Введення.
Предпрокатний нагрів і прокатка є не менш важливими качествоформірующімі технологічними операціями, ніж виплавка і розливання сталі. На стадії нагріву, поряд із впливом металургійних факторів, відбувається формування необхідної пластичності (здатності деформуватися без руйнування) і зниження опору стали пластичної деформації. Основними негативними факторами нагріву є: інтенсивне тепловий вплив розпечених пічних газів на холодну заготівлю при завантаженні її в піч і тривалий знаходження сталі в області високих температур (900 - 1250 В° С) в окислювальному атмосфері методичної печі. Прокатка супроводжується пластичною деформацією металу, причому відповідно до ГОСТ Р 51685-2000 загальна витяжка при прокатці рейок з неперервнолитих заготовок повинна бути не менше 9,6. При цьому істотну роль грають температурний режим, режим обтиснень і калібрування валків. Від їх раціонального вибору залежить еволюція більшості дефектів сталеплавильного походження. У Зокрема, внутрішні тріщини можуть отримати розвиток, вийти на поверхню, окислитись і привести до шлюбу поверхні рейок або заваритися при пластичній деформації із збереженням високих механічних властивостей металу в області колишнього дефекту. Крім трансформації наявних дефектів, прокатний переділ є джерелом власних дефектів, більшість з яких відноситься до розряду поверхневих. При визначенні дефектів прокатки використана широко розповсюджена термінологія, відповідна ГОСТ 21014-88.
1. Дефекти нагріву
1.1 Тріщини
При нагріванні безперервно литої заготовки з холодного посада, особливо в зимовий час, існує ймовірність виникнення порушень суцільності, пов'язаних з дією температурних напружень. У таких умовах утворюються холодні тріщини. Небезпечний з точки зору тріщиноутворення температурний інтервал 0 - 600 В° С відповідає методичної зоні нагрівальної печі. При більш високих температурах сталь стає пластичною і відбувається релаксація напруг. Найбільш згубним для якості металу наслідком дії температурних напружень є руйнування заготовки на частини, яке може відбуватися при охолодженні на складі або безпосередньо в печі і супроводжуватися шумовим ефектом (вибухом, тріском). У методичних печах разрушившиеся на частини заготовки провалюються між кроку балками і порушують подальший технологічно процес просування металу по печі; видалення їх, як правило, утруднено. При нагріванні поверхневі шари металу мають більш високу температуру, ніж центральні, і прагнуть до подовження, внутрішні шари перешкоджають цьому процесу. Відповідно, в поверхневих шарах виникають напруги стиснення, а в осьових - розтягування, найбільш небезпечні з погляду ймовірності тріщиноутворення. Залишкові напруження, що виникли в безперервно литих заготовках після охолодження, підсумовуються з тимчасовими напруженнями від нагрівання і підсилюють тим самим ймовірність тріщиноутворення саме в осьовій зоні безперервно литої заготовки, ослабленою порами, микротрещинами і лікватамі.
Внутрішні тріщини можуть стати причиною виникнення шпаківень або в процесі деформації утворити поверхневу тріщину. Той чи інший вид руйнування може виявлятися тільки після закінчення прокатки, як наприклад, розшарування шийки рейки, що приводить до поломки рейок в ролікоправільной машині і надійно идентифицируемое при ультразвукової дефектоскопії.
Встановлення факту утворення холодних тріщин від температурних напружень як першопричини інших дефектів, зокрема поломки рейок в ролікоправільной машині, в більшості випадків утруднено.
Це викликано тісним зв'язком і взаємним впливом ряду факторів. Внутрішні тріщини можуть утворитися як під впливом тільки сумарної величини залишкових і тимчасових напруг, так і безпосередньо від дефектів сліткового походження. На практиці зустрічаються випадки як раз спільного впливу цих факторів, і встановити домінуючу роль одного з них в деяких випадках не представляється можливим.
Заходи попередження виникнення тріщин від температурних напружень наступні: уповільнене охолодження безперервно литої заготовки після розливання аж до атмосферних температур, транспортування теплих заготовок у вагонах-термосах, теплий (200 - 400 В° С) або гарячий посад безперервно литої заготовки в методичну піч, підтримання температури відхідних газів в методичній зоні печі при холодному посаді безперервно литої заготовки на рівні не більше 600 - 700 В° С.
1.2 Окислення (окалинообразования)
У загальному випадку під окисленням стали розуміють процес взаємодії газів (повітря, продуктів згоряння палива або контрольованої атмосфери) з залізом, що супроводжується утворенням шару оксидів (окалини) на поверхні металу. Стосовно до нагріванню сталі в полум'яних печах перед обробкою тиском основними окисними газами є: вуглекислий газ (СО 2 ), кисень (О 2 ), водяна пара (Н 2 О), діоксид сірки (SО ...
