CS249285B1 - Způsob tepelného zpracováni litých polotovarů, zejména ingotů z jemnozrnné konstrukční oceli - Google Patents

Abstract

Účelem řešení je zamezení vzniku trhlin způsobených precipitáty nitridů hliníku a dvoufázovou strukturou, které vedou při válcování ingotů ke vzniku trhlin. Uvedeného účelu se dosáhne tak, že lité polotovary, jejichž ocel má součet obsahů hliníku a dusíku v množství podle hmotnosti v rozmezí od 0,021 do 0,10 % a obsah dusíku v množství podle hmotnosti v rozmezí od 0,005 do 0,02 % se po odlití odstaví na dobu od 0,75 do 2,5 hodiny a s ještě neztuhlým jádrem se usadí do ohřívací pece s následným ohřevem v ohřívací peci na teplotu 1 270 až 1 330 °C, zahrnujícím v průběhu ohřevu izotermickou prodlevu s teplotou 1 200 až 1 260 °C po dobu 0,1 až 2 hodiny, při celkové době ohřevu, tj. době ohřevu a době izotermické prodlevy, od 2 do 5 hodin, přičemž doba od odlití polotovarů do jejich usazení v ohřívací peci se krátí přímo úměrně a doba izotermické prodlevy se přímo úměrně prodlužuje s rostoucím součtem obsahů hliníku a dusíku v rozmezí od 0,021 do 0,10 % v množství podle hmotnosti a s rostoucím obsahem dusíku v rozmezí od 0,005 do 0,02 % v množství podle hmotnosti.

Description

Vynález se týká způsobu tepelného zpracování litých polotovarů, zejména ingotů z ocelí douklidněných hliníkem a řeší zamezení vzniku trhlin způsobených precipitáty nitridů hliníku a dvoufázovou strukturou, které vedou při válcování ingotů ke vzniku trhlin.

Je znám způsob výroby těchto ocelí, odlévaných do kokil klasickým způsobem, při kterém se zabraňuje vzniku trhlin při válcování ingotů z jemnozrnných konstrukčních ocelí douklidněných hliníkem, zařazením dlouhodobého odstání ingotů po odlití před ohřevem k válcování, přísadou titanu v malých množstvích nebo odléváním předmětných ocelí horem do čtvercových kokil.

Nevýhodou způsobu výroby jemnozrnných konstrukčních ocelí douklidněných hliníkem s odstáním odlitých ingotů na dobu od 6 do 10 hodin, úměrné hmotnosti polotovarů od 6,8 do 12 tun, s následným ohřevem na teplotu válcováni v délce 4 až 7 hodin je, že vede ke snížení kapacity výroby těchto oceli v důsledku nedostatečných možností provedení odstání většího počtu taveb souběžně nebo v těsném sledu za sebou.

Dále je tento způsob výroby jemnozrnných konstrukčních ocelí s odstáním ingotů energeticky velice náročný, nebot vede k prodloužení doby ohřevu k válcování a zvýšení spotřeby energie na tento ohřev. V případě výroby jemnozrnných konstrukčních ocelí douklidněných hliníkem, s přísadou titanu odlévaných do kokil klasickým způsobem, je možno zabránit vzniku trhlin při válcování ingotů z ocelí těchto jakostí. V důsledku vzniku precipitátů karbonitridů titanu po ochlazováni z teploty doválcování na konečný hutni výrobek je nezbytné zařadit normalizační žíhání těchto výrobků k dosažení normou požadovaných vlastností.

Dále je pravděpodobný nepříznivý vliv přísady titanu na další technologická zpracování válcovaných výrobků, například svařování a jejich vnitřní homogenitu. V případě odlévání předmětných ocelí horem do čtvercových kokil se tvorbě trhlin zabraňuje v důsledku vyšší tepelné kapacity takto odlitých ingotů a příznivého geometrického tvaru kokil.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob tepelného zpracování litých polotovarů, zejména ingotů z jemnozrnné konstrukční oceli douklidněné hliníkem, která se odlévá do bramových kokil nebo spodem do čtvercových kokil. Podstatou vynálezu je, že lité polotovary, jejichž ocel má součet obsahů hliníku a dusíku v množství podle hmotnosti v rozmezí od 0,021 do 0,100 % a obsah dusíku v rozmezí od 0,005 do 0,020 % se po odlití odstaví na dobu od 0,75 do 2,50 h a s ještě neztuhlým jádrem se usadí do ohřívací pece s následným ohřevem v ohřívací peci na teplotu 1 270 až 1 330 °C, zahrnujícím v průběhu ohřevu izotermickou prodlevu s teplotou 1 200 až 1 260 °C po dobu 0,1 až 2 hodiny, při celkové době ohřevu, tj. době ohřevu a době izotermické prodlevy, od 2 do 5 hodin. Doba od odlití polotovarů do jejich usazení v ohřívací peci se krátí přímo úměrně a doba izotermické prodlevy se přímo úměrně prodlužuje s rostoucím součtem obsahu hliníku a dusíku v rozmezí od 0,021 do 0,100 % v množství podle hmotnosti a s rostoucím obsahem dusíku v rozmezí od 0,05 do 0,02 % v množství podle hmotnosti.

Výhodou způsobu výroby podle vynálezu je výrazné snížení spotřeby energie při ohřevu k válcování ve srovnání s ohřevem ingotů po odstání. Výhodou je rovněž to, že zvýšením teploty ohřevu se zlepšuje tvařitelnost oceli a umožňuje se dosáhnout teplot konce válcování předvalků nad 1 080 °C, čímž je zabráněno vzniku trhlin při zajištění požadovaných a normou zaručených vlastností výrobků z daných oceli. Další výhodou je zrychlení výrobního cyklu.

Jako příklad způsobu tepelného zpracování podle vynálezu se uvádí, že jemnozrnná konstrukční ocel se středními obsahy prvků podle hmotnosti: 0,21 % uhlíku, 1,2 4 manganu, 0,4 % křemíku, 0,04 % hliníku, 0,008 % dusíku, zbytek železo a obvyklé doprovodné prvky, se vyrobila v 75tunovém konvertoru a byla odlita spodem do 8tunových bramových ingotů. Po celkové době od konce liti bramových ingotů do ukončení ohřevu na blokovně v délce 4,25 h, zahrnující nezbytnou dobu před stripováním bramových ingotů v délce 1 hodiny, dobu stripování včetně dopravy 0,5 h, dobu usazení do hlubinné pece v délce 0,25 h, tj. celkovou dobu od odlití polotovarů do usazení v hlubinné peci v délce 1,75 hodiny pro dosaženi výrazného snížení množství vyloučených částic nitridu hliníku v kůře polotovarů při usazeni v hlubinné peci v závislosti na hmotnosti polotovarů a koncentraci hliníku a dusíku v oceli, a dobu ohřevu na teplotu izotermioké prodlevy 1 250 °C v délce 1 h, izotermickou prodlevu na této teplotě v délce 1 h, z důvodu rozpuštění případně vzniklých menších částic nitridu hliníku v kůře polotovarů, jejichž množství je úměrné koncentraci hliníku a dusíku v oceli a po ohřevu na teplotu 1 300 °C v délce 0,5 h, byly ingoty na blokovně proválcovány na bramy s teplotou konce válcování 1 140 °C. Na těchto předvalcích nebyly zjištěny povrchové trhliny, způsobené precipitací nitridů hliníku a dvoufázovou strukturou ocelí.

Claims (1)

1. Způsob tepelného zpracování litých polotovarů, zejména ingotů z jemnozrnné konstrukční oceli douklidněné hliníkem, která se odlévá do bramových kokil nebo spodem do čtvercových kokil, vyznačený tím, že lité polotovary, jejichž ocel má součet obsahů hliníku a dusíku v množství podle hmotnosti v rozmezí od 0,021 do 0,10 % a obsah dusíku v rozmezí od 0,005 do 0,02 %, se po odliti odstaví na dobu od 0,75 do 2,5 hodiny, a s ještě neztuhlým jádrem se usadí do ohřívací pece s následným ohřevem v ohřívací peci na teplotu 1 270 až 1 330 °C, zahrnujícím v průběhu ohřevu izotermickou prodlevu s teplotou 1 200 až 1 260 °C po dobu 0,1 až 2 hodiny, při celkové době ohřevu, tj. době ohřevu a době izotermioké prodlevy, od 2 do 5 hodin, přičemž doba od odliti polotovarů do jejich usazení v ohřívací peci se krátí přímo úměrně a doba izotermioké prodlevy se přímo úměrně prodlužuje s rostoucím součtem obsahů hliníku a dusíku v rozmezí od 0,021 do 0,10 % v množství podle hmotnosti a s rostoucím obsahem dusíku v rozmezí od 0,005 do 0,02 % v množství podle hmotnosti.