Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛУФАБРИКАТА ДЛЯ ПРОКАТНОГО ПЕРЕДЕЛА
СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛУФАБРИКАТА ДЛЯ ПРОКАТНОГО ПЕРЕДЕЛА

СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛУФАБРИКАТА ДЛЯ ПРОКАТНОГО ПЕРЕДЕЛА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: для поверхностной обработки полуфабриката для прокатного передела с целью получения защитного слоя, способного сохранять функциональные свойства в готовом прокате. Сущность: способ заключается в расплавлении поверхностного слоя движущегося полуфабриката с помощью кислородной струи и введении в ванну расплавленного металла порошкового легирующего материала посредством газовой струи. Газовую струю с легирующим материалом направляют в переднюю по ходу движения полуфабриката область ванны. Обработку ведут при начальной температуре полуфабриката 900 1350°С. Предпочтительный угол наклона кислородной струи к поверхности полуфабриката составляет 75 90°. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2044106
Класс(ы) патента: C23C10/28, B23K5/18
Номер заявки: 93029060/02
Дата подачи заявки: 10.06.1993
Дата публикации: 20.09.1995
Заявитель(и): Акционерное общество закрытого типа "Уральская инвестиционная компания"
Автор(ы): Гольдштейн В.Я.; Катаевский Г.А.; Лузин Е.А.; Комиссарова Т.А.; Мизин В.Г.; Белогловский Я.Ш.; Белогловский С.Я.
Патентообладатель(и): Индивидуальное частное предприятие "Фирма БГФ"
Описание изобретения: Изобретение относится к черной металлургии и касается поверхностной обработки полуфабриката для прокатного передела для получения защитного слоя, способного сохранять его функциональные свойства в процессе прокатного передела и в готовом прокате.
Из уровня техники известен способ поверхностной обработки полуфабриката для прокатного передела, включающий расплавление поверхностного слоя поступательно перемещаемого в горизонтальной плоскости полуфабриката путем подачи на его поверхность под заданным углом кислородной струи и введение в ванну расплавленного металла порошкового легирующего материала посредством газовой струи. Газовую струю с легирующим материалом направляют в заднюю по ходу движения полуфабриката область ванны. Обработку ведут при начальной температуре полуфабриката менее 900оС, а угол наклона кислородной струи к поверхности полуфабриката составляет 30-60о.
Этот способ позволяет уменьшить неравномерность толщины легированного слоя, но результирующая его толщина остается недостаточной с точки зрения надежного сохранения в готовом прокате функциональных свойств защитного слоя. Причина этого, как установлено исследованиями, заключается в том, что при указанной начальной температуре полуфабриката недостаточна интенсивность диффузионного процесса в пограничном слое между твердой основой и расплавом. Помимо этого, при указанном угле наклона кислородной струи значительная часть вводимого легирующего материала уносится результирующим газовым потоком, не участвуя в процессе легирования, что также ограничивает достигаемую толщину легированного слоя. Попытки увеличения количества вводимого легирующего материала приводят не только к неоправданному его расходу, но и к возможному избыточному его содержанию в поверхностном сплаве. Это может приводить при последующем прокатном переделе к образованию поверхностных дефектов, ухудшающих функциональные свойства защитного слоя, вследствие снижения способности воспринимать термодеформационные нагрузки при горячей прокатке. Кроме того, при указанном угле наклона кислородной струи велики потери основного металла, составляющие 4-6 мм по толщине полуфабриката.
Цель изобретения увеличить толщину легированного слоя и тем самым повысить надежность сохранения его функциональных свойств в готовом прокате, а также уменьшить потери основного металла в процессе поверхностной обработки.
Эта цель достигается тем, что в способе поверхностной обработки полуфабриката для прокатного передела, включающем расплавление поверхностного слоя поступательно перемещаемого в горизонтальной плоскости полуфабриката путем подачи на его поверхность под заданным углом кислородной струи и введение в ванну расплавленного металла порошкового легирующего материала посредством газовой струи, газовую струю с легирующим материалом направляют в переднюю по ходу движения полуфабриката область ванны, а обработку ведут при начальной температуре полуфабриката 900-1350оС. Благодаря этому значительно повышается интенсивность диффузионного процесса в пограничном слое между твердой основой и расплавом, содержащим легирующий компонент, что приводит к увеличению результирующей толщины легированного слоя. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения угол наклона кислородной струи к поверхности полуфабриката составляет 75-90о. Благодаря этому существенно сокращается унос легирующего материала результирующим газовым потоком и соответственно большая его часть участвует в процессе легирования, способствуя увеличению достигаемой толщины легированного слоя. При этом уменьшаются потери основного металла по толщине полуфабриката.
Изобретение поясняется чертежом.
Способ поверхностной обработки полуфабриката 1 для прокатного передела включает расплавление поверхностного слоя поступательно перемещаемого в горизонтальной плоскости полуфабриката 1 по всей его ширине путем подачи на его поверхность 2 под углом кислородной струи 3 из сопла 4 и введение в ванну 5 расплавленного металла порошкового легирующего материала посредством газовой струи 6 из сопла 7, которую направляют в переднюю по ходу движения полуфабриката 1, указанному стрелкой А, область 8 ванны 5.
Поверхностную обработку ведут при начальной характеристической температуре полуфабриката 1 в пределах 900-1350оС. Угол α может иметь в данном варианте величину, например 60о. Толщина получаемого легированного слоя 9 увеличивается и составляет 1,20-2,00 мм. Поверхностная обработка при начальной температуре полуфабриката 1 менее 900оС нецелесо- образна, т.к. достигаемый эффект повышения толщины легированного слоя сравнительно невелик и не оправдывает соответствующих энергозатрат. Начальная температура полуфабриката 1 более 1350оС также нецелесообразна, т.к. при этом резко уменьшается максимальная достигаемая толщина легированного слоя вследствие выгорания значительной части подаваемого легирующего материала (см. таблицу).
В качестве полуфабриката 1 могут быть взяты блюм или сляб, или промежуточный полупродукт для дальнейшего прокатного передела преимущественно в листовой или полосовой прокат. Поверхностной обработке согласно изобретению могут подвергаться преимущественно стали и сплавы на железной основе. В качестве порошкового легирующего материала могут использоваться образующие с железом твердые растворы замещения традиционные металлические и неметаллические материалы и их композиции, обычно используемые для получения известными методами защитных покрытий на стальных заготовках изделиях, в частности, материалы, содержащие алюминий, кремний, хром и др. В качестве транспортирующего газа для подачи порошкового легирующего материала используют преимущественно воздух, а также применяемые в черной металлургии нейтральные газы. Поверхностная обработка может производиться как с одной, так и последовательно с обеих сторон полуфабриката 1 с его переворачиванием и, при необходимости, с промежуточным подогревом до заданной характеристической температуры. Угол α наклона кислородной струи 3 к поверхности 2 полуфабриката 1, а именно к направлению его перемещения по стрелке А, составляет 75-90о, что существенно больше по сравнению с соответствующим углом, известным из уровня техники. Угол β между осями кислородной 3 и газовой 6 струй может составлять, в соответствии с уровнем техники, 10-15о. Толщина получаемого легированного слоя 9 составляет 1,40-2,85 мм (см. таблицу). Дальнейшее увеличение угла α сверх 90о нецелесообразно, т.к. это привело бы к неоправданно большой потере легирующего материала. При указанном диапазоне величин угла α потери основного металла по толщине полуфабриката 1 существенно уменьшаются по сравнению с уровнем техники и составляют 2-3 мм.
П р и м е р. Способ осуществляли на экспериментальной установке. Односторонней поверхностной обработке подвергали полуфабрикат из стали 20 с размерами 25 х 100 х 400 мм. Легирующий материал алюминий в порошке гранулометрического состава 200-400 мкм.
Режим обработки: скорость движения полуфабриката 0,07-0,15 м/с; расход легирую- щего материала 300-500 гс/м2; расход кислорода 150-200 м3/ч; расход воздуха 15-20 м3/ч; длина струи кис- лорода 100 мм; потери основного металла по толщи- не полуфабриката 2-3 мм; содержание алюми- ния в легированном слое 5-25%
Другие параметры и сравнительные результаты поверхностной обработки приведены в таблице.
Формула изобретения: 1. СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛУФАБРИКАТА ДЛЯ ПРОКАТНОГО ПЕРЕДЕЛА, включающий расплавление поверхностного слоя поступательно перемещаемого в горизонтальной плоскости полуфабриката путем подачи на его поверхность под заданным углом кислородной струи и введение в ванну расплавленного металла порошкового легирующего материала посредством газовой струи, отличающийся тем, что газовую струю с легирующим материалом направляют в переднюю по ходу движения полуфабриката область ванны, а обработку ведут при начальной температуре полуфабриката 900 1350oС.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что угол наклона кислородной струи к поверхности полуфабриката составляет 75 90o.