CS199618B2

CS199618B2 - Process for treatment of rolled products with circular section

Info

Publication number: CS199618B2
Application number: CS129576A
Authority: CS
Inventors: Mario Economopoulos; Yves Respen
Original assignee: Centre Rech Metallurgique
Priority date: 1975-04-08
Filing date: 1976-02-27
Publication date: 1980-07-31
Also published as: LU72243A1

Description

Hlavní vlastnosti, které vyžadují použivatelé ocelového válcovaného materiálu, jsou mezi jiným co nejvyšší mez pevnosti pro druh použité oceli a popřípadě podle určení produktu únavová pevnost, tažnost, svařitelnost a popřípadě dostatečná tažnost drátu.The main properties required by the users of the steel rolled material are, inter alia, the highest breaking strength for the type of steel used and, where appropriate, the fatigue strength, the elongation, the weldability and, if appropriate, the sufficient elongation of the wire.

Ke zlepšení tažností a svařitelnosti oceli se musí zmenšit obsah uhlíku a manganu, což má za následek snížení pevnosti v tahu. K odstranění této nevýhody lze ocelové válcované výrobky vhodným způsobem ochladit, účelně přímo na výstupu z válcovací tratě, a tím poněkud zvýšit mez pružnosti. Poněvadž chlazení vývalků, zejména betonářské oceli, nastává konvekcí a vyzařováním, závisí průběh chlazení prakticky jen na průměru tyče; to má za následek, že pro daný průměr tyčí je ke zvýšení meze pružnosti nezbytné použít dalších opatření, doplňujících účinek samotného jednoduchého chlazení. Tím se ovšem zvýší cena válcovaného tyčového materiálu.To improve the ductility and weldability of the steel, the carbon and manganese content must be reduced, resulting in a reduced tensile strength. In order to overcome this disadvantage, the steel rolled products can be cooled in a suitable manner, expediently directly at the outlet of the rolling mill, thereby increasing the elastic limit somewhat. Since the cooling of rolled metal, in particular reinforcing steel, occurs by convection and radiation, the cooling process depends practically only on the diameter of the bar; as a result, for a given rod diameter it is necessary to use additional measures in addition to the effect of simple cooling alone to increase the elastic limit. However, this increases the cost of the rod material.

Aby se odstranily uvedené nevýhody bez zvýšení obsahu uhlíku a manganu na neúnosnou míru, zejména z hlediska svařitel2 nosti, bylo navrženo ochladit povrchově válcovaný výrobek na výstupu z hotovní stolice válcovací tratě tak, aby se povrchová vrstva válcovaného výrobku zakalila na martensitickou nebo bainitickou strukturu a aby na výstupu z kalicí zóny měla nezakalená Část válcovaného· výrobku dostatečně vysokou teplotu, aby při následujícím pobytu na vzduchu došlo k popuštění povrchové vrstvy z martensitu nebo bainitu.In order to overcome these disadvantages without increasing the carbon and manganese content to an unbearable level, in particular in terms of weldability, it has been proposed to cool the surface-rolled product at the exit of the mill mill so that the surface of the rolled product becomes turbid or martensitic. at the outlet of the quenching zone, the non-turbid portion of the rolled product had a sufficiently high temperature to cause the martensite or bainite surface layer to be tempered during subsequent air stay.

Chladicím médiem je obvykle voda s běžnými přísadami nebo bez nich, vodné roztoky minerálních solí a podobné látky, nebo mlha vzniklá rozprášením vody v plynu, nebo plyn, například vodní pára.The cooling medium is usually water with or without conventional additives, aqueous solutions of mineral salts and the like, or a spray of water in a gas, or a gas such as water vapor.

Z praktického hlediska závisí požadované ochlazení válcovaného výrobku na volbě chladicího· zařízení, zejména na dosažitelném tepelném toku, a na charakteristickém množství chladivá v tomto zařízení, například v chladicím zařízení s postřikem.In practice, the desired cooling of the rolled product depends on the choice of the cooling device, in particular on the achievable heat flow, and on the characteristic amount of coolant in the device, for example in a spray cooling device.

V praxi se kalení a samočinné popouštění provádí v zařízení, jehož hlavní součásti, například hotovní válcovací stolice válcovací tratě a chladicí lože s nehybným vzduchem jsou v určitých, neměnitelných místech, což určuje délku kalicí zóny, která je k dispozici. Stává se pouze zřídka, aby bylo možné přizpůsobit zařízení požadavkům způsobu. Přitom se kalí a popouští jediný válcovaný výrobek, pro který jsou známé rozměry, složení oceli, a tedy diagram CCT. Znalost tohoto diagramu umožňuje určit jistý počet podmínek, které je třeba respektovat při zpracování válcovaného výrobku, v konkrétním případě teplotu tvorby martensitu a maximální dobu, která je k dispozici k povrchovému zakalení, zejména do žádané hloubky. Mimoto je ještě třeba brát v úvahu rychlost a teplotu válcovaného výrobku na výstupu z poslední válcovací stolice válcovací tratě, což jsou rovněž údaje, které jsou běžně známé. Tyto údaje lze ještě doplnit nakreslením křivek, které udávají průběh teplot na povrchu a v jádru zpracovávaného válcovaného výrobku; to umožňuje určit množství tepla, které je třeba odvést, a usnadňuje regulaci odvádění tohoto tepla chladicím zařízením.In practice, the quenching and self-tempering are carried out in an apparatus whose main components, such as the finished rolling mill of the rolling mill and the fixed air cooling bed, are in certain, immutable locations, which determines the length of the quenching zone available. It happens only rarely in order to adapt the device to the requirements of the method. The only rolled product for which the dimensions, the steel composition and thus the CCT diagram is known is tempered and tempered. The knowledge of this diagram makes it possible to determine a certain number of conditions to be respected when processing the rolled product, in particular the martensite formation temperature and the maximum time available for surface opacification, in particular to the desired depth. In addition, the speed and temperature of the rolled product at the outlet of the last mill stand of the rolling mill have to be taken into account, which are also known in the art. These data can be supplemented by drawing curves that show the course of temperatures on the surface and in the core of the rolled product to be processed; this makes it possible to determine the amount of heat to be dissipated and facilitates the regulation of the dissipation of this heat by the cooling device.

Na základě známých charakteristik zpracovávaného výrobku a známých charakteristik zařízení se určí charakteristiky chladicího zařízení a množství chladicí tekutiny, které přivádí toto chladicí zařízení na chlazený předmět. Jak bylo uvedeno, může být chladicím médiem například voda s obvyklými přísadami nebo bez nich, vodné roztoky minerálních solí, mlha vzniká rozprášením vody v plynu nebo plyn, například vodní pára, které se popřípadě dmýchají na chlazený vývalek velkou rychlostí dokonce i nadzvukovou.On the basis of the known characteristics of the workpiece and the known characteristics of the apparatus, the characteristics of the cooling apparatus and the amount of cooling fluid that the cooling apparatus supplies to the object to be cooled are determined. As mentioned, the cooling medium can be, for example, water with or without the usual additives, aqueous mineral salt solutions, the mist being formed by spraying water in a gas or gas, for example water vapor, possibly blowing onto the cooled metal even at supersonic speed.

Chladicí zařízení a množství chladicího· média lze zvolit na základě diagramů, které udávají pro každé zařízení průběh tepelného toku v závislosti na teplotě povrchu válcovaného výrobku, a to pro určitá možná množství chladicího média. Rovněž lze zvolit chladicí zařízení a množství chladicího média na základě diagramu udávajícího žádané meze pružnosti R_e, kterou má mít výrobek, v závislosti na době prodlevy t_s výrobku v kalicí zóně pro různé hodnoty tepelného toku. Tímto způsobem lze vymezit na diagramu (R_e, t_s] zónu nad minimální mezí pružností, kde křivky odpovídající různým tepelným tokům, vznikajícím v důsledku různého množství chladivá v jednom chladicím zařízení nebo v důsledku zařízení s různými charakteristikami, udávají pro hodnotu t_s hodnoty tepelného toku odpovídající určitému zařízení a určitému množství chladivá. Volba zařízení se tedy provádí tak, že se zvolí nejlepší tepelný tok pro nejmenší množství chladicího média.The cooling device and the amount of coolant can be selected on the basis of diagrams which show for each device the flow of heat in relation to the surface temperature of the rolled product, for certain possible amounts of coolant. Also, the cooling device and the amount of coolant can be selected on the basis of a diagram indicating the desired elastic limits R _e that the product is to have depending on the residence time t _{s of the} product in the quenching zone for different heat flow values. This way can be determined on the diagram (R _e, t _s] zone above the minimum limit of elasticity, where the curves corresponding to the different thermal flows, arising due to the different amounts of the refrigerant in a cooling device or from devices with different characteristics indicate the value _of t values Therefore, the choice of equipment is made by selecting the best heat flow for the smallest amount of coolant.

Účelem vynálezu je určit konkrétně podmínky při kalení a popouštění. Podstata způsobu zpracování válcovaných výrobků, při kterém se válcovaný výrobek na výstupu z hotovní válcovací stolice válcovací tratě chladí vodní mlhou v chladicím loži tak, že se zakalí povrchová vrstva nejméně části výrobku na martensitickou nebo bainitickou strukturu, přičemž nezakalená část výrobku si zachovává dostatečnou teplotu k popuštění povrchové vrstvy z martensitu nebo bainitu během následujícího pobytu na vzduchu podle vynálezu spočívá v tom, že se válcovaný výrobek kruhového průřezu kalí množstvím vody odpovídajícím vztahu < —y - < 75 , kdeThe purpose of the invention is to determine in particular the quenching and tempering conditions. The principle of a method of processing rolled products, in which the rolled product at the exit of the finished rolling mill of the rolling mill is cooled by water mist in a cooling bed by opacifying at least a part of the product to a martensitic or bainitic structure. The tempering of the martensite or bainite surface layer during the subsequent air stay according to the invention is characterized in that the rolled product of circular cross-section is quenched with an amount of water corresponding to the formula < --y - >

Q je množství vody stříkané na válcovaný výrobek v m³/h a 1 je délka chladicího lože v metrech.Q is the amount of water sprayed onto the rolled product in m ³ / h and 1 is the length of the cooling bed in meters.

Podle vynálezu se válcovaný výrobek kruhového průřezu udržuje v chladicím loži po dobu danou nerovnostíAccording to the invention, the rolled product of circular cross-section is maintained in the cooling bed for a period of unevenness

0,04 < —<0,065 , kde d je výsledný průměr válcovaného výrobku v mm a li, je doba prodlevy v sekundách. Z tohoto vztahu a s přihlédnutím k rychlosti, která je popřípadě neměnitelná a se kterou vychází vývalek z hotovní stolice, je vhodné určit délku postřikovacího chladicího zařízení, které by se mělo instalovat ke zpracování tohoto tyčového materiálu.0.04 <- <0.065, where d is the resulting diameter of the rolled product in mm and li, is the dwell time in seconds. From this relationship, and taking into account the rate, which is possibly immutable and with which the rolled metal comes out of the finished mill, it is appropriate to determine the length of the spray cooling equipment that should be installed to process the bar material.

Délku postřikovacího zařízení lze stanovit na základě toho, že křivka udávající průběh tepelného toku v závislosti na teplotě na povrchu výrobku je stejná pro dané zařízení a dané množství chladivá, ať je průměr tyčového materiálu jakýkoliv. Kromě toho lze položit jako podmínku pro výpočet charakteristik kalicího zařízení, že množství chladicího média musí být takové, aby chlazení vedlo ke stejnému procentu martensitu pro jakýkoliv průměr tyčového materiálu.The length of the spraying device can be determined by the fact that the curve showing the heat flux versus the surface temperature of the product is the same for the device and the amount of coolant, whatever the diameter of the bar material. In addition, as a condition for calculating the hardening device characteristics, it may be laid down that the amount of coolant must be such that cooling results in the same percentage of martensite for any bar diameter.

PříkladExample

Způsobem podle vynálezu byla zpracována tyč o průměru d = 20 mm z polouklidněné oceli s obsahem 0,19 % C a 0,85. °/o Mn. Tyč vycházející z válcovací stolice rychlostí v = 15 m/s procházela chladicím ložem délky 1 = 15 m, takže doba prodlevy v chladicím loži bylaAccording to the method of the invention, a rod having a diameter d = 20 mm of semi-calibrated steel containing 0.19% C and 0.85 was processed. ° / o Mn. The rod coming out of the rolling mill at v = 15 m / s passed through a cooling bed of length 1 = 15 m, so that the residence time in the cooling bed was

t. = —-— = 1 s. vt. = —-— = 1 sec

Poměr ~ST = °·⁰⁵ vyhovuje tedy nerovnostiThe ratio ~ ST = ° · ⁰⁵ therefore satisfies the inequality

0,04 < < 0,065,0.04 <<0.065,

Tyč byla chlazena množstvím vody Q = n qqn = 990 m⁵/h. Poměr —-7— = = 66 vyhovuje nerovnosti < —v— < 75.The rod was cooled by the amount of water Q = n qqn = 990 m ⁵ / h. The ratio —-7— = = 66 satisfies the inequality <—v— <75.

Claims

SUBJECT

A method of processing round products of circular cross-section, wherein the product at the exit of a finished mill of a rolling mill is cooled by water mist in a cooling bed by turbidity of a surface layer of at least a portion of the product to a martensitic or bainitic structure. maintains a sufficient temperature to temper the martensite or bainite surface layer during subsequent air movement, characterized in that the rolled product of circular cross section is quenched with a quantity of water corresponding to

65 <—y- <75,

YNALEZU where

Q is the amount of water sprayed onto the rolled product in m ³ / h and 1 is the length of the cooling bed in meters.

Method according to claim 1, characterized in that the rolled product of circular cross-section is maintained in the cooling bed for a period of unevenness.

0.04 —y--0.065, where d is the resulting diameter of the rolled product in mm and _s is the dwell time in seconds.

Sevarogralia, n., Plant 7, Most