SU1237712A1 - Способ термического упрочнени арматурных стержней и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ термического упрочнени  арматурных стержней, включающий нагрев заготовки до температуры а устенизации, прокатку по системе овал - круг, двухстадийное охлаждение всего сечени  стержней со скоростью 400-600°С/с до достижени  средней по сечению температуры 550- 625 С, отличающийс  тем, что,с целью повышени  прочностных и пластических свойств арматурных стержней за счет компенсации остаточных напр жений прокатного происхождени , на первой стадии производ т поочередное охлаждение каждой из менее обжатых при прокатке частей сечени  . стержней с интенсивностью, большей интенсивности охлаждени  более обжатых частей сечени . 2. Устройство дл  термического упрочнени  арматурных стержней, содержащее р д последовательно установленных секций охлаждени , кажда  из которых состоит из входной воронки, форсунки высокого давлени  и камеры охлаждени , отличающеес  тем что продольные оси первых двух секций смещены относительно друг друга в вертикальной плоскостр, при этом смещение выполнено симметрично относительно продольной оси последующих секций и составл ет 0,67-0,75 диаметра камеры охлаждени . с (О ел

Description

Изобретение относитс  к прокатном производству и может примен тьс  дл  ускоренного охлаждени  арматурных стержней в потоке станов гор чей прокатки.

Целью изобретени   вл етс  повы- шение прочностных и пластических свойств арматурных стержней за счет компенсации остаточных напр жений прокатного происхождени .

На фиг. 1 представлена эпюра распределени  выт жки (р) и остаточных напр жений прокатного происхождени  (ост. после прокатки стержн  на системе овал - круг в горизонталь- ных валах; на фиг. 2 - эпюра распределени  температуры (t) на поверхности круглого проката при интенсивном охлаждении сверху на первом этапе охлаждени  ; на фиг. 3 - то же, при интенсивном охпаждении снизу на первом этапе, охлаж,цени ; на фиг. 4 - то же, при равномерном охлаждении на втором этапе охлаждени ; на фиг. 5 - устройство дл  осущест- влени  способа.

Арматурньй стержень в поперечном сечении представл ет собой круглый стержень с наклонными ребрами по периметру . В оч-аге деформации из-за неравномерного обжати  по ширине калибра выт жки распредел ютс  неравномерно . По кра м калибра (фиг.1) выт жки больше, чем в центре калибра и соответственно получаемого про- ката. После выхода из калибра валков за счет жестких концов выт жки . уравниваютс , но при этом вози1кают остаточные напр жегш  прокатного про исхожд ни ,. В наиболее обжатых час- т х, где наибольша  выт жка, воз1-шка ют напр жени  сжати , а в наименее обжатых.- раст гивающие напр жени .

При термообработке такого проката (стержн ) сразу после чистовой клети по из,вестному способу в нем фиксируют остаточные напр жени  прокатного происхождени , которые ухудшают прочностные и пластические характеристики термоупрочн емого про- ката.

Способ осуществл ют следующим образом.

, Арматурный стержень с остаточными напр жени ми прокатного происхожде- ии  поступает в охлаждающее устройство , состо щее из трех основных секций. В первых двух секци х осу12

ществл етс перва  стади  охлаждени  - поочередное охлаждение каждой из менее обжатых частей сечени  с большей интенсивностью, чем более обжатых частей, причем в первой секции прокат располагают в нижней части камеры охлаждени  (фиг.2), во второй - в верхней части камеры охлаждени  (фиг.З), а в третьей - по оси камеры охлаждени  (фиг. ),

Анализ калибровок показал, что в зависимости от выработки калибров, а также от формы примен емых пред- чистовых овалов величина наименее обжатых частей арматурного стержн  удовлетвор ет величине центральной части 1/3-1/2 длины каждого полупериметра арматурных стержней (верхней и нижней частей- стержн  по отношению к разъему калибров горизонтальных валков).

Устройство (фиг.З) содержит р д последовательно установленных секций охлаждени , кажда  из которых состоит из входной воронки 1, соединенной с ней форсунки 2 высокого давлени , за которой расположена камера охлаждени  3, заканчивающа с  сливным кол(ухом 4.

Последн   секци  охлаждени  оснащена противоточной фосункой 5 с ка- мерой 6 охлаждени , котора  соединена со сливным кожухом 4 этой секции.

Первые две секции охлаждени  установлены так, что их продольные оси смещены относительно друг друга в вертикальной плоскости, при этом смещение выполнено симметрично относительно продольной оси последующих секций и составл ет 0,67-0,75 диаметра камеры охлаждеьш .

Устройство работает следующим образом .

Арматурный стержень с остаточными напр жени ми прокатного происхождени  из валков прокатной клети (не показаны) поступает в секции охлаждени , проход  в каждой из них по-, следовательно воронку 1, форсунку 2 высокого давлени , камеру охлаждени  3 и сливной кожух 4. В это врем  через форсунки 2-й 5 во все камеры ох- лаждеш 1Я подаетс , охлаждающа  вода.

В первой секции стержень находитс  вблизи нижней стенки камеры ох- лажл;ени:  (фиг.2). При зтом верхн   noBepxifoCTb стержн  охлаждаетс  более интенсивно и эпюра распределени 

температуры на поверхности проката после этой секции приобретает вид, показанный на фиг. 2.

Во второй секции стержень находитс  вблизи верхней стенки камеры ох- лаждени  (фиг.З). Более интенсивно охлаждаетс  нижн   поверхность стержн  и график распределени  температуры приобретает вид, показанный на фиг. 3.

При охлаждении в последующих секци х температура стержн  снижаетс  равномерно по периметру (фиг.4).

. Вода, подаваема  через, форсунку 5, проход  в камере 6 навстречу дни- жению стержн , преп тствует выносу охлаждающей воды за пределы устройства .

За счет поочередного более интенсивного охлаждени  наименее обжатых частей сечени  стержн  (верхних и нижних ) устран ютс  остаточные напр жени  прокатного происхождени  и повышаетс  качество проката.

Проверка способа осуществл лась на опьггно-промьшшенной установке охлаждени , котора  состоит из двух .секций: перва  секци  состоит из двух противоточно-пр моточных устройств, длиной 2,5 м каждое, всего длина ох- лаждающей секции 5,2 м; втора  секци  состоит из трех пр моточных и одного противоточного охлаждакицего устройства , всего длина секции около 12 м. Перва  секци  расположена за чистовой клетью, а втора  на рассто нии 20 м от чистовой клети. При скорости прокатки Vpp 10 м/с, окончательное глубокое охлаждение во второй секции производитс  через 2 с после деформации в чистовой клети.

Дл  прокатки и термоупрочнени  использовали заготовки из стали 20ГС через двое.суток после отливки на машинах . непрерывной разливки с тали (МНРС).

Термоупрочненные арматурные стержни испытывали на разрывной машине . сразу после прокатки, а затем через сутки, двое и т.д. Максимальна  вы- лежка проката после термоупрочнени  достигла 12 дней. От каждой партии термоупрочненного проката отбиралось максимально возможное количество образцов , исследовались передние и задние концы штанг проката, а также середина. Полученные образцы разделили на группы. Каждую группу испы5 10

15

20 25 JQ

5

0

5

0 5

тывали отдельно в течение 12 дней. Кажда  группа состо ла из о бразцов, отобранных вначале, середине и конце испытуемой штанги арматурного стержн  .

При охлаждении по известному способу снижение температуры на первой и второй секци х происходило равномерно по периметру. По известному способу термоупрочнили 3000 кг арматурных стержней № 14 из стали 20ГС.

Расход воды высокого давлени  на первой секции составил 60 м /ч, а на второй - 78 м /ч при teoAH -7 С.

Результаты механических испытаний приведены в табл. 1.

Проверка предла/гаемого способа осуществл лась на установке длиной 12 м, в которой первое по ходу движени  проката охлаждающее устройство состоит из двух половин, состыкованных со смещением в вертикальной плоскости. Длина этих половин по 1,5м кажда . Исследовались услови  неравномерного охлаждени  в камерах охлаждени  диаметрами 36 и . 55 мм при термоупрочнении арматурных стержней № 14 из стали 20ГС. При этом соотношени  диаметра камеры охлаждени  к диаметру охлаждаемого проката составл ют V 2,5 и соответственно . За смещенными камерами охлаждени  расположены два пр моточных охлаждающих устройства с длиной камеры охлаждени  по 2,5 м кажда , далее расположено противоточное охлаждающее устройство.

Исследовались три схемы охлаждени  за чистовой клетью.

Перва  схема. Установку дл  реализации предлагаемого способа располагали сразу за чистовой клетью. Охладили с целью термоупрочнени  600 кг арматурных стержней № 14 из стали 20 ГС в установке со смещенными камерами с диаметром 36 мм и 700 кг арматурных стержней в установке со смещенными камерами с диаметром 55мм. Расход воды высокого давлени  составил 130-155 при ,, 1°С. .

Результаты механических испытаний приведены в табл. 2.

Втора  схема. Установка дл  реализации предлагаемого способа располагалась на рассто нии 20 м от чистовой клети. Прокатано с термоупрочнением на класс не ниже Лт-У 1000 кг

проката Н 14 из стали 20ГС в камерах охлаждени  с диаметром 36 мм и 800 кг в камерах охлаждени  диаметром 55 мм. Расход воды высокого давлени  соста- вил 128-140 .

Результаты механических испытаний приведены в табл. 3.

Треть  схема. Установка дл  рвали- зации предлагаемого способа использовалась совместно с первой секцией. Перва  секци  располагалась сразу за чистовой клетью, а предлагаема  - на рассто нии 20 м йт чистовой клети. Прокатано с термоупрочнением на классы не ниже Ат-У 1200 кг проката № 14 в камерах охлаждени  диаметром 36 мм и 1000 кг в камерах охлаждени  диаметром 55 мм. Расход воды высокого давлени  составил 140-170 м /ч. .

Результаты механических испытаний приведены в табл. 4.

Охлаждению с целью термоупрочнени  подвергалась сталь 20ГС одной плавки.

Анализ результатов механических испытаний показал, что стабильность механических свойств термоупрочненного проката по известному способу установштась через 10 дней после прокатки , причем пластические свойства получились самые низкие особенно в 1-3 сут после прокатки.

Механические свойства арматурных стержней, охлажденных на предлагаемой установке дл  осуществлени  предлагаемого способа в камерах охлаждени  диаметром 36 мм, вьше, чем по известному способу, а термоупрочнен i ных в камера с охлаждени  диаметром 55 мм - нестабильны по длине штанг арматурных стержней, что, очевидно, св зано с худшими услови ми локального охлаждени  . Пластические свойства арматурных стержней, охлажденных в предлагаемой установке с камерами охлаждени  36 мм по первой схеме , формировались на 3-4 день.

Наилучшие результаты получены при реализации предлагаемого способа по второй схеме охлаждени  (см. табл. 3). Механические свойства формировались сразу после термоупрочнени . При этом получено наилучшее co4eTaFrae прочностных и пластических свойств. Таблица 1

Таблица 2

Дата

Механические свойства

про- кат1 сут

Продолжение табл.З

Таблица 4

Продолжение табл.4

i i t

1 ,2 3 Ч 7125 Ч 1 I 2 3 ff 6 Ф.5

Составитель В.Китайский Редактор М.Бандура Техред л.Олейник Корректор Т.Колб

Заказ 3261/31 Тираж .552Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна ,4

Ф(г.5

Claims (2)

1. Способ термического упрочнения арматурных стержней, включающий нагрев.заготовки до температуры аустенизации, прокатку по системе овал - круг, двухстадийное охлаждение всего сечения стержней со скоростью 400-600°С/с до достижения

средней по сечению температуры 550625°С, от ли чающийся тем, что,с целью повышения прочностных и пластических свойств арматурных стержней за счет компенсации остаточных напряжений прокатного происхождения, на первой стадии производят поочередное охлаждение каждой из менее обжатых при прокатке частей сечения стержней с интенсивностью, большей интенсивности охлаждения более обжатых частей сечения.

2. Устройство для термического упрочнения арматурных стержней, содержащее ряд последовательно установленных секций охлаждения, каждая из которых состоит из входной воронки, форсунки высокого давления и камеры охлаждения, отличающееся тем_к что продольные оси первых двух . секций смещены относительно друг друга в вертикальной плоскости, при этом смещение выполнено симметрично относительно продольной оси последующих секций и составляет 0,67-0,75 диаметра камеры охлаждения.

П5

00

* 12377