деформа"вом калибре с регулируемым (в функ- цни вытяжки выравниваются, за счетции температуры конца прокатки) ох- чего возникают остаточные напряжениялаждением в межклетевых промежутках прокатного происхождения, в центральперед чистовой клетью2 3.30 .- ной части профиля - сжимающие,а в боНедостатком данного способа явля- ковых частях -. Растягивающие (фиг,3),:ется высокий уровень остаточных на- При резком снижении температуры,йряжений, снижающий прочностные ха-Оразу за клетью эти напряжения фиксирактеристики проката,руются в прокате, ухудшая его прочцель изобретения - повышение проч ностные характеристики, если охланостных характеристик проката путем дить полосу овального сечения в месснижения в нем остаточных Растягиваю тах, прилегающих к большой оси овала,щих напряжений. то при обжатии в круглом калибре изПоставленная цель достигается тем, за увеличения коэффициента трения, ачто согласно способу прокатки и тер- ,40 гакже повышения жесткости металла вмоупрочнения стержней, преимуществен- этих частях внутренние слои арматурно арматурных, включающему пРокатку ного стержня больше обжимаются. Призаготовки овального сечения в круг- этом внутренние слои, так как онилом чистовом калибре с регулируемым подпираются с краев боковыми слоями,охлаждением ее перед чистовой клетью, 45 уширяются меньше, чем боковые слОиохлаждение заготовки овального сече" (на фиг. 4 слой а уширяется большения перед чистовым калибром осущест- слоя и и т,д.). Соответственно слой .вляют только на участках поверхности, щ-и уширяется больше слоя п-Е, априлегающих к большой оси озала, с слой и-к - больше к-о. В больше уши-,интенсивностью, обеспечивающей раз О Ряющихся слоях, за счет большего ушиность температур охлаждаемах и неох рения меньше металла идет в вытяжку.лаждаемюх участков поверхности профи- Таким образом, происходит выравниваля 100-250 фС и общее снижен(е темпе- ние вытяжек по ширине калибра (фиг,5).ратуры проката за чистовым калибром ;При том уменьшаются также ив пределах 30-100 о остаточныенапряжения, Характер ихНа фиг, 1 изображен круглый ка- распределения представлен на фиг. б.либр с заготовкой овального сечения,охлаждаемой равномерно; на фиг. 2 и Об изменении остаточных напряже 3 " эпюры распределения в данном слу- ний в зависимости от времени началачае вытяжек и напряжений по ширине охлаждения после окончания деформапроката; иа фиг. 4-6 - то же, но в 60 ции, а также от температуры неравнослучае охлаждения заготовки указан- мерного охлаждения частей овала былиным способом (охлаждаются только за" сделаны выводы после следующего эксштрихованные участки овала). перимента, На станке 350/250 про-Полоса проката в чистовую клеть катывают арматурный стержень ф 16 мазадается в виде овала и выходит из 65 из стали 20 Г 2 с с охлаждением овалаперед чистовой клетью предлагаеьаюм,способом и охлаждением готового проката за чистовой клетью через 2, 3,5, 7, 10, 15 и 20 с. Затем охлажден"ные после деформации в чистовойклети через 2, 3, 5, 7, 10, 15 и 20 с 5образцы проката разрезают пополам,делают шлифы и замеряют микротвердость и твердость по сечению, по которым судят о распределении остаточныхнапряжений по сечению арматурного 10проката, Характер распределения остаточных напряжений у всех образцованалогичен приведенному на фиг. 4,Соответственно, различия в меха" .нических свойствах термоупрочненного 15проката после указанного подстуживания перед чистовой клетью, независимо от времени начала охлаждения после окончания деформации в чистовойклети, практически одинаковы. Такимобразом, неравномерное подстуживание перед чисторой клетью снижает.уровень остаточных напряжений прокатного происхождения и термоупрочняетпрокат независимо от времени послеокончания деформации,Температурный интервал охлажденияовальной заготовки перед чистовойклетью устанавливается опытным путемСнижение температуры поверхностиохлаждаемюх частей овала более, чемна 250 С по сравнению с неохлаждаемими частями приводит к значительномуснижению средней температуры проката(более, чем на 200 фС), что может привести к поломке валков,35Кроме того, снижение температурыповерхности линии обжимаемюх частейовала до 250 С позволяет охлаждать прокат независимо от времени, прошедшего после окончания деформации в чистовой клети. При этом средняя тем пература после чистовой клети понижа-. ется более, чем на 1006 С.Опытное охлаждение. менее охлаждаеьых частей проката со снижением температуры поверхности менее, чем на 100 С, по сравнению с другими частями периметра овала не снижает остаточных напряжений прокатного про- исхождения. Эта предельная разность температур частей овала перед круглым калибром соответствует снижению температуры после чистовой клети на 30 фС. Таким образом, рабочий интервал снижения температуры менее обжимаеььи частей овала перед чистовой клетью соответствует 100-250 С, что соответствует снижению средней температуры проката после чистовой клети на 30"100 С.Использование предлагаемого способа прокатки и термоупрочнения арматурных стержней обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества: позволяет термоупрочнять прокат практически сразу после окончания деФормации, беэ выдержки в течение 5-10 с; упрощает оснащение действующих станов установками для термоупрочнения проката; дает воз-, можность получать прокат с благоприятным сочетанием прочностных и пластических свойств без выдержки до 2 недель и дополнительного отпуска,Экономический эффект от применения предлагаемого способа составляет порядка 100 тыс. р. при производстве 100000 т проката.1100023 витель А,МасловдМ. Надь Корректор А. Фере Со Касарда Теедакт ППНфПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 25/9Тираж: 79 НИИПИ Государственног .по .делам изобретений 13035, Москва, Ж,Поднисноекомитета СССРи открытийаушская наб д, 4/5