Спосіб визначення загальної та залишкової кількості окалини на поверхні катанки

Спосіб визначення загальної та залишкової кількості окалини на поверхні катанки зі сталі при її виробництві на високошвидкісному дротовому стані, в процесі якого катанку після прокатки піддають водяному охолодженню, потім за допомогою виткоукладача укладають витками на транспортер, після чого охолоджують на транспортері, при цьому вимірюють технологічні параметри процесу, здійснюють відбір проб від готової катанки і визначення загальної та залишкової кількості окалини на поверхні катанки, який відрізняється тим, що в процесі виробництва катанки на дротовому стані вимірюють температуру катанки при укладанні її витками на транспортер за допомогою виткоукладача, при цьому загальну та залишкову кількість окалини на поверхні катанки визначають, виходячи із залежностей: для катанки з низьковуглецевої сталі: KO заг. 44,595 ln T 14,161 ; Винахід відноситься до галузі чорної металургії, а саме до способів оцінки якості катанки з різних марок сталі - напівпродукту прокатного виробництва, призначеної для наступного переробу. Зокрема, до способів визначення загальної та залишкової кількості окисів на поверхні катанки, і може бути використаним для контролю якості катанки з низьковуглецевої і високовуглецевої сталі, отриманої гарячою прокаткою на високошвидкісному дротовому стані з регульованим охолодженням. 37619 Т 2 , КО зал. 0,737 Т 0,4733 ; 3273 Т 945,9 ; для катанки з високовуглецевої сталі: КО заг. 11894 Т 3 30324 Т 2 25736 Т 7267 ; (19) де KOзаг. - загальна кількість окалини на поверхні катанки, г/кг; KOзал. - залишкова кількість окалини на поверхні катанки, г/кг; Т - температура поверхні катанки при укладанні її витками на транспортер, °С. 91760 1437,1 Т 3 (11) KOзал. (13) (21) a200813822 (22) 01.12.2008 (24) 25.08.2010 (46) 25.08.2010, Бюл.№ 16, 2010 р. (72) ЖУЧКОВ СЕРГІЙ МИХАЙЛОВИЧ, ПАРУСОВ ВОЛОДИМИР ВАСИЛЬОВИЧ, ЧЕРНИЧЕНКО ВАЛЕНТИНА ГРИГОРІВНА, ПАРУСОВ ЕДУАРД ВОЛОДИМИРОВИЧ, ЧУЙКО ІГОР МИКОЛАЙОВИЧ, ШЕРЕМЕТ ВОЛОДИМИР ОЛЕКСАНДРОВИЧ, КЕКУХ АНАТОЛІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, ГОРБЕНКО ВАЛЕРІЙ ДМИТРОВИЧ, ЛЯСОВ ВОЛОДИМИР ГРИГОРОВИЧ, БІЛИЙ МИКОЛА ПАВЛОВИЧ (73) ІНСТИТУТ ЧОРНОЇ МЕТАЛУРГІЇ НАН УКРАЇНИ (56) Луценко В. А. Окалинообразование при термомеханической обработке катанки в потоке высокоскоростного стана // Чер. металлургия. – 2006. № 12. С. 54-57. Шадрин В.Н., Теплоухов Г.М., Гордин С.О., Фурсова Л.Г., Тумбина В.П. Исследования структурных составляющих и количества вторичной окалины на катанке // Сталь. – 1982. - № 4. - С. 51-52. ГОСТ 30136-95. Катанка из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия. Введ. 01.01.1998. - М.: Изд-во стандартов, 2003. 11 С. GA-03-16. Количественное определение общего количества окислов, способности к удалению окалины и остаточных окислов с поверхности высокоуглеродистой и низкоуглеродистой катанки. ВЕКАЕРТ. MBUSC. BK-spec: GA-03-16. Май 1994. 9С. Дзиро Томигана, Кинья Вакимото, Тошимичи Мори, Масааки Мураками, Такафуми Йошимура. Производство катанки с высокой способностью к C2 2 UA 1 3 91760 4 Для оцінки якості переробної катанки контроНедоліком відомого способу є низька оператилюють її якість, у процесі чого визначають загальвність визначення загальної кількості окисів на ну та залишкову кількість окисів на її поверхні. поверхні катанки в умовах виробництва, що зміСтандартні методики визначення загальної та занюються, яка пов'язана з тим, що для його реалілишкової кількості окисів на поверхні катанки трузації необхідне виконання великої кількості операдомісткі. Вони вимагають виконання великої кільцій із застосуванням спеціального лабораторного кості операцій, що включають відбір проб, нарізку устаткування. Крім того, для виконання цієї роботи зразків, зважування кожного зразка з точністю до 1 необхідне залучення фахівців, що володіють відмг, травлення поверхні з кожного кінця зразка до повідним досвідом проведення таких досліджень. повного видалення окалини, зважування зразка з За прототип прийнятий найбільш близький за точністю до 1 мг, затиснення травленого зразка в технічною сутністю та результатом, що досягаєтьзахвати машини, що розтягує, розтягування вілься, відомий спосіб визначення загальної та залишної частини зразка, зважування з точністю до 1 мг, кової кількості окисів на поверхні катанки, що травлення розтягнутого зразка, зважування з точвключає виробництво катанки на високошвидкісністю до 1 мг. ному дротовому стані, у процесі якого катанку пісВикористовуючи отримані величини мас, після ля прокатки піддають водяному охолодженню, кожної проведеної операції визначають загальну потім за допомогою виткоукладальника укладають та залишкову кількість окалини (окисів) на поверхвитками на транспортер, після чого охолоджують ні катанки, виходячи з різних залежностей. повітрям на транспортері, при цьому вимірюють Відомий спосіб визначення загальної кількості технологічні параметри процесу, здійснюють відбір окисів на поверхні катанки, що включає виробницпроб від готової катанки, визначення загальної та тво катанки на високошвидкісному дротовому стазалишкової кількості окисів на поверхні катанки [2]. ні, у процесі якого катанку після прокатки піддають Визначення залишкових окисів і здатності каводяному охолодженню, потім за допомогою виттанки до механічного видалення окалини з її повекоукладальника укладають витками на транспоррхні включають такі операції: тер, після чого охолоджують повітрям на транспо1. Зразок довжиною 300 мм із окалиною на портері, здійснюють відбір проб від готової катанки, верхні катанки зважують із точністю до 1 мг (G1). визначають загальну кількість окисів на її поверхні 2. Поверхню, довжиною 50 мм із кожного кінця [1]. зразка, травлять до повного видалення окалини. Відповідно до цього способу розчин соляної Потім зразок зважують із тією же точністю (G2). кислоти (ДЕРЖСТАНДАРТ 3118) з масовою кон3. Травлені кінці зразка затискають у захвати центрацією 0,15 г/см3 підігрівають до температури машини, що розтягує, і вільну частину зразка довне вище 50°С и додають у нього інгібітор ТДА з жиною 200 мм піддають розтяганню (6% для зразрозрахунку 0,5 г/дм3, а потім у зазначений розчин ків з високовуглецевої катанки й 7% - для зразків з поміщають 3-5 штук (одночасно) зразків катанки низьковуглецевої катанки), після чого зразок звадовжиною 90-100 мм, попередньо разом зважених. жують із тією ж точністю (G3). При зважуванні зразка до травлення враховують 4. Розтягнутий зразок піддають повному травкількість окалини, що відокремилася при різанні. ленню в розчині кислоти з інгібітором, після чого Протравлені зразки промивають, висушують, охозважують із тією ж точністю (G4). лоджують і зважують. Використовуючи отримані величини мас, після Середню масу окалини на контрольованих кожної проведеної операції визначають такі показзразках (А, кг/т), визначають з виразу: ники: 1. Загальна кількість окисів, у вигляді відношення загальної кількості окисів на поверхні зразm1 m2 A 1000 (1) ка до ваги зразка із загальною кількістю окисів (доm2 вжина зразка 300 мм): де m1 - початкова маса зразків, г; m2 - маса зразків після травлення, г. Розрахункову масу окалини на поверхні катанки (Ар, кг/т), визначають з виразу: Ар=КxA (2) де К - коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу окалини по довжині мотка; К=1 для катанки, підданої двостадійному охолодженню; К=2,5 для катанки підданої одностадійному охолодженню. Відповідно до відомого способу, зразки для всіх видів випробувань, у тому числі при визначенні кількості окалини, для катанки, охолодженої двостадійним способом, відбирають від заднього кінця розкату. A=(G1-G4)x1000/G1, г/кг; кг/т (3) 2. Здатність катанки до видалення окисів, у вигляді відношення кількості окисів, видалених при розтяганні зразка, до загальної кількості окисів (довжина зразка 200 мм): В=(G2-G3)x100/(G2-G4), % (4) 3. Залишкові окиси, які залишилися на зразку після розтягання, визначаються з такого виразу: С=Ах(1-В)x1000, г/кг; кг/т (5) Недоліком відомого способу є те, що для його реалізації необхідне застосування спеціального лабораторного устаткування й залучення фахівців з відповідним досвідом роботи на цьому устаткуванні, що обумовлено особливостями методики 5 91760 6 проведення досліджень. Цей спосіб має високу кість окисів на поверхні катанки з низьковуглецевої трудомісткість і вимагає значних витрат часу. Засталі визначають, виходячи із залежностей: значені обставини не дозволяють підвищити оперативність визначення загальної та залишкової КОзаг.=44,595ІnT+14,161, кількості окисів на поверхні катанки в умовах виКОзал.=1437,1Т3-3761,9Т2+3273Т-945,9, робництва, що змінюються. Завдання, розв'язуване винаходом, полягає в а загальну та залишкову кількість окисів на постворенні способу визначення загальної та залишверхні катанки з високовуглецевої сталі визначакової кількості окисів на поверхні катанки з різних ють, виходячи із залежностей: марок сталі, не потребуючого використання спеціального лабораторного устаткування і залучення КОзаг.=11894Т3-30324Т2+25736Т-7267, фахівців з досвідом проведення таких досліджень, КОзал.=0,737Т-0,4733, і який зменшує трудомісткість і витрати часу на проведення досліджень. Отже, спосіб, що заявляється, відповідає криТехнічний результат, що досягається при витерію "новизна". користанні винаходу, полягає в можливості операПорівняння винаходу, що заявляється, з іншитивного коректування режимів охолодження катанми технічними рішеннями в даній галузі техніки не ки, яка прокатується на високошвидкісному виявило в них ознаки, що відрізняють технічне дротовому стані внаслідок підвищення оперативрішення, що заявляється, від прототипу. Тому, ності визначення загальної та залишкової кількості рішення, що заявляється, відповідає критерію "виокисів на поверхні катанки в умовах виробництва, нахідницький рівень". що змінюються, за рахунок зниження трудомісткоВинахід пояснюється кресленням, де на Фіг. 1 сті і витрат часу на проведення досліджень. представлені графіки зміни загальної (1) і залишВирішення поставленого завдання забезпечукової (2) кількості окисів низьковуглецевої сталі ється тим, що в способі визначення загальної та (сталь марки SAE 1006) в залежності від темперазалишкової кількості окисів на поверхні катанки з тури укладання на витки, одержані на підставі рерізних марок сталі, що включає виробництво катазультатів експериментальних досліджень, а на Фіг. нки на високошвидкісному дротовому стані, у про2 - те ж саме для високовуглецевої сталі (сталь цесі якого катанку після прокатки піддають водямарки SAE 1065). ному охолодженню, потім за допомогою Спосіб здійснюється таким чином. виткоукладальника укладають витками на трансПри виробництві катанки на сучасному висопортер, після чого охолоджують на транспортері, кошвидкісному дротовому стані після остаточного при цьому вимірюють технологічні параметри проформування її профілю, катанку після прокатки цесу, здійснюють відбір проб від готової катанки, піддають водяному охолодженню (перша стадія визначення загальної та залишкової кількості окиохолодження). Охолоджену водою катанку за досів на поверхні катанки, в процесі виробництва помогою виткоукладальника укладають витками на катанки на дротовому стані вимірюють температуроликовий транспортер, де її піддають повітрянору катанки при укладанні її витками на транспорму охолодженню (друга стадія охолодження). У тер за допомогою виткоукладальника, при цьому процесі виробництва катанки вимірюють технолозагальну та залишкову кількість окисів на поверхні гічні параметри процесу, у тому числі температуру катанки з низьковуглецевої сталі визначають, викатанки при укладанні її витками на транспортер ходячи із залежностей: за допомогою виткоукладальника. Після остаточного охолодження катанки повітрям на роликовому КОзаг.=44,595ІnT+14,161, транспортері відбирають проби від готової катанКОзал.=1437,1Т3-3761,9Т2+3273Т-945,9, ки. При цьому загальну та залишкову кількість окисів на поверхні катанки з низьковуглецевої стаа загальну та залишкову кількість окисів на полі визначають, виходячи із залежностей: верхні катанки з високовуглецевої сталі визначають, виходячи із залежностей: КОзаг.=44,595ІnT+14,161, КОзал.=1437,1Т3-3761,9Т2+3273Т-945,9, 3 2 КОзаг.=11894Т -30324Т +25736Т-7267, КОзал.=0,737Т-0,4733, а загальну та залишкову кількість окисів на поверхні катанки з високовуглецевої сталі визначаде КОзаг. - загальна кількість окисів на поверхні ють, виходячи із залежностей: катанки, г/кг; КОзал. - залишкова кількість окисів на поверхні КОзаг.=11894Т3-30324Т2+25736Т-7267, катанки, г/кг; КОзал.=0,737Т-0,4733, Τ - температура поверхні катанки при укладанні її витками на транспортер, °С. де КОзаг. - загальна кількість окисів на поверхні Порівняння із прототипом показує, що спосіб катанки, г/кг; визначення загальної та залишкової кількості окиКОзал. - залишкова кількість окисів на поверхні сів на поверхні катанки відрізняється тим, що в катанки, г/кг; процесі виробництва катанки на дротовому стані Τ - температура поверхні катанки при уклавимірюють температуру катанки при укладанні її данні її витками на транспортер, °С. витками на транспортер за допомогою виткоуклаЗалежності, що заявляються, для визначення дальника, при цьому загальну та залишкову кільзагальних та залишкових окисів на поверхні катан 7 91760 8 ки з низьковуглецевої і високовуглецевої сталі загальних та залишкових окисів і температурою були отримані на підставі статистичної обробки водяного охолодження катанки роздільно для нирезультатів експериментальних досліджень, здійзько- і високовуглецевої сталі. Результати експеснених у промислових умовах на типовому сучасриментів були оброблені методами математичної ному високошвидкісному дротовому стані 150, статистики, у результаті чого були отримані рівоснащеному лініями двостадійного охолодження няння регресії, що описують ці взаємозв'язки, виду катанки й засобами вимірювання технологічних для низьковуглецевої сталі: параметрів процесу її виробництва. Виробляли партії катанки діаметром 5,5 мм із КОзаг.=44,595ІnT+14,161, низьковуглецевої сталі марки SAE 1006 і високовуКОзал.=1437,1Т3-3761,9Т2+3273Т-945,9, глецевої сталі SAE 1065 по ASTM A510M, хімічний склад яких представлений у таблиці. для високовуглецевої сталі: У процесі проведення експериментів змінювали температуру поверхні катанки на виткоукладаКОзаг.=11894Т3-30324Т2+25736Т-7267, льнику після охолодження її на лінії водяного охоКОзал.=0,737Т-0,4733, лодження. Дослідженнями встановлено, що цей технологічний параметр визначає загальну та заде КОзаг. - загальна кількість окисів на поверхні лишкову кількість окисів на поверхні катанки з никатанки, г/кг; зьковуглецевої і високовуглецевої сталі. При проКОзал. - залишкова кількість окисів на поверхні веденні експериментів температура поверхні катанки, г/кг; катанки на виткоукладальнику становила 800°, Τ - температура поверхні катанки при укла850°, 900° та 940°С. данні її витками на транспортер, °С. На першому етапі досліджувані проби катанки Порівняльний аналіз результатів експерименз окалиною довжиною 300±1 мм зважували з точтальних даних зміни загальної та залишкової кільністю до 1 мг. Потім обидва кінці кожної проби кості окисів на поверхні катанки від температури травили в розчині соляної кислоти з додаванням укладання на витки (з низьковуглецевої сталі SAE інгібітору ТДА (див. ДСТУ 3683-98). Глибина зану1006 і високовуглецевої сталі SAE 1065) і розрахурення кінців катанки в розчин становила 50±1 мм, нків по залежностям, що заявляються, встановлечас травлення - 15 хвилин. Після промивання й ним на підставі експериментальних досліджень, сушіння проби досліджуваної катанки знову зважупоказав високу збіжність розрахункових й експевали. Потім проби низьковуглецевої катанки підриментальних даних (коефіцієнт кореляції станодавали розтяганню на 7%, а високовуглецевої вить 0,90-0,96). Це положення ілюструється даникатанки - на 6%. Після розтягання проби обтирали ми, наведеними на Фіг. 1-2. Зважаючи на те, що м'якою тканиною й знову зважували. На останньозалежності, що заявляються, встановлені при обму етапі проби катанки травили в зазначеному робці стандартними методами результатів експевище розчині протягом 3 хвилин і ще раз зважувариментальних даних, отриманих у виробничих ли. умовах типового високошвидкісного стана, спосіб, Результати зважування показали, що при підщо заявляється, може бути використаний при вивищенні температури на виткоукладальнику лінії значенні загальної та залишкової кількості окисів Стелмор від 800° до 940°С кількість окалини зміна поверхні катанки в умовах інших виробництв. нюється таким чином: Таким чином, використання способу, що заявляна низьковуглецевій катанці зі сталі марки SАЕ ється, забезпечує вирішення поставленого за1006 при температурах 800°; 850°; 900° та 940°С вдання, істотно зменшує трудомісткість і витрати утвориться відповідно наступна середня кількість часу на визначення загальної та залишкової кільокалини: 4,642; 5,848; 10,327 та 11,171 кг/т; кості окисів на поверхні катанки в умовах виробнина високовуглецевій катанці зі сталі марки SAE цтва, що змінюються, та дозволяє одержати необ1065 після укладання на витки при температурах хідний технічний результат - дає змогу 800°; 850°; 900° та 940°С утвориться відповідно оперативного внесення відповідних корективів у наступна середня кількість окалини: 3,851; 3,59; режими охолодження катанки, що прокатується на 3,360 та 9,193 кг/т. високошвидкісному дротовому стані. Залишкова кількість окалини складає: Джерела інформації, прийняті до уваги при на низьковуглецевій катанці зі сталі марки SAE складанні заявки 1006 після укладання на витки при температурах 1. ДСТУ 3683-98. Катанка сталева канатна. Техні800°; 850°; 900° та 940°С - 0,668; 0,726; 0,298 та чні умови. - Київ: Держстандарт України, 1998. - 12 0,330 кг/т; с. на високовуглецевій катанці зі сталі марки SAE 2. GA-03-16. Количественное определение общего 1065 після укладання на витки при температурах количества окислов, способности к удалению ока800°; 850°; 900° й 940°С - 0,113; 0,161; 0,184 та лины и остаточных окислов с поверхности высоко0,221 кг/т. углеродистой и низкоуглеродистой катанки. ВЕПри аналізі результатів експерименту був КАЕРТ. MBUSC. BK-spec: GA-03-16. Май 1994. - 9 встановлений кореляційний зв'язок між кількістю с. 9 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 91760 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601