Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Обработка металлов -> Термообработка -> Термообработка в кипящем слое -> Рекристализационный отжиг и нагрев прутков под закалку

Рекристализационный отжиг и нагрев прутков под закалку

В процессе производства стальных прутков их подвергают рекристаллизационному отжигу для снятия наклепа после калибровки. Сталь ШХ15, например, после отжига должна иметь твердость не выше 170-207 кгс/мм2 (диаметр отпечатка 4,2- 4,6 мм), причем окисление и обезуглероживание поверхности недопустимы. По существующей технологии прутки отжигают либо пакетами в герметически закрытых муфелях из нержавеющей стали, помещенных в отапливаемую газом или мазутом печь, либо в проходных установках индукционного нагрева.

Лабораторные опыты, показали, что время нагрева образцов из стали ШХ15 диаметром 19,5 мм в кипящем слое корунда (диаметр частиц 320 мкм) температурой 860° С, необходимое для снятия наклепа, составляет 2 мин. Для прутков диаметром 29,5 мм ( сталь 45 ) оно равно 3 мин, для шестигранников 19 и 36 мм (сталь 40Х), соответственно, 2 и 5,5 мин. Фактически указанные цифры представляют собой время, необходимое для нагрева до ~700°С, поскольку при этой температуре рекристаллизация идет весьма быстро. Чрезмерно длительные выдержки опасны, так как снова приводят к увеличению твердости.

По результатам лабораторных опытов сотрудниками Серовского металлургического завода была спроектирована и сооружена проходная полупромышленная печь с кипящим слоем для рекристаллизационного отжига калиброванных прутков из стали ШХ15, отапливаемая природным газом. Печь представляет собой прямоугольную футерованную камеру с размерами в свету 300 X 1500 мм при высоте 1510 мм. На высоте 530 мм от пода сечение камеры увеличивается до 530x1960 мм. В нижней части печи смонтировано газораспределительное устройство, куда подается заранее подготовленная газо-воздушная смесь с коэффициентом расхода воздуха ав = 1,05-1,1. Давление газа и воздуха перед печью - 1,5 кН/м2. Прутки непрерывно один за другим проталкиваются через рабочее пространство печи механизмами задачи и выдачи, смонтированными у передней и задней торцовых стен. Механизмы снабжены нижним ведущим и верхним нажимным роликами. Привод осуществляется от двигателя постоянного тока П-14 через редуктор и коробку скоростей. Скорость движения прутков через печь можно плавно регулировать в пределах 0,6-5,0 м/мин. Первоначально печь рассчитана на подачу одновременно до четырех прутков диаметром 15-22 мм.

Прутки проходят через рабочее пространство на уровне 250 мм от решетки. Для обеспечения возможности непрерывного движения через печь не соединенных между собой и относительно коротких (длиной 4-6 м) прутков в объеме кипящего слоя установлены направляющие, а в торцовых стенках печи - направляющие уплотнительные устройства, предотвращающие вынос и выбивание материала слоя в местах входа и выхода прутков.

В качестве материала кипящего слоя использовали электрокорунд с частицами диаметром 0,32 мм (загрузка 300 кг). Печь работала на природном газе. Первые же пуски печи показали правильность выбора теплового и аэродинамического режима - температура кипящего слоя регулировалась в пределах 800-1100° С, уноса частиц с продуктами сгорания не было, а сам процесс горения был практически полным.

Основные затруднения в процессе освоения печи вызвала работа механизма движения, направляющих устройств и уплотнений. В начале прутки продвигались через печь неравномерно с задержками. Иногда наблюдалось заклинивание прутков материалом слоя в направляющих конусах. Частицы интенсивно выносились прутками через выходное уплотнение, в то время как через входное уплотнение выноса не было. При наладке каждый направляющий конус был замене двумя парами наклонных пластин (соответственно, горизонтальных и вертикальных), зазор между которыми обеспечивал направление движения прутка, но не забивался корундом. После исследований многочисленных вариантов была найдена удачная конструкция выходного уплотняющего и направляющего устройства, полностью предотвращающего вынос мелкозернистого материала. Чтобы предотвратить подстуживание прутка на выходе из печи для пневматического уплотнения использовали воздух, нагретый в змеевике, погруженном в кипящий слой. Эти мероприятия позволили достичь непрерывного и равномерного движения прутков без выноса материала кипящего слоя.

Параллельно с наладкой механизма движения проводили опыты для подбора оптимальной температуры кипящего слоя и скорости движения прутков через слой, обеспечивающих заданные механические свойства. Для этого отбирались калиброванные прутки стали ШХ15 диаметром от 10 до 23 мм, которые предварительно контролировали на твердость (в трех точках по длине) и микроструктуру (с конца прутка).

На основании этих опытов были подобраны режимы рекристаллизационного отжига, обеспечивающие требуемую по ГОСТ 801-60 твердость и микроструктуру. Опыт работы показал, что температуры кипящего слоя 1050- 1200° С весьма опасны, так как при случайных задержках прутка он очень быстро перегревается. Такие прутки при длительном перегреве имеют, как правило, структуру пластинчатого перлита и высокую твердость (диаметр отпечатка 3,9-4,0 мм). Поэтому в дальнейшем отжиг осуществляли при температуре слоя 950- 1000° С.

По найденным режимам было обработано 17,6 т прутков диаметром 18,6-20,8 мм при работе печи в три нитки. В процессе отжига этого металла задержек прутков не было, прутки выходили из печи одинакового цвета (вишнево-красного). Неоднократная проверка твердости давала хорошие результаты. Несмотря на то что нагрев и охлаждение осуществляли в окислительной среде, окалины на поверхности прутков не было. Поверхность прутков чистая, гладкая. Обезуглероживания при этом ни в одном случае (даже при перегревах) не наблюдалось. Весь отожженный металл был отправлен заводам-потребителям. Рекламаций и замечаний от них не поступило.

Качество отжига контролировали на 20-25 прутках из каждого пакета массой 4,2-4,3 т. Твердость металла (диаметр отпечатка, мм), отожженного в кипящем слое при fK.c = 960- 1000° С (скорость движения прутка диаметром 18,0 мм была равна 1,33 м/мин), составляла 4,2-4,5 мм по сравнению с 4,0- 4,1 до отжига. Микроструктура при отжиге не изменялась, размер зерна соответствовал второму-третьему баллам.

Поскольку отжиг был поточным, то качество металла по длине прутков и от прутка к прутку не менялось. Сравнительные опыты, проведенные в той же печи без загрузки псевдоожиженного материала, показали, что такое же качество отжига получается в ней при скорости в 4,2 раза меньшей, чем в кипящем слое, несмотря на повышение температуры в ней до 1050° С против 960-1000° С в печи с кипящим слоем.

Производительность печи с кипящим слоем при работе в три нитки составила 0,3 т/ч. Таким образом по времени нагрева и производительности печь с кипящим слоем практически не уступает печам индукционного нагрева. Занимаемая ею площадь значительно меньше площади индукционной печи (с учетом помещения машинного зала). Потребление более дешевого газообразного топлива вместо электроэнергии делает печи с кипящим слоем более выгодными. По данным завода стоимость отжига 1 т стали ШХ15 снижается примерно на 3,5 руб. по сравнению с отжигом в печах с индукционным нагревом, стоимость которого составляет 7,55 руб/т. Стоимость отжига в камерных печах с мазутным отоплением и в печах с кипящим слоем составляет соответственно 6,85 и 3,91 руб/т.

В 1968 г. завод получил заказ на производство опытной партии прутков из калиброванной стали АС35Г2 с улучшением (закалкой и отпуском). Ввиду того что на заводе не было печей, приспособленных для нагрева прутков под закалку, для этой цели была использована опытно-промышленная печь с кипящим слоем, дооборудованная спрейером на выходе. Прутки нагревали в три нитки до 850-860° С, охлаждали подаваемой через спрейер водой до 40-60° С. Результаты закалки получились удовлетворительными.

На поверхности закаленных прутков наблюдался тонкий слой окислов, который удаляли травлением в растворе серной кислоты (печь не была приспособлена для двухступенчатого сжигания).

Эта печь, как и индукционные установки, допускает нагрев лишь прямых прутков с прогибом не более 5-10 мм на 1 м длины. Поскольку при закалке в воде прутки коробились, отпуск их осуществляли не в печах с кипящим слоем, а в камерных печах при температуре 570° С. Механические свойства стали АС35Г2 после отпуска соответствовали требованиям ТУ 692-69.

Первые 18 т калиброванной улучшенной стали (шестигранник 17 мм) были отправлены на ВАЗ, а оттуда в Италию на экспертизу. Фирма «Фиат» дала положительное заключение.

К сожалению, эта опытная печь была практически без какой-либо внешней механизации (транспорт прутков к печи и от нее), поэтому ее обслуживание требовало двух человек. Механизация ее, аналогичная механизации индукционных установок, например, позволила бы освободить одного рабочего и еще снизить приведенную выше себестоимость нагрева. Расчет показывает, что площадь печи с кипящим слоем производительностью 1 т/ч составит (без учета механизации) 2x3,5 м, что гораздо меньше площади камерной печи на ту же производительность (3,5x6,5 м). К сожалению, завод не смог организовать проектирование и изготовление средств механизации, поэтому печь не была сдана в промышленную эксплуатацию.

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2012.05.22   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

14:02 Круг г/к Ст20 Д 20; 30 мм калиброванный

13:37 Труба 820х10, восстановленная

13:08 Изложницы

13:08 Колесные пары

13:08 Грейфер v0,5м3

13:07 Грейфер v0,7 м3

13:07 Траверса грузоподъемная

13:07 Грейфер v6,3 м3

13:07 Литейное производство

12:37 Круг стальной калиброванный ст. 10

НОВОСТИ

28 Февраля 2017 17:39
”Boston Dynamics” представляет робота Handle

22 Февраля 2017 17:42
Самодельный гидравлический дровокол (14 фото)

1 Марта 2017 17:24
На ”Гайском ГОКе” появился подземный вагоно-обменный комплекс

1 Марта 2017 16:26
Китайский среднесуточный выпуск стали в начале февраля вырос на 3,56%

1 Марта 2017 15:47
ПАО ”Запорожсталь”: итоги производства в феврале 2017 года

1 Марта 2017 14:16
Стоимость турецкого экспорта чугуна и стали в январе выросла на 47,2%

1 Марта 2017 13:18
”ЕВРАЗ” опубликовал финансовые результаты 2016 года

НОВЫЕ СТАТЬИ

Эффективная защита от налипания брызг металла при сварке – Индусвар-52

Спецтехника для тяжелых механизированных работ

Выбор способа стыковки транспортерной ленты в зависимости от ее типа

Стеклянные двери и перегородки противопожарного типа

Ондулиновая кровля

Металлические кабельные лотки

Двери из материала экошпон

Компоненты для систем водоподготовки пром. предприятий и жилых домов

Специальные прокатные стальные профили

Лазерная резка металлических листовых материалов

Изготовление деталей из проволоки

Некоторые особенности участия в современных тендерах

Советы по выбору металлической двери

Оборудование для обработки листового металла

Аппараты точечной контактной сварки (споттеры)

Боксы биологической безопасности для лабораторий

Блоки управления для двигателей и электротехнического оборудования

Выбор стеллажей для склада

Основные классы лома черных металлов

Дроссели для регулировки гидравлических систем

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.