Процесс производства катанки
Прокатку катанки производят в основном из обжатой заготовки сечением от 45×45 до 180×180 мм, длиной 12м. Размеры применяемой заготовки определяется типом стана и конструкцией его вспомогательных механизмов. После осмотра и зачистки заготовки подают краном на загрузочные решетки прокатного стана, с которых по одной на приемный рольганг нагревательной методической печи. Форма и размеры заготовок должны удовлетворять нормам, установленным в соответствующих стандартах. К поверхности заготовки предъявляются высокие требования: на ней не должно быть плен, рванин, закатов, продольных и поперечных трещин, на торцах - следов усадочной рыхлости. Если они есть, их удаляют, обрезая концы; если дефекты настольно значительны, что их удаление связано с нарушением требований к размерам и форме заготовок, их бракуют.
Нагрев заготовки перед прокаткой производят в методических печах различного типа. К числу факторов определяющих процесс нагрева, относятся температура нагрева, неравномерность нагрева по сечению и по длине, скорость и точность нагрева. Для стали каждой марки существует определенный интервал температур, в пределах которого может производиться прокатка. Если температура превышает предел, то может произойти пережог или перегрев металла; если температура ниже предела, то процесс затрудняется, так как увеличивается сопротивление деформации. При выборе температуры нагрева заготовки следует избегать возможности пережога и обезуглероживания металла.
Загрузку и продвижение заготовок в печи осуществляют толкателем; выдача нагретых до 1180-12000С заготовок по калибрам первой черновой клети осуществляется распределительным устройством барабанного типа. После распределителя заготовок установлены ножницы, которыми при необходимости обрезают передний конец заготовки или заготовки режут в скрап при аварии на стане.
Режим прокатки различных сталей устанавливают исходы из пластичности металла в данных условиях обработки с учетам сопротивления деформированию. Пластичность, т. е способность стали деформироваться без разрушения, определяется химическим составом стали и условиями, в которых производиться деформация, т.е. температурой и скоростью деформации, схемой напряженного состояния и др. Для оценки пластичности стали применяют различные методы: растяжение, осадку, кручение и другие.
На валках первых двух клетей черновой группы выполнены ручьи первых ящичных калибра, обеспечивающих хорошее удаление окалины. На валках остальных клетей черновой группы выполнены калибры системы овал - квадрат, ромб - квадрат. На валках промежуточной и чистовой группы клетей нарезаны ручьи калибров системы овал - квадрат. В валки последней чистовой рабочей клети задается овальный раскат, который после обжатия получает форму круга диаметром от 5,5-10мм. Готовый прокат со скоростью 12-30 м/с по водоожлаждаемым трубам поступает на моталки. За каждой чистовой группой клетей установлено по две моталки. Бунты катанки пластинчатым транспортером передаются к сбрасывающему устройству и навешиваются на крюки крюкового конвейера. После охлаждения бунты катанки снимают бунтосъемной машиной с крюкового конвейера, перевязываются в двух местах и поступают на пакетировочную машину.
Методы контроля готовой катанки
Методы контроля готовой продукции определяются требованиями, которые предъявляются к данному конкретному сорту катанки.
Перед отправкой катанки потребителю она подвергается испытаниям, которые определяют ее физико-химические и физико-механические свойства. Эти свойства зависят, прежде всего, от химического состава металла. Производят химический анализ стали, определяют ее составляющие, особенно содержание вредных элементов стали: серы, фосфора, газов и др.
Наряду с химическим составом металла важное значение имеет равномерность свойств его по сечению и по длине. Для определения этой характеристики применяют методы макро- и микроанализа структуры металла. Полученные при этом данные позволяют не только судить о равномерности строения металла, но и производить оценку соответствия структурных составляющих и величины зерна требования к готовой продукции.
Кроме того, в зависимости от требований технических условий и стандартов приводятся различного рода специальные испытания или, как их называют, технологические пробы, которые применяют в процессе конечного контроля.
Дефекты и другие недостатки сырья (катанки)
При производстве катанки дефекты возникают в результате нарушения технологии нагрева, прокатки и охлаждения.
Нагрев и пережог
При перегреве и пережог по существу происходит один и тот же процесс, но он различно протекает в зависимости от характера печной атмосферы. Поэтому зачастую бывает трудно установить границу между перегревом и пережогом.
Обезуглероживание
Одним из дефектов, снижающих прочность и усталость свойства готовых изделий, является обезуглероженный слой на их поверхности.
Допускаемая стандартами максимальная глубина общего обезуглероживания в зависимости от марки стали находиться в пределах 2-3 % от диаметра катанки. Обеспечить указанный предел не всегда удается, так как обезуглероженный слой располагается по сечению катанки неравномерно. Глубина обезуглероженного слоя на некоторых участках может превысить допустимые пределы и привести к брагу.
Контроль глубины обезуглероживания обычно производят металлографическим либо рентгеноструктурным способом. Последний был впервые применен на Белорецком металлургическом комбинате.
Дефекты профиля
Дефекты профиля катанки заключаются в том, что либо поперечное сечение не представляет собой правильного круга, либо на поверхности имеются уступы, заусенцы, закаты, царапины и риски, следы от выработки калибров.
Овальность.
Причинами овальности катанки является увеличенный либо уменьшенный разъем валков чистового калибра, колебания температуры металла, а также различное количество металла, поступающего из чистового овала.
Овальность профиля наблюдается и в продукции непрерывных проволочных станов. Причина этого дефекта заключается в переменных величинах напряжения между клетями и прежде всего между последними клетями чистовой группы. Так, уменьшение натяжения приводит к увеличению давления на валки и колебаниям «пружины» клетей, а также к увеличению уширения в калибре. Увеличение напряжения оказывает обратное действие.
Двусторонние заусенцы.
Этот дефект связан с поступлением в чистовой калибр излишнего количества металла из калибра чистового овала или с тем, что прокатку производят при пониженной температуре.
Двусторонние заусенцы на заднем и переднем концах катанки с непрерывных станов получаются при резком уменьшении натяжения. Устранить этот дефект можно только переходом на непрерывную прокатку.
Смещение валков в осевом направлении приводит к образованию на обоих боках профиля так называемых уступов.
Брак по скручиванию или свертыванию происходит при непараллельности валков, неправильной задаче раската овального сечения в чистовой калибр, а также при слишком широко установленных пропусках. Обычно этот дефект сопровождается образованием одностороннего заусенца.
Дефекты от настройки валковой арматуры возникает в основном при сдвиге вводных проводок в сторону от центрального положения, из-за чего овал в чистовом калибре прокатывается несимметрично относительно вертикальной оси калибра. Возникновение заусенца и степень выполнения противоположного бока профиля определяется величиной сдвига пропусков и количеством металла, поступающего из предчистового овального калибра.
Уступ на одном боку при кажущейся правильности другого бока образуется в том случае, когда верхний валок сдвинут по оси по отношению к нижнему и пропусковая коробка установлена несимметрично и смещена в сторону сдвига верхнего валка.
Волосовины - вытянувшиеся по направлению прокатки, не заварившиеся пузыри, также снижают механические свойства металла. Усадочные раковины и рыхлость - эти дефекты ослабляют сечение проволоки, приводят их к обрывам, понижают механические свойства.
Закаты чаще всего встречаются при прокатке по системе квадрат-овал. Обычно появление закатов на верхней и нижней поверхности катанки служит признаком переполнения овального или квадратного калибра, связанного либо с ошибочным выбором их размеров, либо с неправильной установкой валков. Устраняют закаты, тщательно настраивая валки, не допуская переполнения калибров во всех клетях.
Складки, риски, царапины. Довольно распространенным дефектом, особенно при прокатке катанки из малопластичных сталей по системе овал-квадрат, является образование складок (сборок, морщин). Этот дефект получается при прокатке квадрата в овальном калибре и тупого овала в квадратном калибре. Одним из наиболее рациональных способов устранения этого дефекта является отказ от применения системы калибровки валков овал- квадрат. Поэтому основные меры борьбы с этим дефектом при прокатке катанки сводятся к замене плоских овалов более полными, улучшению настройки валков и установки валковой арматуры, запрещению работы на выработанных калибрах, применению твердых, хорошо закаленных валков.