Файл: Металлургия Кировского завода сборник статей к 100-летию мартеновского производства на заводе (1874-1974)..pdf

характерны для мелкозернистой стали, а для крупнозернистой стали оптимальная температура закалки ниже. При предварительном улучше­ нии температура второй закалки может быть понижена с 930 до 900— 875° С. При сечении до 50 мм для стали ЗЗХС закалка может осущест­ вляться в масле или в воде, а для стали 38ХС применяется закалка в масле.

Рис. 5. Диаграмма частоты (в %) значений механических испытаний по сжатию и ударной вязкости полых валов из стали ЗЗХС при различных значениях временного сопро­ тивления.

Зависимость свойств стали ЗЗХС (плавка № 3022) от температуры отпуска показана на рис. 3. Термическая обработка проводилась на заготовках диаметром 50 мм и длиной 150 мм.

Диаграмма (рис. 4) показывает изменения свойств стали 4КХ (38ХС) от температуры отпуска. Исследованная сталь основной мартеновской плавки имела следующий химический состав: 0,38% С, 1,3% Si и 1,45% Сг. Термообработка проводилась на готовых образцах Менаже и разрывных образцах диаметром 11,3 мм при l= 5d.

206

Как видно из диаграммы, уровень механических свойств стали 38ХС высокий. Твердость и предел прочности практически не изменя­ ются при отпуске до 350° С, а ударная вязкость достигает максималь­ ного значения после отпуска при 250—300° С.

Как уже указывалось, основное назначение стали 38ХС — изготов­ ление закаливающихся шестерен. Рекомендуемая термическая обра­ ботка заключалась в первой закалке шестерен с еще ненарезанным зубом при 900—930° С и отпуске при 680° С. После данной термообра­ ботки следовали нарезка зубьев и окончательная закалка в масле при 880—900° С и отпуске 250-—280° С. Твердость шестерен была не ниже 48 HRC и практически находилась в пределах 51—55 HRC. Стойкость их на износ не ниже, чем шестерен из хромоникелевой стали.

На рис. 5 приведена диаграмма частоты в процентах значений ме­ ханических характеристик трубчатых осей диаметром 120 мм и толщи­ ной стенки 15 мм (ЗКХ). Трубы после прокатки подвергались нормали­ зации при 900° С, закалке при 900° С в горячей воде и отпуску при 600° С с охлаждением в теплой воде. Хромокремнистые стали восприим­ чивы к отпускной хрупкости. Эта восприимчивость в значительной сте­ пени зависит от условий выплавки, насыщенности активными приме­ сями и величины зерна. Для стали, раскисленной углеродом, марганцем и алюминием, отпускная хрупкость может практически не наблюдаться.

3. ВЫПЛАВКА ХРОМОКРЕМНИСТОЙ СТАЛИ

Плавки проводились в основных мартеновских, кислых мартенов­ ских и основных дуговых электропечах. Наиболее высокие характери-

Приме ча ние . Плавки мелкозернистые (величина зерна >6 7).

207

стики ударной вязкости наблюдались для основной электростали и основной мартеновской стали. Каждая плавка подвергалась плавочному контролю, данные о котором по стали 38ХС представлены в табл. 2.

Как видно из данных этой таблицы, при практически одинаковой пластичности плавки резко отличаются по ударной вязкости. Причина низкой вязкости стали кремневосстановителыгого процесса была уста­ новлена намного позже получения этих данных. Планка кремневосста­ новительным процессом в значительной степени способствует насыще­ нию металла активными кремнекислородными соединениями, сильно влияющими на вязкость закаленной и отпущенной стали. Для дости­ жения высокой вязкости и наименьшей восприимчивости к отпускной хрупкости следует применять бескремнистое раскисление, а кремний вводить в уже хорошо раскисленный металл.

Рис. 6. Влияние температуры отпуска на механические свой­ ства Si-Сг-Мо-стали. Закалка в масле при 930° С, выдержка 45 мин. Выдержка при отпуске 1 час. Образны из заготовки

диаметром 22 мм.

Хромокремнемолибденовая сталь. Введение молибдена в хромо­ кремнистые стали оказывает весьма значительное влияние на ее свой­ ства. Эффект влияния молибдена проявляется уже при малых (около 0,1%) содержаниях этого элемента. Практическое значение могут иметь хромокремнистые стали как с обычным, так и с повышенным содержа­ нием молибдена в пределах от 0,1 до 2 %.

Как видно из рис. 6 , представляющего собой диаграмму изменения механических свойств стали в зависимости от температуры отпуска, хромокремнемолибденовая сталь обладает высокой устойчивостью против отпуска и хорошими механическими свойствами.

208

меры ЦЗЛ А. А. Козловский, И. Д. Пичахчи, Н. Я. Белов, И. Г. Ориелович и инженеры прокатного цеха h\. А. Лишневский, С. Я. Кобилер

и др.

По инициативе И. Д. Пичахчи была разработана технология борьбы с флокенами методом замедленного охлаждения готового проката, для чего в прокатном цехе были сооружены неотапливаемые колодцы. Со­ блюдение этой технологии почти полностью ликвидировало брак по флокенам. Труднее обстояло дело с волосовинами. Волосовины материаль­ ного происхождения, являющиеся следствием выхода на поверхность в процессе прокатки подкорковых пузырей и их раскрытия, часто перемежаются с волосовинами и морщинами прокатного происхож­ дения.

Проблема борьбы с волосовинами в течение ряда лет находилась

вцентре внимания заводских инженеров, мартеновцев и прокатчиков.

Врезультате исследований были вскрыты некоторые закономерности образования волосовин. Так, было установлено, что весной и осенью число плавок, пораженных волосовинами, больше, чем летом и зимой. Объясняется это тем, что применение сырых шихтовых материалов приводит к увеличению загазованности стали, а следовательно, и « уве­ личению количества газовых пузырей.

Мартеновцы организовали тщательную сушку шихтовых материа­

лов. Была изменена система смазки изложниц. Прокатчики боролись с образованием волосовин прокатного происхождения улучшением ка­ чества нагрева металла и совершенствованием калибровки валков. Форма калибров менялась таким образом, чтобы не образовывались складки-морщины в процессе прокатки. Все эти мероприятия в конеч­ ном итоге резко снизили пораженность стали волосовинами, но пол­ ностью ликвидировать их не удалось.

Для некоторых марок сталей, особо склонных к образованию во­ лосных трещин, технология предусматривала сплошную зачистку по­ верхности. В 1940 г. в прокатном цехе были построены травильное от­ деление и участок зачистки проката. На участке зачистки было уста­ новлено 32 подвесных наждачно-зачистных станка, на которых производилась местная или сплошная зачистка дефектов проката.

Введение травления и наждачной зачистки поверхности обеспечило возможность производства качественного проката из высоколегирован­ ных сталей для нужд развивающегося машиностроения.

Большое значение для улучшения качества стали и повышения производительности труда имели совершенствование конструкции и уве­ личение веса сортовых прокатных слитков. Эта работа также произво­ дилась в содружестве между сталеплавильщиками, прокатчиками и исследователями ЦЗЛ. В результате кропотливой работы в течение ряда лет удалось увеличить вес сортового слитка с 750 до 2000 кг. Кроме того, решено было полностью отказаться от применения слит­ ков, расширяющихся книзу и не имеющих прибыльной надставки.

С целью применения слитков большего веса коллектив прокатчи­

212

ков вел работы как по совершенствованию калибровки валков и режи­ мов нагрева, так и по механизации трудоемких процессов.

К началу 60-х гг. на шеста сортопрокатных я двух листопрокатных станах прокатный цех выполнял заказы 495 предприятий страны. Сортамент проката состоял из 389 профилеразмеров, которые прока­ тывались из 100 марок сталей. По производству ряда сложных фасон­ ных профилей цех был в стране монополистом.

I. Прокатное производство до коренной реконструкции

Ранее прокатный цех состоял из 8 прокатных станов, расположен­ ных в двух рядом стоящих зданиях, образующих два отделения цеха. В отделении 1 (сталепрокатная мастерская), примыкающем к марте­ новскому цеху, были установлены тяжелые сортовые станы «700» и «820» (рис. 2). В отделении 2 (железопрокатная мастерская) распола­ гались сортовые станы «500», «370», «300», «240» и листовые станы «Трио Лаута» и «Дуо» тонколистовой.

1. Стан «820» (малый блюминг) был установлен в XIX в. Стан — двухвалковый, реверсивный, с приводом от паровой машины. Нагрева­ тельные устройства — методическая трехзонная печь с двусторонним нагревом, отапливаемая природным газом.

В 1959 г. была проведена реконструкция стана: установлены меха­ низированные рабочие столы, манипулятор с кантователем, механизи­ рованы нажимное устройство и уборка окалины.

Активное участие в разработке проекта модернизации и его осу­ ществлении принимали инженеры В. Ф. Грудинин, М . Д. Козин (рис. 3), А. М. Озерянский и механик М. А. Венедиктов.

Модернизация стана позволила значительно облегчить условия труда, на 50% увеличить производительность труда за счет примене­ ния более тяжелого (двухтонного) слитка и повысить качество проката.

На стане прокатывались слитки весом 1250 и 2020 кг на блюмсы квадратные сечением 160—225 мм и заготовку квадратную сечением

100—150 мм.

Стан обслуживала бригада в составе 23 человек. Технологический процесс прокатки был следующим. При помощи магнитного крана про­ изводилась посадка слитка в нагревательную печь, оборудованную винтовым толкателем. В зависимости от марки стали и типа слитка устанавливались продолжительность и температура нагрева. Нагретые слитки выдавались из печи с помощью выталкивателя и по транспорт­ ному рольгангу поступали на стан, где прокатывались на заданный профиль. Валки стана имели ящичные калибры. Режим обжатий и ко­ личество пропусков при прокатке зависели от марки стали, типа слитка и конечного профиля. После прокатки следовали резка готового проката дисковой пилой и ручное клеймение каждой нарезанной штуки.