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

12:05 Проволока стальная марки 12Х18Н10Т (ТС)

12:05 Проволока никелевая марки ДКРПМ НП2, ГОСТ 2179-75

12:05 Труба нержавеющая марки 12Х18Н10Т, ГОСТ 9941-81

12:05 Круг электротехнический марка стали 10880

12:05 39Н проволока ф8 мм

12:05 12Х18Н10Т труба

12:05 ХН75МБТЮ проволока 1,2 мм

12:04 ХН70Ю проволока 1,0 мм

12:04 ХН78Т лист 1,5 мм

12:04 МНЖКТ проволока ф2 мм для сварки

НОВОСТИ

27 Апреля 2017 11:22
Звучание магнитных шариков

28 Апреля 2017 13:04
Запасы железной руды в китайских портах за третью неделю апреля упали на 0,58%

28 Апреля 2017 12:45
”Иркутский алюминиевый завод” освоил выпуск новой продукции

28 Апреля 2017 11:49
Выпуск стали в СНГ в 1-м квартале вырос на 4%

28 Апреля 2017 10:53
Добыча золота на Колыме может быть увеличена в разы

28 Апреля 2017 09:47
В СФУ открыт R&D центр ”Норникеля”

НОВЫЕ СТАТЬИ

Виды и механика процесса хонингования - основы технологии

3Д принтеры для производства металлических изделий

Задвижки чугунные

Офисная мебель

Сварочные работы в промышленности и строительстве

Видеорегистраторы - основные характеристики

Датчики уровня сыпучих материалов

Лазерные уровни в строительстве

Насосы для колодцев и их основные характеристики

Комплектующие для обустройства железнодорожных путей

Особенности сдачи металлолома в пункты приема

Как открыть свой магазин быстро и оснастить его всем необходимым?

А вы знаете, для чего используют транспортерные сетки?

Какие заборы сегодня наиболее эффективно могут защитить объекты транспортной инфраструктуры?

Про упаковку из воздушно-пузырьковой пленки

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

 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.