Спосіб термомеханічної обробки арматурної сталі

Изобретение возможно использовать в черной металлургии и более конкретно при производстве арматурной стали. Возможно его использование также при производстве круглых, шестигранных, квадратных и других осесимметричных профилей повышенной прочности, а также при производстве профилей с продольным разделением (слитинг-процесс). Известен способ производства арматурных стержней, включающий нагрев заготовок, черновую и предчистовую прокатку, регулируемое охлаждение в зонах боковых поверхностей предчиртового раската и прокатку в чистовом калибре [1]. Способ позволяет снизить износ чистовых валков и несколько повысить качество прокатки за счет локального подстуживания участков боковой поверхности предчистового раската. Однако в целом это обычная прокатка арматурного профиля без глубинных подвижек металла в процессе формоизменения при прокатке заготовки до готового профиля. При этом не реализуются полностью возможности термомеханической обработки металлов давлением. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является выбранный в качестве прототипа способ производства арматурной стали, включающий аустенизацию заготовки, черновую прокатку в калибрах с обжатиями, вызывающими процесс рекристаллизации, ускоренное охлаждение раската и чистовую прокатку [2]. В соответствии со способом-прототипа в двух проходах, предшествующих чистовому, раскат прокатывают с коэффициентами обжатия, постоянными по ширине раската и, по крайней мере, на 3% превышающими критическое значение, вызывающее процесс динамической рекристаллизации. Затем ускоренно охлаждают на 30-50° и деформируют в чистовом проходе с коэффициентом обжатия, по крайней мере, на 3% не достигающим критического значения. Критические значения коэффициентов обжатия при температурах 1050-850°С находятся в-пределах 10281,33 соответственно. В способе более удачно сочетаются специально заданные режимы обжатия при черновой и чистовой прокатке с ускоренным промежуточным охлаждением между ними, что обеспечивает некоторое повышение качества арматурной стали, однако предлагаемые деформационно-температурные режимы (коэффициент обжатия 3% и подстуживание на 30-50°) далеко не достаточны, чтобы кардинально повысить качество проката, существенно снизить энергетические затраты в прокатном производства. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа термомеханической обработки арматурной стали, в котором за счет интенсификации процесса деформации металла на разных этапах прокатки в сочетании с принудительным охлаждением, обеспечивается повышение механических характеристик арматурной стали, что приводит к улучшению ее качества. Для решения поставленной задачи заявляемый способ термомеханической обработки арматурной стали включает аустенизацию заготовки, прокатку в калибрах и ускоренное охлаждение раската. Аустенизацию заготовки проводят при температуре 1150-1000°С, черновую прокатку в калибрах, завершают переобжатием прикромочных участков сечения полосового раската, превышающим на 11-30% коэффициент обжатия центрального участка. После чего подстуживают переобжатые участки раската до температуры порога рекристаллизации и устраняют его разнотолщинность. Последующие ребровые обжатия выполняют с подстуживанием локальных зон боковых поверхностей раската, поочередно смещая зоны подстуживания от середины сечения раската в сторону одного, а затем другого из переобжатых ранее прикромочных участков. Причем температуру зон локального подстуживания снижают до величины - углеродный эквивалент, определяемый массовым содержанием углерода, марганца, кремния, хрома и никеля в прокатываемой стали, в %. То - температура аномальной пластичности. Выполнение при относительно высокой температуре (температура устойчивого аустенита 1150-1000°) основной деформации (до 60-65% от суммарной ее величины), позволяет существенно снизить энергетические затраты на деформацию профиля и одновременно интенсифицировать проработку металла при этих температурах переобжатием кромок на 11-30% и поперечными подвижками металла между центральным и прикромочными участками. Устранение разнотолщинности можно выполнять одновременно с формовкой пережима для слитинг-процесса. Последующее устранение разнотолщинности неравномерно охлаждаемого по сечению раската позволяет продолжить интенсивную проработку металла путем поперечного смещения металла в противоположном направлении (от центра к кромкам), что более эффективно по сравнению с прокаткой в подготовительных вытяжных калибрах, например, овал-квадрат-овал и др. Последующие ребровые обжатия с подстуживанием локальных зон боковых поверхностей, выполняемые с поочередным смещением зоны подстуживания середины сечения раската в сторону одного, затем другого из переобжатых ранее прикромочных участков, позволяют и на завершающих этапах прокатки интенсифицировать процесс проработки металла как по высоте, так и по ширине сечения раскатов. Одновременно снижается износ ребровых калибров благодаря охлаждению зон, не подвергаемых прямому обжатию, а заданный температурно-деформационный режим позволяет осуществить на заключительном этапе прокатки термомеханическую обработку стали. В заявляемом решении устраняется разнотолщинность полосового раската на мелкосортном стане (Е/Д