Файл: Эстрин, Б. М. Производство и применение контролируемых атмосфер (при термической обработке стали).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 110

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Г л а в а XI X

ОТЖИГ ЭЛЕКТРОСВАРНЫХ ТРУБ ИЗ СТАЛИ 10 В ПРОХОДНОЙ ПЕЧИ С ЗАЩИТНОЙ АТМОСФЕРОЙ

Замена труб, полученных холодной прокаткой или хо­ лодным волочением, электросварочными трубами пред­ ставляют большой интерес с экономической точки зре­

ния. До недавнего времени

такая

замена тормозилась

низким качеством шва.

 

 

Термическая обработка

труб

(температура 950—

1000° С, выдержка ~ 20 мин)

позволяет получить необхо­

димое по ГОСТ 10705—63 сочетание механических и тех­ нологических свойств на тонкостенных электросварных трубах.

При этом, однако, потери металла с окалиной дости­ гали 4,4—6%, а качество поверхности получалось низ­ ким. В результате применение труб было ограниченным.

Только термическая обработка в защитной атмосфере позволила получить высококачественную внутреннюю и наружную поверхности труб.

Процесс был освоен на Первоуральском старотруб­ ном заводе [60] в проходной электропечи типа ОКБ854Б (рис. 107), с рольганговым подом, реконструиро­ ванной по проекту Центроэнергочермета.

Для обеспечения продувки труб перед их поступлени­ ем в печь необходимо, чтобы в ней было избыточное дав­ ление порядка 0,3—0,4 мм вод. ст. Такое давление легко получить в печах со шлюзами, снабженными клиновыми задвижками. В производстве труб применение этих печей связано с неудобствами в эксплуатации. В случае откры­ тых дверных проемов при указанном давлении в печи требуется большой расход газа.

Всвязи с этим в печи предусмотрены газовая (на сто­ роне выдачи труб) и пламенная (на.стороне входа труб) завесы, позволившие необходимое давление обеспечить при относительно малом расходе защитного газа (300— 36.Q м3 /ч).

Вкачестве последнего использования газ, получен­ ный каталитическим сжиганием аммиака в установках

типа КСА-Ц40, созданных Центроэнергочерметом (см. гл. V) .

Защитный газ подается на стыке камер нагрева и ох­ лаждения. Примерно ! /з общего количества поступает в

329


Со

со

о

шг

5

+8

 

 

• • — ^

Yv-*

 

 

 

 

 

Н

 

 

— О - . - О - - '

 

 

 

 

 

J

Л?

15

20

25

 

Т.?

T.1D

T.II

 

Время от начала испытания, сутки

 

 

 

 

Рис.

107. П р о х о д н а я

электропечь

с рольганговым

подом для термической обработки т р у б в защитной

атмосфере:

 

 

а — схема расположения точек

(Т.0—11)

отбора

проб газа из рабочего пространства

проходной печи: ГЗ и ПЗ — соответственно

га­

зовые и пламенные

завесы; 3 — входная

заслонка; б — изменение влажности (в точках

Т.2, 3 и 5 — с м . рис. 107 а) газовой среды

по

ходу

дегазации кладки; в — влажность газовой

среды в печи (в точках Т.0—11) при установившемся

режиме работы

 

 


Т а б л и ц а 27

Распределение давления и содержания 0 2 и Н2 в рабочем объеме печи

Номера

0

 

о

3

'1

б

7

10

и

Под

точек

 

печн

Давление,

0,42— 0,8— 0,45

0,4

0,42—

0,4

0,4

0,3—

0,07—

мм вод. ст.

0,45

1,2

 

 

 

0,55

 

 

0,35

0,3

Содер­

5—6

6,7—

5,9—

5.8—

7,4

6,5—

7,3

7,3

7,3

4

жание по

 

7

6,6

6,8

 

6,8

 

 

 

 

объему

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

водоро­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

да, %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содер­

 

 

1—3

2—4

 

2—4

2—4

 

30

4—

жание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

кислоро­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

да, ю-3 %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

узел газовой завесы, размещенной в тамбуре на выходе труб из печи.

Распределение давления и содержания кислорода и водорода в рабочем объеме печи и камеры охлаждения приведены в табл. 27 (положение точек см. на рис. 107).

Сравнение структуры и свойств электросварных труб после термической обработки в атмосфере защитного га­ за и воздуха дало следующие результаты.

Микроструктура основного металла труб и шва в обо­ их случаях представляет собой феррит и перлит с баллом по величине зерна б—8 (шкала ГОСТ 5639—65) для ос­ новного металла н 8—9 для металла швов. На образцах сварного шва методом вакуумированного плавления бы­ ло определено содержание кислорода, водорода и азота (табл. 28) до термической обработки в защитной атмос­ фере и после нее.

Общее количество экстрагированных газов до тер­

мической обработки и после

нее составляло

соответст­

венно 23,6 и 34,0 см3 /100 г.

 

 

Предполагалось, что при ускоренном охлаждении труб

азот, поглощенный металлом из защитной

атмосферы,

может фиксироваться в твердом растворе.

 

Провоцирующий отпуск

(250° С, выдержка 1 ч) об­

разцов, обработанных в защитной атмосфере, однако, не дал выпадения нитридов.

331


Исследовали также изменение механических и техно­ логических (сплющивание п раздача по требованиям ГОСТ 10705—63) свойств труб 25X2 мм, обработанных в атмосфере воздуха и защитного газа после естествен­ ного старения (через 31 день после термической обра­ ботки). Результаты испытания механических свойств по­ казаны на рис. 108.

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Воздух

 

 

 

 

 

 

/

/

\

Защитныйгаз

 

 

 

\V ц

 

 

г*

у

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ч

J

г

 

/ Л

 

 

 

 

 

 

Л

 

/

 

 

 

 

 

 

I

1

 

 

А

 

 

 

 

 

 

43 X

 

/

Г

\

 

 

 

 

 

4? Ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

~5

 

 

9

13

17

21

 

23

 

29

 

Продолжительность испытания, сутки

 

34,0-

38,0-

44,5-

50,5-

<-24

24,5- 30,5- 35,3-

40,5->45

37,5

44,0

50,0

55,0

 

30,0

35,0

40,0

45,0

 

 

бв,кгс/мм2

 

 

 

 

д5,%

 

 

Рис. 108. Изменение механических свойств

труб

после термической

обработ ­

ки на в о з д у х е и в защитной

атмосфере:

 

 

 

 

 

а — при

естественном

старении; б — частотное

распределение механических

свойств;

/ — защитный

газ; 2 воздух

 

 

 

 

 

332