RU2258746C1

RU2258746C1 - Method of anti-flocculating treatment of rolled stock made from high-carbon steel

Info

Publication number: RU2258746C1
Application number: RU2004124998/02A
Authority: RU
Inventors: В.В. Павлов (RU); В.В. Павлов; тайкин Е.М. П (RU); Е.М. Пятайкин; ев Е.А. Нюн (RU); Е.А. Нюняев; В.П. Дементьев (RU); В.П. Дементьев; В.И. Ворожищев (RU); В.И. Ворожищев; Г.М. Теплоухов (RU); Г.М. Теплоухов; Н.А. Козырев (RU); Н.А. Козырев; Ю.А. Косарев (RU); Ю.А. Косарев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат"
Priority date: 2004-08-16
Filing date: 2004-08-16
Publication date: 2005-08-20

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy; method of anti-flocculating treatment of high-carbon steel.

SUBSTANCE: proposed method includes charging the rolled stock into furnace at temperature of 650-680°C; then rolled stock is heated in furnace to temperature of 1000-1100°C and is kept at this temperature for 8-10 h after which it is cooled in stacks to temperature not above 200°C.

EFFECT: improved quality; reduced time of treatment.

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способом противофлокенной обработки проката из высокоуглеродистой стали.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to a method of anti-flock treatment of rolled products from high-carbon steel.

Известно, что в жидком металле скорость растворения водорода выше, чем в твердом. В твердом состоянии проницаемость металлов для газов определяется кристаллической структурой металла. α-Fe более проницаемо для водорода, чем γ-Fe, так как полости, соединяющие соседние междоузлия (поры) в пространственно-центрированной решетке α-Fe, больше полостей в гране центрированной решетки γ-Fe (сами же поры, наоборот шире в решетке γ-Fe, с чем и связана большая растворимость газов в железе этой модификации, а также в сталях и сплавах, имеющих аустенитную структуру) [1].It is known that in liquid metal the rate of dissolution of hydrogen is higher than in solid. In the solid state, the permeability of metals to gases is determined by the crystalline structure of the metal. α-Fe is more permeable to hydrogen than γ-Fe, since the cavities connecting the adjacent internodes (pores) in the spatially centered α-Fe lattice are larger than the cavities in the face of the centered γ-Fe lattice (the pores themselves, on the contrary, are wider in the lattice γ-Fe, which is associated with the high solubility of gases in the iron of this modification, as well as in steels and alloys having an austenitic structure) [1].

Известно также, что во время кристаллизации водород в значительной степени переходит в маточный раствор, что вызывает его сильную зональную ликвацию в слитке, а после затвердевания полностью выделяется из металлического раствора. Выделение водорода происходит в пустоты металла и дефектные места решетки, здесь атомы водорода образуют молекулы, и он переходит в газообразное состояние. Если объем пустот большой, как это имеет место в литом металле, давление водорода в них невелико, и он не влияет на свойства стали. Если объем пустот небольшой, как это имеет место в катанном и кованом металле, где возникает высокое давление (до 1000 МПа) с образованием флокенов (надрыв в стали) [2].It is also known that during crystallization, hydrogen to a large extent passes into the mother liquor, which causes its strong zonal segregation in the ingot, and after solidification it is completely released from the metal solution. Hydrogen is released into the voids of the metal and the defective places of the lattice, here the hydrogen atoms form molecules, and it goes into a gaseous state. If the volume of voids is large, as is the case in cast metal, the pressure of hydrogen in them is small, and it does not affect the properties of steel. If the volume of voids is small, as is the case in rolled and forged metal, where high pressure arises (up to 1000 MPa) with the formation of flocs (tear in steel) [2].

Известно, что нагрев выше точек A_C1 (730-760°C) и А_C3 (780-820°С) измельчает аустенитное зерно, способствует выделению водорода и равномерному распределению его в образующейся при охлаждении мелкозернистой структуре. Нагрев заготовок до данных температур обеспечивает малую скорость последующего охлаждения. За счет полноты γ→α превращения при 700°С структурные и термические напряжения в металле значительно уменьшаются, что способствует снижению концентрации водорода.It is known that heating above the points A _C1 (730-760 ° C) and A _C3 (780-820 ° C) grinds the austenitic grain, promotes the release of hydrogen and its uniform distribution in the fine-grained structure formed upon cooling. Heating the workpieces to these temperatures provides a low subsequent cooling rate. Due to the completeness of the γ → α transformation at 700 ° С, the structural and thermal stresses in the metal are significantly reduced, which contributes to a decrease in the hydrogen concentration.

Для снижения содержания водорода в готовом прокате широко используется замедленное охлаждение при определенных температурах [3].To reduce the hydrogen content in the finished steel, slow cooling at certain temperatures is widely used [3].

Известен также способ замедленного охлаждения для предупреждения образования флокенов в неотапливаемых ямах (колодцах), включающий загрузку проката в ямы при температуре не ниже 650°С, охлаждение в ямах с закрытыми крышками до 600°С и последующее охлаждение со снятыми крышками, выгрузка заготовок из ямы при температуре не менее 200°С.There is also a method of delayed cooling to prevent the formation of flocs in unheated pits (wells), including loading rolled metal in pits at a temperature of at least 650 ° C, cooling in pits with closed covers up to 600 ° C and subsequent cooling with the covers removed, unloading the blanks from the pit at a temperature of at least 200 ° C.

Существенными недостатками данного способа противофлокенной обработки проката являются:Significant disadvantages of this method of antilock treatment of rolled products are:

- высокая продолжительность противофлокенной обработки и связанное с этим снижение производительности прокатки в связи с ожиданием окончания обработки,- a high duration of anti-flock treatment and the associated reduction in rolling productivity due to the expectation of the end of processing

- низкое качество противофлокенной обработки, в ряде случаев приводящее к выявлению флокенов.- low quality anti-flock treatment, in some cases leading to the identification of flocs.

Желаемыми техническими результатами изобретения являются улучшение качества и снижение длительности противофлокенной обработки.The desired technical results of the invention are to improve the quality and reduce the duration of anti-flock treatment.

Для этого предлагается способ противофлокенной обработки проката из высокоуглеродистой стали, заключающийся в изотермической выдержке в нагревательной печи, причем прокат подвергается перекристаллизационному нагреву, отличающийся тем, что загрузку проката в печь производят при температуре 650-680°С, в печи прокат нагревают до температур 1000-1100°С, выдерживают 8-10 часов и далее охлаждают в штабелях до температуры не выше 200°С.To this end, a method is proposed for anti-flock processing of rolled products from high-carbon steel, which consists in isothermal aging in a heating furnace, and the rolling is subjected to recrystallization heating, characterized in that the rolled metal is loaded into the furnace at a temperature of 650-680 ° C, the rolling is heated in the furnace to temperatures of 1000- 1100 ° C, incubated for 8-10 hours and then cooled in stacks to a temperature not exceeding 200 ° C.

Заявляемые пределы подобраны экспериментальным путем исходя из следующих предпосылок.The claimed limits are selected experimentally on the basis of the following premises.

При загрузке проката, имеющего температуру менее 650°С и более 680°С и нагрева в печи до температуры менее 1000 или более 1100°С, и выдержке в печи менее 8 часов, приводили к образованию флокенов.When loading rolled products having a temperature of less than 650 ° C and more than 680 ° C and heating in the furnace to a temperature of less than 1000 or more than 1100 ° C, and holding in the furnace for less than 8 hours, flocs were formed.

Заявленный способ противофлокенной обработки проката из высокоуглеродистой стали был реализован при производстве стали марок ШХ15, ШХ15СГ, ШХ4, 65Г. Прокатанные на блюминге заготовки охлаждались на воздухе до 650-680°С, затем загружались в проходную печь (температура в печи по всем зонам 1000-1100°С), где находились 8-10 часов, после чего заготовки выдавались на участок вырубки и охлаждались в штабеле до требуемых температур (не ниже 200°С). После изотермического отжига и охлаждения металла заготовки контролировались ультразвуковым методом на наличие флокенов, а также осуществлялся отбор проб для контроля флокенов глубоким травлением (со строжкой макротемплетов).The claimed method of anti-flock treatment of rolled products from high-carbon steel was implemented in the production of steel grades ШХ15, ШХ15СГ, ШХ4, 65Г. Blooming blanks were cooled in air to 650-680 ° C, then loaded into a continuous furnace (the temperature in the furnace in all zones was 1000-1100 ° C), where they remained for 8-10 hours, after which the blanks were handed out to the cutting area and cooled in stacked to the required temperatures (not lower than 200 ° C). After isothermal annealing and cooling of the metal, the billets were ultrasonically controlled for the presence of flocs, and samples were also taken to control the flocs by deep etching (with macrogardening).

Металл, обработанный по заявленному способу противофлокенной обработки, не содержал флокенов и признан годным по результатам макро- и УЗК контроля.The metal processed according to the claimed anti-flock treatment method did not contain flocs and was recognized as suitable by the results of macro- and ultrasonic testing.

Заявляемый способ позволил повысить качество противофлокенной обработки (случаев забракования по дефектам «флокены» не выявлено), а также снизить длительность противофлокенной обработки с 70-85 часов до 8-10 часов.The inventive method allowed to improve the quality of anti-flock treatment (no cases of rejection for defects "flocs" were detected), and also to reduce the duration of anti-flock processing from 70-85 hours to 8-10 hours.

Источники информацииSources of information

1. Кудрин В.А. Теория и технология производства стали - М.: «Мир», ООО «Издательство ACT», 2003. - 528 с.1. Kudrin V.A. Theory and technology of steel production - M.: Mir, Publishing House ACT, 2003. - 528 p.

2. Электрометаллургия стали и ферросплавов / Поволоцкий Д.Я., Рощин В.Е., Рысс М.А., Строганов А.И., Ярцев М.А. - М.: Металлургия, 1984. - 568 с.2. Electrometallurgy of steel and ferroalloys / Povolotsky D.Ya., Roshchin V.E., Ryss M.A., Stroganov A.I., Yartsev M.A. - M.: Metallurgy, 1984. - 568 p.

3. Вязников Н.Ф. Легированная сталь. -М.: Металлургия, 1963. - 271 с.3. Vyaznikov N.F. Alloy steel. -M .: Metallurgy, 1963 .-- 271 p.

4. ТИ 58-СП-011-2003 ОАО «Рельсы Кузнецкого металлургического комбината» «Замедленное охлаждение металла в ямах цеха сортового проката» - Новокузнецк, 2003. - 8 с.4. TI 58-SP-011-2003 JSC "Rails of the Kuznetsk Metallurgical Plant" "Slow cooling of metal in the pits of the long products shop" - Novokuznetsk, 2003. - 8 p.

Claims

A method of anti-flock treatment of rolled products from high-carbon steel, which consists in isothermal aging in a heating furnace, wherein the rolling is subjected to recrystallization heating, characterized in that the rolling is loaded into the furnace at a temperature of 650-680 ° C, the rolling is heated in the furnace to a temperature of 1000-1100 ° C , incubated for 8-10 hours and then cooled in stacks to a temperature not exceeding 200 ° C.