yandex.metrica
Прокатное производство

Режимы охлаждения металла

Основная масса металла, прокатываемого в горячем со­стоянии, охлаждается на холодильниках или на воздухе в штабелях. Однако некоторые средне- и высокоуглеродистые, низко- и высоколегированные стали и сплавы требу­ют после горячей прокатки регулируемого охлаждения, главным образом замедленного. Это вызвано необходимо­стью предохранить прокат от образования поверхностных и внутренних трещин, а также для того, чтобы снять оста­точные напряжения и получить необходимую структуру и механические свойства металла. В зависимости от состава, предъявляемых требований, склонности к образованию по­роков, связанных с охлаждением, сталь после прокатки охлаждают по различным режимам.

Обычное охлаждение металла производится на воздухе, на стеллажах, на холодильниках. Основное требование при обычном охлаждении — как можно быстрее достичь охлаж­дения стали. Для этой цели прокатанные полосы уклады­вают в один ряд, часто с промежутками между ними.

Некоторые марки стали, например рессорную, которая должна поставляться с определенной твердостью, охлажда­ют на стеллажах таким образом, что полосы, поставлен­ные на ребро и прижатые одна к другой, передвигаются по холодильнику в один ряд по высоте. При охлаждении про­ката с образованием сплошной массы обычно удается получитъ требуемую твердость. При охлаждении полос при поштучной укладке твердость получается более высокой, чем это требуется. Охлаждение сортовой стали проводят на воздухе и на холодильниках.

Конструкция и размеры холодильников должны обеспе­чивать охлаждение прокатываемого металла до 50°С и ниже.

Продолжительность охлаждения полос определяют по формулеМ. Я. Бровмана

Tохл = 0,537θп•Ст/(Fт•Gп).                                                                                (84)

где Тохл — время охлаждения, ч; θп — масса одной поло­сы, кг; Ст — теплопроводность металла, Дж/(кг-град); Gп — постоянная лучеиспускания [Gп=18,5 Дж/(м2-град)]; Fт — теплоотводящая поверхность, м2.

Заготовки и блюмы легированных сталей охлаждают в штабелях и пакетах на воздухе. В связи с уменьшением скорости охлаждения снижаются напряжения в металле, что исключает возможность появления трещин и, кроме то­го, приводит к уменьшению твердости стали. Последнее об­легчает удаление поверхностных пороков при их вырубке и устраняет опасность возникновения дефектов при огневой закалке.

Замедленный режим охлаждения применяют для креп­ких и легированных флокеночувствительных сталей. Охлаж­дение осуществляют в проходных отапливаемых печах, отапливаемых и неотапливаемых ямах и коробах. Медлен­ное охлаждение начиная с 800—900 °С обеспечивает вы­равнивание температуры по сечению профиля и устраняет внутренние напряжения после прокатки. Для замедленно охлаждаемой стали обычно применяют изотермический ре­жим: выдержка при 600—750 °С, а затем охлаждение на воздухе.

Ускоренный режим охлаждения используют для катан­ки и листа перед сматыванием в бунты и рулоны с целью получения определенной структуры и уменьшения окалинообразовання. Применяют также водяное охлаждение в трубках или на рольгангах. Регулируемое ускоренное охлаждение водой и на воздухе листа и ленты из различ­ных сталей до 700—500 °С перед сматыванием в рулоны осуществляют с целью получения наиболее благоприятной и равномерной структуры. Охлаждение водой высокоуглеродистых и легированных сталей (УД, У12, ШХ15 и др.) производят для превращения образования карбидной сетки.

Быстрый (термоупрочняющий) режим охлаждения обеспечивает закалку с последующим режимом самоотпуска с прокатного нагрева. С этой целью применяют регули­руемые системы быстрого охлаждения водой.