способствует успешное освоение разливки стали в заготовки квадратного и прямоугольного сечений, что имело распространение лишь в цветной металлургии. Непрерывное литье стальных заготовок длительное время не применялось из-за значительных трудностей вы¬полнения технологического процесса самой разливки. Однако этот процесс обеспечивает получение химически более однородной плотной заготовки, что резко повышает выход годного. Например, на слябах спокойной углеродистой стали выход годного выше на 20%, чем при разливке в изложницы. Вместе с тем исключается необходимость иметь отделение подготовки изложниц и поддонов, а также стрипперное от¬деление. Применение непрерывной разливки стали снижает себестоимость металлургического передела, так как при этом устраняется не¬обходимость в дорогостоящем оборудовании обжимных цехов, исклю¬чаются расходы на содержание обслуживающего и административного персонала. Установлено, что себестоимость проката в этих условиях снижается на 8...10% при улучшении во многих случаях механиче¬ских свойств и других характеристик стали..
Непрерывным литьем стали изготовляют слябы сечением до 300х2030, 300х2320 мм, квадратные заготовки сечением до 320х320 мм, а также круглые полые труб¬ные заготовки. Технологическая схема по¬лучения того или иного вида готового проката предусматри¬вает включение всех необходи¬мых последовательных операций обработки, начиная с подготов¬ки слитка или заготовки для нагрева и кончая завершающей отделкой и определением каче¬ства готового проката. Вместе с тем следует иметь в виду, что технология изготовления даже одного и того же вида изделия может в какой-то мере отличать¬ся, если производство его осуще¬ствляется на другом прокатном стане, хотя основные операции изготовления имеют много об¬щего.
К основным технологиче¬ским операциям любой техно¬логической схемы производства проката следует отнести: под¬готовку исходных материалов; нагрев перед прокаткой (кроме хо¬лодной прокатки, когда, однако, часто требуется другая операция — соответствующая термическая обработка); горячую и холодную про¬катку; калибровку и производство гнутых профилей; отделку с опе¬рациями резки, правки, термической обработки, удаления поверхно¬стных дефектов, травления и пр.
Волочение металла
Волочение металла — это протягивание изделия кругло¬го или фасонного профиля через отверстие волочильного очка (во¬локу), площадь выходного сечения которого меньше площади сечения исходного изделия. Волочение выполняется тяговым усилием, прило¬женным к переднему концу обрабатываемой заготовки. Данным спосо¬бом получают проволоку всех видов, прутки с высокой точностью по¬перечных размеров и трубы разнообразных сечений.
Обработка металла волочением находит широкое применение в металлургической, кабельной и машиностроительной промышленности. Волочением получают про¬волоку с минимальным диаметром 0,002 мм, прутки диаметром до 100 мм, причем не только круглого сечения, трубы главным образом небольшого диаметра и с тонкой стенкой. Волочением обрабатывают стали разнообразного химического состава, прецизионные сплавы, а также практически все цветные металлы (золото, серебро, медь, алюминий, и др.) и их сплавы. Изделия, полученные волочением, обладают высоким качеством поверхности и высокой точностью разме¬ров поперечного сечения. Если изделию требуется придать в основном эти характеристики, то такой вид обработки называют калибровкой.
Волочение чаще всего выполняют при комнатной температуре, когда пластическую деформацию большинства металлов сопровож¬дает наклеп. Это свойство в совокупности с термической обработкой, используют для повышения некоторых механических характеристик металла. Так, например, арматурная проволока диаметром 3...12 мм из углеродистой конструкционной, стали (0,70...0,90%С) при произ¬водстве ее волочением обеспечивает предел прочности 1400... 1900 МПа и предел текучести 1200... 1500 МПа.
Волочение выгодно отличается от механической обработки металла резанием (строганием), фрезерованием, обточкой и пр., так как при этом отсутствуют отходы металла в виде стружки, а сам процесс за¬метно производительнее и менее трудоемок.
Волочением можно изготовлять полые и сплошные изделия часто сложного поперечного сечения, производство которых другими спосо¬бами не всегда представляется возможным (например, тонкие изделия, прутки значительной длины).
При волочении ряда профилей (квадратный, треугольный, шести¬угольный и др.) используют составные волоки, которые отличаются высокой универсальностью, так как в одной и той же волоке, меняя профиль отверстия соответствующей перестановкой отдельных плас¬тин, можно получать различные размеры профиля. Кроме составных волок при произ¬водстве прутков и главным образом труб применяют шариковые и роликовые волоки. При получении профилей сложной формы при¬меняют дисковые волоки, в которых рабочие поверхности волочиль¬ного канала образуются поверхностями свободно вращающихся дис¬ков (неприводных валков-роликов).
В качестве исходного материала для волочения применяют ката¬ную и прессованную заготовки. При производстве алюминиевой, медной и другой проволоки в качестве исходной заготовки используют катанку, получаемую непосредственно из плавильной печи через кристаллизатор и непрерывный прокатный стан. Независимо от спо¬соба получения исходная заготовка перед волочением проходит тщательную предварительную подготовку, которая заключается в про¬ведении того или иного вида термической обработки, удалении ока¬лины и подготовке поверхности для закрепления и удержания на ней смазки в процессе волочения. Эти предварительные операции обеспе¬чивают нормальное выполнение пластической деформации в волочиль¬ном отверстии, способствуют получению высокого качества поверхности изделия, уменьшают усилие и энергию на волочение и снижают износ волочильного инструмента.
Термическая обработка металла перед волочением снимает наклеп, придает металлу необходимые пластические свойства, обеспечивает получение наиболее оптимальной структуры. Поэтому термическую обработку выбирают такой, чтобы в сочетании с пластической дефор¬мацией она обеспечивала максимальные механические и другие ха¬рактеристики обрабатываемого изделия. В зависимости от химиче¬ского состава металла и назначения продукта волочения применяют отжиг, нормализацию, закалку, патентирование. Патентирование применяют для углеродистых сталей. Процесс патентирования состоит в нагреве металла выше критической точки и охлаждении его в среде с температу¬рой 450…500°С. В качестве такой закалочной среды используют рас¬плавленный свинец или соли.
В процессе получения готового изделия волочением термическую обработку для снятия наклепа и улучшения структуры металла можно выполнять несколько раз в зависимости от размеров исходного и конечного продуктов обработки и окончательных его качественных показателей. Го¬товый продукт тоже можно подвергать окончательной термической обработке в целях придания металлу требуемых механических свойств и структуры.
При производстве проволоки и прутков волочением большое вни¬мание уделяют подготовке поверхности продукта обработки перед волочением. Удаление окалины в калибровочных и волочильных це¬хах производят механическим, химическим и электрохимическим способами, а также комбинациями этих способов. При механической очистке поверхности от окалины проволоку или пруток подвергают периодическим перегибам в разных плоскостях между роликами, после чего металл поступает на завершающую очистку стальными щетками. Такой способ экономически целесообразен, пригоден для очистки поверхности главным образом из углеродистой стали, ока¬лина которой при перегибах сравнительно легко разрушается и опа¬дает. Из механических способов, обеспечивающих достаточно успеш¬ную очистку поверхности металла, находит применение дробеструй¬ная обработка. Под действием ударов дроби из отбеленного чугуна. стального литья или высокопрочной мелко нарезанной стальной про¬волоки окалина на поверхности обрабатываемого изделия разрых¬ляется и удаляется. Этот способ очистки поверхности металла от ока¬лины во многих случаях не требует дополнительного травления и наиболее часто применяется в калибровочных цехах.
Химические способы удаления окалины получили широкое рас¬пространение благодаря своей надежности, хотя они менее эконо¬мичны по сравнению с механическими способами. Травление углеро¬дистых и ряда легированных сталей производят в серной или соляной кислотах. Высоколегированные стали (кислотоупорные, нержавеющие и др.) травят в смесях кислот (серная и соляная, серная и азотная и др.). Медь и ее сплавы травят в 5...10%-ной серной кислоте при темпера¬туре 30...60°С. Травление металла в кислотах для очистки от окалины обычно производят с добавлением в ванну присадок (ингибиторов травления), которые значительно уменьшают скорость растворения основного металла, но не влияют на скорость растворения окалины, что предот¬вращает перетравливание. Кроме того, присадки снижают диффузию водорода (Н2) в металл, уменьшают загазованность травильных от¬делений, улучшают условия труда.
Непосредственно после травления металл тщательно промывают для удаления остатков раствора кислоты, солей железа, шлама, тра¬вильной присадки, грязи. Промывку производят немедленно после травления, так как задержка ведет к высыханию травильной жид¬кости и выделению труднорастворимых солей железа. Обычно про¬мывку ведут сначала в горячей воде, что обеспечивает интенсивное растворение солей, а затем для лучшего удаления шлама — в струе холодной воды из шланга под давлением около 0,7 МПа.
После удаления окалины наносят подсмазочный слой, который должен хорошо удерживать смазку при волочении и способствовать предохранению налипания металла на рабочую поверхность волоки.
После травления, промывки, нанесения подсмазочного слоя металл сушат в специальных камерах