DEVELOPMENT OF METALL-SAVING MODES IN CONTINUOUS FURNACES FOR HEATING OF CONTINUOUSLY CAST BILLETS OF 60Si2CrA STEEL

Abstract

Аннотация. Представлены результаты лабораторных исследований закономерности окалинообразования, кинетики высокотемпературного окисления и обезуглероживания стали марки 60С2ХА. Установлено, что угар резко интенсифицируется при достижении металлом темпе-ратуры порядка 1000 °С. Появление первых жидкофазных участков в окалине происходит при температурах 1270 -1280 °С, а оплавление окалины, сопровождающееся ее стеканием с поверхности металла, начинается при 1300 °С. Область температур наиболее интенсивного обезуглероживания стали составляет 950 -1100 °С; при 1175 °С и выше на поверхности металла наблюдается образование смешанной зоны толщиной 0,030 -0,045 мм, затрудняющей удаление окалины с поверхности металла. Получены эмпирические зависимости, позво-ляющие прогнозировать угар металла при нагреве под прокатку. Для практического применения на основе детерминированной матема-тической модели разработан металлосберегающий температурный режим нагрева непрерывнолитых заготовок в методических печах с шагающим подом.Ключевые слова: окисление, обезуглероживание, нагрев в методических печах, сталь марки 60С2ХА. DOI:10.17073/0368-0797-2015-8-545-549В настоящее время для изготовления пружин раз-личного назначения широкое распространение получи-ла рессорно-пружинная сталь марки 60С2ХА, круглый прокат для навивки пружин из которой производят на сортовых станах посредством горячей прокатки заго-товок. Традиционно нагрев последних осуществляют в методических печах, при этом помимо окисления стали происходит процесс ее обезуглероживания.К прокату из рессорно-пружинной стали предъяв-ляют высокие требования к качеству поверхности, в том числе к глубине видимого обезуглероженного слоя. Большинство таких изделий работает в условиях кру-чения или изгиба, при которых максимальные напряже-ния приходятся именно на поверхностные слои [1 -6]. Наличие обезуглероженного слоя в упругих элементах (пружинах, рессорах, прутковых пружинных клеммах и т.п.) наиболее опасно, поскольку резко снижаются их усталостная прочность и предел выносливости. Уда-ление обезуглероженного слоя с готового проката яв-ляется трудоемкой операцией, которая приводит к зна-чительным потерям металла (особенно при сплошной зачистке). В связи с этим особую актуальность приобре-тают теплотехнологии, обеспечивающие формирова-ние в готовом прокате минимальной глубины видимого обезуглероженного слоя. В общем случае формирова-ние последнего происходит при нагреве заготовок в методической печи, прокатке на стане и последующем охлаждении. Принимая во внимание температурно-вре-менной режим этих трех технологических операций, наибольший урон качеству продукции по глубине види-мого обезуглероженного слоя наносит нагрев металла в печи. Одним из эффективных и малозатратных меро-приятий по снижению глубины видимого обезуглеро-женного слоя на стадии нагрева металла в печи являет-ся применение рациональных температурных режимов нагрева, обеспечивающих минимальное воздействие температурно-временного фактора [7,8]. Для разработ-ки таких режимов нужны эмпирические количествен-ные данные о влия...

Methodology of Technical Re-Equipment and Modernization of Furnace Structures and Operating Modes

“…The experience gained in the modernization of thermal units, accumulated at SRIMHE and at the Department of Thermophysics and Informatics in Metallurgy, Ural Federal University, over the past decades enables formulating the main stages of the preparation and implementation of these works [4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18].…”