13 Mar. 2020 (Friday 10:26)

АННОТАЦИИ К СТАТЬЯМ, ОПУБЛИКОВАННЫМ В БЮЛЛЕТЕНЕ "ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ" 2020 № 02

УДК 669.1:658

ТЕНДЕНЦИИ ЭКСПОРТА И ИМПОРТА ПРОДУКЦИИ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ РОССИИ ЗА 9 мес. 2019 г.

Н. Г. ЗИНОВЬЕВА, главный научный сотрудник, zinovieva@chermetinfo.com(ОАО “Черметинформация”, Россия, г. Москва)

Аннотация. Представлена структура российского экспорта и импорта продукции черной металлургии по итогам 9 мес. 2019 г. Показано, что в экспорте черных металлов из России суммарная доля чугуна, ферросплавов и полуфабрикатов (40,3 %) практически равна доле проката и стальных труб (39,4 %), в то время как в структуре импорта — 7,7 и 65 % соответственно. В российском экспорте и импорте готового стального проката (в натуральном выражении) доля дальнего зарубежья составила 80,6, и 28,7 %, а стран СНГ — 19,4 и 71,3 % соответственно. За 9 мес. 2019 г. российский экспорт полуфабрикатов сократился по сравнению с аналогичным периодом 2018 г. на 10,9 % и составил 10,9 млн т. 54,6 % общего объема экспортных отгрузок полуфабрикатов были направлены в Мексику, Турцию, Египет и Тайвань. В ближайшие годы на российский экспорт полуфабрикатов, в частности заготовки, будет оказывать влияние дальнейшее развитие производства в странах Ближнего Востока, Турции, Вьетнаме, Индии. Для многих российских компаний внутренний рынок оставался более привлекательным. За 9 мес. 2019 г. экспорт сортового и листового проката составил 3 и 5,7 млн т соответственно, снизившись по сравнению с аналогичным периодом прошлого года на 11 и 15,6 %. Импорт сортового и листового проката уменьшился на 12 и 0,5%, составив 1,0 и 2,9 млн т соответственно. По итогам 9 мес. 2019 г. сократился импорт и выросли экспортные отгрузки листа с покрытиями. Учитывая расширение российскими предприятиями марочного сортамента, увеличение мощностей по выпуску листового проката с различными видами покрытий, вероятно, что такая тенденция сохранится.

Ключевые слова:черная металлургия России, экспорт, импорт металлопродукции, чугун, ферросплавы, полуфабрикаты, сортовой прокат, листовой прокат, лист с покрытиями.

Ссылка для цитирования:Зиновьева Н.Г. Тенденции экспорта и импорта продукции черной металлургии России за 9 мес. 2019 г. // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 2. С. 107–112

Doi:10.32339/0135-5910-2020-2-107-112

 

TENDENCIES OF EXPORT AND IMPORT OF STEEL INDUSTRY PRODUCTS OF RUSSIA WITHIN 9 months of 2019

N. G. ZINOV’EVA, Chief Research Assistant, zinovieva@chermetinfo.com(OJSC “Chermetinformatsia”, Russia, Moscow)

Abstract. Structure of the Russian export and import of steel industry products presented by results of 9 months of 2019 operation. It was shown, that the total share of pig iron, ferroalloys and semi-products (40.3%) in the ferrous metals export from Russia is practically the same as the share of rolled products and steel pipes (39.4%), whereas the shares in the import structure were 7.7 and 75% accordingly. The share the far abroad countries in the Russian export and import of finished steel products (in natural terms) accounted for 80.6 and 28.7% accordingly, while the share of CIS countries – 19.4 and 71.3% accordingly. For 9 months of 2019 the Russian export of semi-products declined by 10.9% comparing with the analogue period of 2018 and accounted for 10.9 m tons. 54.6% of the total export shipping of semi-products were directed to Mexico, Turkey, Egypt and Taiwan. Within the nearest years the Russian export of semi-products and billets, in particular, will be effected by the further development of the semi-products production in in the countries of Middle East, Turkey, Vietnam and India. The domestic market remained to be more attractive for many Russian companies. For the 9 months of 2019, export of long and flat products accounted for 3 and 5.7 m tons accordingly, declining comparing with the analogue period of the previous year by 11 and 15.6% accordingly. Import of long and flat products decreased by 12 and 0.5%, accounting for 1.0 and 2.9 m tons accordingly. By the results of 9 months of 2019, import declined and export shipping of coated sheet increased. Taking into account the expansion of steel grades assortment by Russian plants, increase of capacities for production of sheet with different coatings, this tendency is likely to remain.

Key words:steel industry of Russia, export, import of metal products, pig iron, ferroalloys, semi-products, long products, flat products, sheet with coatings.

For citation: Zinov’eva N.G. Tendencies of export and import of steel industry products of Russia within 9 months of 2019. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 2, pp. 107–112 (In Russ.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-2-107-112


УДК 622.781

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ БЕНТОНИТОВЫХ ГЛИН НА ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ОКАТЫШЕЙ

Ф. М. ЖУРАВЛЕВ, канд. техн. наук, доцент кафедры металлургических технологий; Е. В. ЧУПРИНОВ, канд. техн. наук, доцент кафедры металлургических технологий; В. П. ЛЯЛЮК, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедры металлургических технологий; Д. А. КАССИМ, канд. техн. наук, доцент кафедры металлургических технологий; И. А. ЛЯХОВА, канд. техн. наук, доцент кафедры химических технологий и инженерии (Криворожский металлургический институт, Украина, г. Кривой Рог)

Аннотация. Качество железорудных окатышей зависит от многих факторов, включая вид и свойства связующих материалов, в частности бентонитовых глин.Осуществлены лабораторные исследования разных по минералогическому составу и обменному ионному комплексу бентонитовых глин. Для оценки металлургических характеристик окатышей, полученных с применением различных видов связующих, определены их влажность, прочность при сжатии сырых и сухих окатышей, количество сбрасываний без разрушения сырых окатышей и температура “шока”. Проведенные испытания показали, что прочность на удар и сопротивление сжатию сырых окатышей при несколько повышенном удельном расходе черкасского щелочноземельного бентонита не уступает таким же свойствам окатышей, полученных с использованием в качестве связующего щелочного сарыгюхского бентонита. Показано, что благоприятной для обеспечения хорошего качества сырых окатышей разновидностью глин Черкасского месторождения являются глины IV слоя, представляющие собой естественную смесь щелочноземельного бентонита II слоя и палыгорскита III слоя. Испытания композиционных смесей глин IV со II и II с III слоем показали, что качество сырых окатышей с черкасским бентонитом несколько хуже, чем с сарыгюхским, однако абсолютные значения их показателей качества удовлетворяют предъявленным промышленностью требованиям. Осуществлены испытания окомкования шихт с различной влажностью при добавке 0,5 % щелочного бентонита и смеси глин IV и II слоев Черкасского месторождения. Показано, что с увеличением влажности у окатышей с обоими видами связующих добавок повышаются динамическая прочность, пористость и температура “шока” при минимальной разнице абсолютных значений показателей. Для подтверждения возможности использования щелочноземельного бентонита Черкасского месторождения (II–III–IV слоев) в производстве окатышей необходимо провести сравнительные промышленные испытания на окомковательной фабрике (например, СевГОК), использующей концентрат и техническую воду повышенной жесткости.

Ключевые слова: производство железорудных окатышей,металлургические характеристики окатышей, щелочноземельные и щелочные бентонитовые глины, композиционные смеси глин.

Ссылка для цитирования:Журавлев Ф.М., Чупринов Е.В., Лялюк В.П., Кассим Д.А., Ляхова И.А. Исследование влияния бентонитовых глин на показатели качества окатышей // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 2. С. 116-122

Doi:10.32339/0135-5910-2020-2-116-122

STUDY OF BENTONITE CLAYS INFLUENCE ON QUALITY INDICATORS OF PELLETS

F. M. ZHURAVLEV, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Metallurgical technologies”; E. V. CHUPRINOV, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Metallurgical Technologies”; V. P. LYALYUK, HD (Tech.), Prof., Head of Dpt. “Metallurgical Technologies”; D. A. KASSIM, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Metallurgical Technologies”; I. A. LYAKHOVA, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Chemical technologies and engineering” (Kryvoy Rog Metallurgical Institute, Ukraine, Krivoy Rog)

Abstract.Quality of iron ore pellets depends on many factors, including the type and properties of binding materials, in particular, bentonite clays. Laboratory studies of bentonite clays, differing by mineralogical composition and exchange ion complex. To assess the metallurgical characteristics of the pellets obtained with various kinds of binders, the moisture of the pellets, the compressive strength of the wet and dry pellets, the number of the wet pellets discards without destroying, and the “shock” temperature were determined. The carried out tests have shown that the impact strength and compression resistance of wet pellets at a slightly increased specific consumption of bentonite of cherkasy alkaline-earth bentonite does not concede to the correspondent properties of pellets with application of alkaline saryugyshsky bentonite as the binder. It was shown that clays of the IV layer, which are a natural mixture of alkaline-earth bentonite of the II layer and palygorskite III layer of the Cherkassky deposit, are favorable, to ensure good quality of the raw pellets. Tests of composite mixtures of clays IV with II and II with III layers showed that the quality of raw pellets with cherkassky bentonite is slightly worse comparing with sarygyuhsky one, however, the absolute values of their indicators satisfy the industry requirements. Tests of pelletizing of charges with different wetness, with the addition of 0.5% alkaline bentonite and a mixture of clays of the IV and II layers of the cherkassky deposit were carried out. It was shown, that with wetness increasing, pellets with both types of binder additives show the increase of the dynamic strength, porosity and temperature of the “shock” with a minimum difference in the absolute values of indicators with different binders. For confirmation of the possibility of using alkaline-earth bentonite of the Cherkassky deposit (II–III–IV layers) in the production of pellets, it is necessary to accomplish comparative industrial tests at a pelletizing plant (for example, at SevGOK), which uses a concentrate and industrial water of increased hardness.

Keywords:production of iron of pellets, metallurgical characteristics of pellets, alkaline-earth and alkaline bentonite clays, composition clays mixtures.

For citation: Zhuravlev F.M., Chuprinov E.V., Lyalyuk V.P., Kassim D.A., Lyakhova I.A.Study of bentonite clays influence on quality of indicators of pellets. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 2, pp. 116-122 (In Russ.).

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-2-116-122


УДК 669.162.261.3:621.311.16

РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ НОВЫХ ПОДХОДОВ К ДИАГНОСТИКЕ И УПРАВЛЕНИЮ ДОМЕННОЙ ПЛАВКОЙ

Ю. С. СЕМЕНОВ,канд. техн. наук, старший научный сотрудник отдела технологического оборудования и систем управления, yuriy.semenov.isi@gmail.com(Институт черной металлургии им. З.И. Некрасова НАН Украины, Украина, г. Днепр)

Аннотация. В условиях нестабильности обеспечения качественными шихтовыми материалами и технологическим топливом для достижения приемлемых технико-экономических показателей доменной плавки становится актуальной разработка новых эффективных способов управления ее процессами. Представлены результаты исследований, выполненных на ДП № 3 Енакиевского металлургического завода (ЕМЗ), Украина, с октября 2011 г. по декабрь 2016 г., в которых использовали различные топливные добавки к дутью в широких диапазонах их изменения, а состав шихтовых материалов характеризовался многокомпонентностью и переменным качеством. В составе шихты применяли различные добавки: железная руда, известняк, конвертерный шлак, брикеты из отсева окатышей, марганецсодержащие добавки. Обоснован новый подход к выбору рациональных программ загрузки, обеспечивающий стабильный экономичный ход печи при изменении технологических условий плавки. Впервые разработаны температурные показатели оценки распределения газового потока по радиусу печи, установлены рациональные диапазоны их изменения при работе в различных газодинамических и топливных условиях, сформулированы требования к распределению температур газового потока по радиусу печи. На основе анализа информации о температуре футеровки по высоте печи за пять лет эксплуатации ДП № 3 ЕМЗ установлены ее значения, указывающие на частичную или полную выработку футеровки середины и верха шахты. Для футеровки низа шахты, распара и заплечиков установлены температура, свидетельствующая об образовании в нижней зоне неустойчивого защитного гарнисажа, и температура, характеризующая его полное отсутствие. Исследовано влияние дутьевого режима при использовании увеличенного количества пара, природного газа и пылеугольного топлива на изменение распределения температуры периферийного газового потока по высоте печи от фурменной зоны до колошника, что стало предпосылкой для разработки метода идентификации границы зоны вязкопластичного состояния в периферийной зоне печи. Разработан регламент задувок доменных печей после длительных остановок без предварительного выпуска “козлового” чугуна. Отработана технология использования в составе доменной шихты марганецсодержащих материалов, показавшая наиболее эффективный промывочный эффект горна в условиях низкого и нестабильного качества шихтовых материалов и при вдувании пылеугольного топлива.

Ключевые слова:управление доменной плавкой, качество шихты, качество кокса, дутьевой режим, температура газового потока, выбор программ загрузки доменной печи, регламент задувок доменных печей.

Ссылка для цитирования:Семенов Ю.С. Разработка и реализация новых подходов к диагностике и управлению доменной плавкой // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 2. С. 123-131

Doi:10.32339/0135-5910-2020-2-123-131

ELABORATION AND REALIZATION OF NEW APPROACHES TO DIAGNOSTIC AND CONTROL OF BLAST FURNACE HEAT

YU. S. SEMENOV, PhD (Tech.), Senior Res. Ass., Dpt. of technological equipment and control systems, yuriy.semenov.isi@gmail.com(Z.I. Nekrasov Institute of Ferrous Metallurgy, NAN of Ukraine, Ukraine, Dnepr)

Abstract.Under conditions of unstable supply of quality charge materials and technological fuel, the elaboration of new effective means of blast furnace heat control becomes actual for reaching acceptable technical and economic indices of its operation. Results of the studies carried out at the BF No. 3 of Enakievo steel-works (EMZ, Ukraine) during the period from October 2011 until December 2016 presented. During the period, various fuel additives to the blast were used within a wide range of their variation, and composition of charge materials was characterized by numerous components and variable quality. In the charge content, various additives were used: iron ore, limestone, BOF slag, briquettes of pellets siftings, manganese-containing additives. The new approach to the selection of rational charging programs was justified, providing stable economic BF running under variation of heat technological conditions. For the first time the temperature indices of estimation of gas stream distribution along the furnace radius were elaborated, the rational ranges of their variation at the operation under various gas-dynamic and fuel conditions determined, requirements to the gas stream temperature distribution along the furnace radius formulated. Based on analysis of information about lining temperature along the furnace height over the five year of EMZ BF No. 3 running, its values were ascertained, showing the partial or complete lining wear in the middle and upper part of the shaft. For the lining of the furnace bottom and other parts the temperature was ascertained, showing the formation in the lower zone unstable protective scull, as well the temperature characterizing its complete absence. The influence of blast mode during addition into it an increased volume of steam, natural gas and pulverized coal on variation of distribution of peripheral gas stream temperature along the furnace height from the tuyere zone to the top studied. It became a reason for an elaboration a method of the identification of the viscous-plastic state zone border in the peripheral zone of the furnace. Regulations of the blowing-in of blast furnaces after a long time stoppage without tapping the emergency hot metal elaborated. The technology of usage manganese-containing materials in the BF charge adjusted, which demonstrated the most effective washing out of the hearth under conditions of low and unstable charge materials quality and pulverized coal injection.

Key words:blast furnace heat control, charge quality, coke quality, blast mode, gas stream temperature, selection of BF charging program, regulations of BF blow-ins.

For citation:Semenov Yu.S. Elaboration and realization of new approaches to diagnostic and control of blast furnace heat. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 2, pp. 123-131 (In Russ.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-2-123-131


УДК 669.162.263

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ДОМЕННОЙ ПЕЧИ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА СХЕМЫ ТЕПЛООБМЕНА

Н. А. СПИРИН, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой “Теплофизика и информатика в металлургии”; О. П. ОНОРИН, канд. техн. наук, доцент кафедры “Теплофизика и информатикав металлургии”; А. С. ИСТОМИН, канд. техн. наук, доценткафедры “Теплофизика и информатика в металлургии”; И. А. ГУРИН, канд. техн. наук, доцент кафедры “Теплофизика и информатика в металлургии”,ivan.gurin@urfu.ru(Институт Новых материалов и технологий Уральского федерального университета им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, Россия, г. Екатеринбург)

Аннотация. Доменная печь является сложным металлургическим агрегатом, который отличается существенной инерционностью и запаздыванием развития процессов тепло- и массообмена. Поэтому важным вопросом при решении комплекса технологических задач по управлению доменной плавкой является исследование переходных процессов на основе современных представлений о закономерностях теплообмена. При исследовании и оценке теплового состояния доменной печи как объекта управления ее целесообразно делить на две тепловые зоны — верхнюю и нижнюю. Граница раздела между зонами располагается в верхней части области смешанного восстановления, между уровнем начала газификации углерода кокса и горизонтом, ниже которого оксиды железа восстанавливаются прямым путем. Показано, что верхняя и нижняя тепловые зоны имеют принципиальные различия в условиях теплообмена и взаимосвязаны между собой через показатель степени прямого восстановления железа. Исследованы переходные процессы изменения содержания кремния в чугуне при изменении рудной нагрузки, расхода природного газа, температуры и влажности дутья, содержания кислорода в дутье и основности шлака. Показано, что колебательный переходный процесс в доменной печи наблюдается в том случае, если после нанесения возмущения оно будет оказывать противоположное влияние на тепловое состояние нижней и верхней ступеней теплообмена. Наиболее предсказуемыми входными параметрами, влияющими на концентрацию кремния в чугуне, являются рудная нагрузка, влажность дутья и основность шлака. Изменение концентрации кислорода в дутье и расхода природного газа имеет знакопеременный характер влияния на тепловой режим нижней части печи. При этом характеристики переходных процессов доменных печей по различным каналам воздействия изменяются и существенно зависят от свойств проплавляемого сырья, конструктивных и режимных параметров работы печей.

Ключевые слова: доменная печь, тепловые зоны доменной печи, процессы тепло- и массообмена, переходный процесс, содержание кремния в чугуне, характеристики дутья, рудная нагрузка.

Ссылка для цитирования:Спирин Н.А., Онорин О.П., Истомин А.С., Гурин И.А. Исследование переходных процессов в доменной печи на основе анализа схемы теплообмена // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 2.132–138С.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-2-132-138

STUDY OF TRANSIENT PROCESSES IN A BLAST FURNACE BASED ON THE HEAT EXCHANGE SCHEME ANALYSIS

N. A. SPIRIN, HD (Tech.), Prof., Head of Dpt. “Thermal Physics and Informatics in metallurgy”; О. P. ONORIN, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Thermal Physics and Informatics in metallurgy”; A. S. ISTOMIN, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Thermal Physics and Informatics in metallurgy”; I. A. GURIN, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Thermal Physics and Informatics in metallurgy”,ivan.gurin@urfu.ru(Institute of New Materials and Technologies, Ural Federal University after the first President of Russia B.N. El’tsin, Russia, Ekaterinburg)

Abstract. A blast furnace is a complicated metallurgical facility, which is characterized by considerable delay and inertia in the flow of heat and mass exchange. Therefore, the analysis of transient processes based on modern ideas about heat transfer is an important issue in solving technological problems of blast furnace smelting managing. A two-stage heat transfer scheme along the height of a blast furnace of modern technology presented. When studying the thermal state of a blast furnace as a control object, it is advisable to divide it into two thermal zones - the upper zone and the lower zone. The border between the zones is located in the upper part of the mixed reduction region, between the start level of coke carbon gasification and the horizon below which iron oxides are directly reduced. It was shown, that the upper and lower thermal zones have fundamental differences in heat exchange conditions and are interconnected through the index of iron direct reduction degree. The transient processes of silicon variation in the hot metal studied at variation of iron ore load, natural gas flow rate, temperature and humidity of the hot blast, oxygen content in the hot blast and slag basicity. It was shown that the oscillatory transition process is observed in case, after applying the perturbation, it will have the opposite effect on the thermal conditions of the lower and the upper stages of heat exchange in the blast furnace. The iron ore load, hot blast humidity and slag basicity were found to be the most predictable input parameters affecting the concentration of silicon in hot metal. Change in oxygen concentration in hot blast and natural gas consumption have an alternating character of influence on thermal conditions of the blast-furnace hearth. At that, the characteristics of the transient processes of blast furnaces through various channels of action vary and depend significantly on the properties of the smelted raw materials, design and operational parameters of the furnaces.

Key words:blast furnace, thermal zones of blast furnace, heat and mass exchange process, transient process, silicon content in hot metal, blast characteristics, ore load.

For citation: Spirin N.A., Onorin O.P., Istomin A.S., Gurin I.A. Study of transient processes in a blast furnace based on the heat exchange scheme analysis. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 2, pp. 132–138 (In Russ.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-2-132-138


УДК 621.746.5.047

ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ АВТОМАТНОЙ СТАЛИ НА ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ СОРТОВОЙ ЗАГОТОВКИ

А. Т. КУНАКБАЕВА, магистрант кафедры металлургии и химических технологий; А. М. СТОЛЯРОВ, д-р техн. наук, профессор кафедры металлургии и химических технологий, sam52.52@mail.ru; М. В. ПОТАПОВА, канд. техн. наук, доцент кафедры металлургии и химических технологий (Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Россия, Челябинская обл., г. Магнитогорск)

Аннотация. Автоматная сталь приобретает специфические служебные свойства вследствие высокого содержания серы и фосфора. Данные элементы, особенно сера, имеют достаточно высокую склонность к ликвации, поэтому ликвационные дефекты в непрерывнолитых заготовках из автоматной стали могут иметь достаточно высокую степень развития. Целью работы является исследование влияния химического состава автоматной стали и технологических параметров разливки на качество макроструктуры сортовой непрерывнолитой заготовки. Методы исследования — металлографическая оценка внутреннего строения литого металла из автоматной стали и обработка данных с использованием корреляционно-регрессионного анализа. Изучен массив производственных данных из 43 плавок автоматной стали А12. Разливку стали на пятиручьевой МНЛЗ радиального типа производили различными способами подачи металла из промежуточного ковша в кристаллизаторы. Металл 19 плавок был разлит открытой струей, а 24 плавок — закрытой струей через погружные стаканы с вертикальным отверстием. Сортовые заготовки имели размеры поперечного сечения 150´150 мм. Макроструктура сортовых квадратных заготовок из автоматной стали А12 характеризуется наличием дефектов центральная пористость, осевая ликвация и краевые точечные загрязнения, степень развития которых составляет от 1,5 до 2,0 баллов, ликвационные трещины и полоски — около 1,0 балла. При разливке стали открытой струей почти все эти дефекты развиты сильнее, чем при разливке закрытой струей. В результате корреляционно-регрессионного анализа установлены линейные зависимости степени развития ликвационных трещин и полосок как осевых, так и угловых, от содержания серы в стали и от отношения содержания марганца к содержанию серы. Степень развития данных дефектов возрастает с увеличением содержания серы в стали А12. Особенно сильно развиты эти дефекты при содержании серы более 0,10 %. Для повышения качества литого металла необходимо иметь отношение содержания марганца в металле к содержанию серы больше 8.

Ключевые слова: автоматная сталь, непрерывная разливкасортовой заготовки, ликвационные дефекты, центральная пористость, осевая ликвация, краевые точечные загрязнения, содержание серы и марганца, отношение содержания марганца к содержанию серы.

Ссылка для цитирования:Кунакбаева А.Т., Столяров А.М., Потапова М.В. Влияние параметров технологии непрерывной разливки автоматной стали на внутреннее строение сортовой заготовки // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 2. С. 139–142

Doi:10.32339/0135-5910-2020-2-139-142

INFLUENCE OF TECHNOLOGY PARAMETERS OF FREE-CUTTING STEEL CONTINUOUS CASTING ON THE BILLET INTERNAL STRUCTURE

А.Т. КUNAKBAEVA, undergraduate, Dpt. “Metallurgy and chemical technologies”; А. М. STOLYROV, HD (Tech.), Prof., Dpt. “Metallurgy and chemical technologies”, sam52.52@mail.ru; М. V. POTAPOVA, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Metallurgy and chemical technologies” (Magnitogorsk State Technical University after G.I. Nosov, Russia, Chelyabinsk rgn., Magnitogorsk)

Abstract.Free-cutting steel gains specific working properties thanks to the high content of sulfur and phosphorus. These elements, especially sulfur, have a rather high tendency to segregation. Therefore, segregation defects in free-cutting steel continuously cast billets can be significantly developed. The aim of the work was to study the influence of the chemical composition of free-cutting steel and casting technological parameters on the quality of the macrostructure of continuously cast billets. A metallographic assessment of the internal structure of cast metal made of free-cutting steel and data processing by application of correlation and regression analysis were the research methods. The array of production data of 43 heats of free-cutting steel of grade A12 was studied. Steel casting on a five-strand radial type continuous casting machine was carried out by various methods of metal pouring from tundish into the molds. Metal of 19 heats was poured with an open stream, and 24 heats – by a closed stream through submerged nozzles with a vertical hole. High-quality billets had a cross-sectional size of 150×150 mm. The macrostructure of high-quality square billets made of free-cutting steel of A12 grade is characterized by the presence of central porosity, axial segregation and peripheral point contamination, the degree of development of which was in the range from 1.5 to 2.0 points, segregation cracks and strips – about 1.0 points. In the course of casting with an open stream, almost all of these defects are more developed comparing with the casting by a closed stream. As a result of correlation and regression analysis, linear dependences of the development degree of segregation cracks and strips both axial and angular on the sulfur content in steel and on the ratio of manganese content to sulfur content were established. The degree of these defects development increases with growing of sulfur content in steel of A12 grade. These defects had especially strong development when sulfur content in steel was of more than 0.10%. To improve the quality of cast metal, it is necessary to have the ratio of the manganese content to the sulfur content in the metal more than eight.

Key words:free-cutting steel, billet continuous casting, segregation defects, central porosity, axial segregation, peripheral point contaminations, sulphur and manganese content, ration of manganese content to sulphur content.

For citation:Kunakbaeva A.T., Stolyarov A.M., Potapova M.V. Influence of technology parameters of free-cutting steel continuous casting on the billet internal structure. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 2, pp. 139–142 (In Russ.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-2-139-142


УДК 621.793: 539.538

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АДГЕЗИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОКРЫТИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВРЕМЕННОГО СКРЕТЧ ТЕСТА
Часть 1. Возможности использования современного скреч теста для определения адгезионных свойств покрытий

В. К. БЕЛОВ1, канд. физ-мат. наук,профессор кафедры физики, руководитель НИЦ “Микротопография”; Е. В. ГУБАРЕВ1, старший преподаватель кафедры физики; О. В. КРИВКО1, канд. техн. наук, старший преподаватель кафедры физики; А. В. ПАПШЕВ2, ведущий специалист НТЦ; Н. Г. ГОФМАН2, ведущий инженер НТЦ; Э. Г. САМОРОДОВА2, ведущий инженер НТЦ ( 1 Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Россия, Челябинская обл., г. Магнитогорск; 2 ПАО “Магнитогорский металлургический комбинат”, Россия, Челябинская обл., г. Магнитогорск)

Аннотация. В настоящее время многие виды металлопродукции выпускаются с нанесением различных покрытий, которые, наряду с обеспечением их функциональных свойств, должны отвечать еще ряду дополнительных общих требований, в частности иметь высокую адгезионную стойкость. Рассмотрены методы прямого измерения характеристик адгезии. Показано, что оценка адгезионных свойств покрытий известными стандартными способами носит субъективный характер, поскольку осуществляется визуально специально обученными лаборантами. Появление новых стандартов и современной аппаратуры для определения адгезионных характеристик различных покрытий с помощью скретч теста создает новые возможности регламентации этих свойств в цифровом виде с устранением субъективности оценок. Рассмотрена методика определения адгезионных свойств покрытий с использованием теориискретч теста. Осуществлена оценка прочностных свойств материала покрытия в зависимости от вида разрушения по силовым и геометрическим параметрам очага деформации. Проанализировано соотношение силовых характеристик очага деформации под индентором. Приведены достоинства и недостатки скретч теста.Отмечено, что внедрение новых приборов для скретч теста потребовало принятия новых стандартов для полимерных и керамических покрытий. Для внедрения этих стандартов и аппаратуры для оценки адгезионных свойств различных покрытий с использованием скретч теста в настоящее время нет непреодолимых трудностей.

Ключевые слова:методы измерения характеристик адгезии, скретч тест, прочностные, адгезионные и трибологические характеристики покрытий, толщина покрытий.

Ссылка для цитирования: Белов В.К., Губарев Е.В., Кривко О.В., Папшев А.В., Гофман Н.Г., Самородова Э.Г. Определение адгезионных характеристик покрытий с использованием современного скретч теста. Часть 1. Возможности использования современного скреч теста для определения адгезионных свойств покрытий // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 2. С. 143-152

Doi:10.32339/0135-5910-2020-2-143-152

DETERMINATION OF ADHESIVE CHARACTERISTICS OF COATINGS BY OF MODERN SCRATCH TEST
Part 1. Possibilities of a modern scratch test to determine adhesion properties of coatings

V. K. BELOV1, PhD (Phys.-Mat.), Prof., Dpt. “Physics”, Head of NITs “Microtopographia”; Е. V. GUBAREV1,Senior Lecturer, Dpt. “Physics”; О. V. KRIVKO1, PhD (Tech.), Senior Lecturer, Dpt. “Physics”; А. V. PAOSHEV,2, Leading Specialist of NTTs; N. G. GOFMAN2, Leading engineer of NTTs; E. G. SAMORODOVA2, Leading Specialist of NTTs ( 1 Magnitogorsk State Technical University after G.I. Nosov, Russia, Chelyabinsk rgn., Magnitogorsk; 2 PAO “Magnitogorsk steel-works”, Russia, Chelyabinsk rgn., Magnitogorsk)

Abstract. At present, many kinds of metal products are produced with application of various coatings. Coatings along with requirements to provide their functional properties, must also meet additional general requirements, in particular, must have high adhesion strength. Methods of direct measuring of adhesion characteristics are considered. It was shown, that estimation of coatings adhesion properties by regular standard methods has a subjective character, since it is accomplished visually by specially trained laboratory assistants. Introduction of new standards and modern devices for determining adhesion characteristics of different coatings by scratch test creates new possibilities of those properties regulation in digital form without subjective estimations. A methodology is considered for determining coatings adhesion properties by of theory of scratch test. Estimation of strength parameters of the coating material depending on coating failure mode by forces and geometric parameters of the deformation zone was carried out. The relation of characteristics of deformation under indenter is analyzed. Advantages and drawbacks of the scratch test are quoted. It was noted, that implementation of new devices for the scratch test has required adoption of new standards for polymer and ceramic coatings. Implementation of those standards and devices for estimation of different coatings adhesion properties by the scratch test at present has no insuperable obstacles.

Key words: adhesion test method; a scratch test; strength, adhesive and tribological properties of coatings, coating thickness

For citation:Belov V.K., Gubarev E.V., Krivko O.V., Papshev A.V., Gofman N.G., Samorodova E.G. Determination of adhesive characteristics of coatings by application a modern scratch test. Part 1. Possibilities of application a modern scratch test to determine adhesion properties of coatings. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 2, pp. 143-152 (In Russ.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-2-143-152


УДК 621.746.047+621.771.23

НОВЫЕ ЭКОНОМИЧЕСКИ ЭФФЕКТИВНЫЕ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛЬНЫХ ПОЛОС
(по материалам международных конференций)

Б. Н. МАТВЕЕВ, д-р техн. наук, профессор, заведующий отделом научной информации по металлургии, bnmatveev@gmail.com(ФГБУН “Всероссийский институт научной и технической информации РАН”, Россия, г. Москва)

Аннотация. Производство стального проката с использованием традиционных металлургических технологий весьма материало и энергоемко, а его концентрация на огромных металлургических комбинатах приводит к повышенным затратам на перевозку исходных материалов и готовой продукции. Для решения этих проблем в мировой черной металлургии распространилась практика сооружения относительно небольших металлургических предприятий (мини-заводов), в состав которых входят современные электродуговые печи, установки внепечной обработки и непрерывной разливки стали, совмещенные с непрерывной прокаткой. В обзоре, составленном по материалам международных конференций, проведенных в 2015–2019 гг., рассмотрены достижения в развитии техники и технологии производства металлопроката на мини-заводах, представлен анализ современных экономичных методов производства рулонной стали. Показано, что способы бесконечной прокатки, нашедшие уже достаточно широкое промышленное применение в ряде стран, позволяют производить весьма тонкие горячекатаные полосы из жидкой стали. Разработаны универсальные литейно-прокатные агрегаты (ЛПА), на которых можно получать высококачественные полосы широкого сортамента. Для массового производства весьма тонких (до 0,8 мм) полос, способных в ряде случаев заменять более дорогие холоднокатаные, рекомендуются компактные агрегаты бесконечного литья-прокатки, обеспечивающие выход годного до 98 %. Разработаны концепции ЛПА для производства стальных полос широкого сортамента, от особо тонких до толстых (25 мм), с применением для повышения механических свойств проката термомеханической обработки различных, в том числе экономнолегированных, сталей.

Ключевые слова:зарубежная черная металлургия, мини-заводы, литейно-прокатные агрегаты, производство стальных горячекатаных полос, термомеханическая обработка проката, сокращение выбросов вредных веществ.

Ссылка для цитирования:Матвеев Б.Н. Новые экономически эффективные производства стальных полос (по материалам международных конференций) // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 2. С.153-162

Doi:10.32339/0135-5910-2020-2-153-162

NEW ECONOMICALLY EFFECTIVE STEEL STRIPS PRODUCTION TECHNOLOGIES
(based on materials of international conferences)

B. N. MATVEEV, HD (Tech.), Prof., Head of Dpt. “Metallurgy scientific information”, bnmatveev@gmail.com(FGBUN “All-Russian Institute of Scientific and Technical Information, RAN”, Russia, Moscow)

Abstract.Production of steel rolled products by using traditional metallurgical technologies are rather material- and energy-intensive and its concentration at gigantic steel plants resulted in the increased expenses for transportation of raw materials and finished products. To solve the problems, a practice of comparatively small metallurgical plants (mini-mills) construction is becoming widespread in the world steel industry. The mini-mills include modern electric arc furnaces, ladle steel treatment facilities and steel continuous casters combined with continuous rolling mills. The review complied from materials of international conferences, taken place in 2015–2019. In the review achievements in equipment and technology of metal products at mini-mills development considered, as well as analysis of modern economical methods of steel coils presented. It was shown, that the methods of strips endless rolling, widely used already at industrial scale in several countries, enable producing rather thin hot-rolled strips from liquid steel. Universal casting-rolling aggregates (CRA) developed, by which high quality strips of rather wide assortment can be produced. For a mass production of rather thin (down to 0.8 mm) hot-rolled strips, which can in many applications substitute more expensive cold-rolled ones, compact aggregates of endless casting-rolling are recommended, which provide the yield of up to 98%. Concepts of the CRA elaborated for production of steel strips of wide assortment, from ultrathin strips to thick (25 mm) ones. The concepts include application of thermomechanical treatment to increase the mechanical properties of the rolled products from various steels, including low-alloyed ones.

Key words:foreign steel industry, mini-mills, casting-rolling aggregates, production of steel hot-rolled strips, thermomechanical treatment of rolled products, reduction of harmful substances emissions.

For citation:Matveev B.N. New economically effective steel strips production technologies (based on materials of international conferences). Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 2, pp. 153-162 (In Russ.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-2-153-162


УДК 621.771

ВЛИЯНИЕ РАДИАЛЬНО-СДВИГОВОЙ ПРОКАТКИ НА МИКРОСТРУКТУРУ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕРЖАВЕЮЩЕЙ АУСТЕНИТНОЙ СТАЛИ 08Х18Н10Т

А. Б. НАЙЗАБЕКОВ1, д-р техн. наук, профессор,ректор; С. Н. ЛЕЖНЕВ1, канд. техн. наук, доцент,профессор кафедры “Металлургия и горное дело”, sergey_legnev@mail.ru; Е. А. ПАНИН2, доктор PhD, доцент кафедры “Обработка металлов давлением”; А.С. АРБУЗ3, доктор PhD, заведующий лаборатории ( 1Рудненский индустриальный институт, Казахстан, г. Рудный; 2 Карагандинский государственный индустриальный университет, Казахстан, г. Темиртау; 3 Назарбаев Университет, Казахстан, г. Нур-Султан)

Аннотация. Одним из способов повышения прочности конструкционного проката является измельчение его микроструктуры до ультрамелкозернистого состояния. Из всех способов получения ультрамелкозернистых материалов наиболее перспективным является интенсивная пластическая деформация.Однако при интенсивной пластической деформациис повышением прочностных свойств материалов происходит неизбежное снижение их пластических свойств, онистановятся хрупкими и подверженными разрушению при растяжении.Формирование градиентной структуры в металлических материалах, у которых размер зерна от крупнозернистого состояния в центральной части заготовки уменьшается до ультрамелкозернистого состояния на поверхности, является эффективным способом решения проблемы по повышению их пластичности. Изучены возможности формирования ультрамелкозернистой градиентной структуры в нержавеющей аустенитной стали 08Х18Н10Т с помощью радиально-сдвиговой прокатки. Результаты исследований показали, что ультрамелкозернистая структура в прутке, подвергнутом деформации на стане радиально-сдвиговой прокатки, распространяется на глубину не менее четверти радиуса прутка от его поверхности. Переходная зона находится в области между 0,5R и 0,25R сечения прутка. Вследствие структурной неоднородности по сечению прутка наблюдается плавное падение уровня микротвердости от поверхности к центральной зоне прутка на 10,2 %. Все это свидетельствует о градиентном характере сформировавшейся структуры. Исследования зависимости прочности и пластичности деформированных прутков из нержавеющей аустенитной стали 08Х18Н10Т от количества проходов показали их плавное изменение. За семь проходов прочность увеличилась почти в 2 раза, до 1073 МПа, а относительное удлинение снизилось в 2 раза, с исходных 40 до 21 %. Результаты исследования показали возможность получения радиально-сдвиговой прокаткой длинномерных заготовок из нержавеющей аустенитной стали 08Х18Н10Т проката с градиентной структурой и повышенным уровнем механических свойств.

Ключевые слова:нержавеющая аустенитная сталь, радиально-сдвиговая прокатка, ультрамелкозернистая структура, механические свойства проката,градиентная структура, микротвердость, прочность, пластичность.

Ссылка для цитирования:Найзабеков А.Б., Лежнев С.Н., Панин Е.А., Арбуз А.С. Влияние радиально-сдвиговой прокатки на микроструктуру и механические свойства нержавеющей аустенитной стали 08Х18Н10Т // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. Т. 76. № 2. С. 162-169

Doi:10.32339/0135-5910-2020-2-162-169

IMPACT OF RADIAL-SHEARROLLING ON THE MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF 08X18N10T STAINLESS AUSTENITIC STEEL

А. B. NAIZABEKOV1, HD (Tech.), Prof., Chancellor; S. N. LEZHNEV1, PhD (Tech.), Prof. Ass., ,Dpt. “Metallurgy and mining”,sergey_legnev@mail.ru; Е. А. PANIN2, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Metals shaping”; A. S. ARBUZ3, PhD(Tech.), Head of Lab. ( 1 Rudny Industrial Institute, Kazakhstan, Rudny;2 Karaganda State Industrial University,Kazakhstan, Temirtau; 3 Nazarbaev University, Kazakhstan, Nur-Sultan)

Abstract.Grinding of a structural material microstructure to an ultrafine grain state is a way to increase the strength of it. Intensive plastic deformation is the most perspective method of obtaining ultrafine grain materials. However, with the simultaneous increase in strength properties in ultrafine materials, there is an inevitable decrease in its plastic properties; they are becoming fragile and subject to failure during elongation. The use of metal materials with a gradient structure, having course grain size in the central part of the billet and decreasing to ultrafine grain size at the surface, is an effective way to solve the problem of increasing the plasticity of the metal products in general. Possibilities of forming an ultra-fine grained gradient structure in 08X18N10T stainless austenitic steel by using radial-shear rolling studied. The results of the research showed that the ultra-fine grained structure in the radial-shear rolling rod formed on the mill extends from its surface to a depth of at least a quarter of the radius of the rod. The transition zone is in the region between 0.5R and 0.25R of the bar section. Due to the structural heterogeneity of the cross-section of the bar, there is a smooth drop in the micro-hardness from the surface zone of the bar to its central zone by 10.2 %. All this testifies to the gradient character of the structure formed in the bars of 08X18N10T steel during shaping by radial-shear rolling. Studies of the mechanical properties of the deformed bars of 08X18N10T stainless austenitic steel showed that they monotonously change depending on the number of passes. After 7 passes the strength increased almost 2 times to a value of 1073 MPa, and the elongation, which is one of the indicators of the plasticity of the material, was also reduced by 2 times, reaching 21% from the original value of 40%. The results showed a possibility to obtain the gradient structure with increased level of mechanical properties by radial-shear rolling of long billets of 08Х18Н10Тaustenitic stainless steel.

Keywords:stainless austenitic steel, radial-shear rolling, ultra-fine grain structure, mechanical properties of rolled products, gradient structure, micro-hardness, strength, plasticity.

For citation:Naizabekov A.B., Lezhnev S.N., Panin E.A., Arbuz A.S. Impact of radial-shear rolling on the microstructure and mechanical properties of 08Х18Н10Тstainless austenitic steel. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 2, pp. 162-169 (In Russ.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-2-162-169


УДК 621

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКУЮ ПЛАСТИЧНОСТЬ СТАЛИ 15Х13Н2 ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ПРОЦЕССУ ВИНТОВОЙ ПРОШИВКИ

А. А. КОРСАКОВ1, канд. техн. наук, заведующий лабораторией винтовой прокатки, korsakov@rosniti.ru;Д. В. МИХАЛКИН1, научный сотрудник лаборатории винтовой прокатки;Е. В. АЛЮТИНА1, инженер лаборатории винтовой прокатки; Н. А. ЗАВАРЦЕВ1, 2, инженер лаборатории винтовой прокатки, студент кафедры “Материаловедение и физико-химия материалов”; А. М. АХМЕДЬЯНОВ2, начальник лаборатории физического моделирования термомеханических процессов; С. П. САМОЙЛОВ2, аспирант кафедры “Прикладная механика, динамика и прочность машин”; А. Г. УЛЬЯНОВ3, начальник лаборатории прокатки труб ЦЗЛ; А. В. НИКЛЯЕВ3, главный специалист по прокату труб ТПЦ-3 ( 1 ОАО “Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности” (РОСНИТИ), Россия, г. Челябинск; 2Южно-Уральский государственный университет, Россия, г.Челябинск; 3АО “Волжский трубный завод”, Россия, г. Волжский)

Аннотация. Способность сталей и сплавов подвергаться обработке давлением на трубопрокатных агрегатах определяется пластичностью и сопротивлением деформации, которые в совокупности обеспечивают технологическую пластичность металлов. С целью получения новых данных о зависимости изменения технологической пластичности сталей от температуры нагрева проведены испытания образцов из кованых и непрерывнолитых заготовок из стали 15Х13Н2 и их сравнение с уже полученными данными для сталей марок 20 и 10ГФБЮ. Технологическая пластичность заготовок из стали 15Х13Н2 исследовалась в интервале температур от 1000 до 1250 °С. Построены графики зависимости крутящего момента от угла поворота и количества кручений до разрушения от температуры нагрева. Для оценки равномерности распределения пластических свойств по сечению осуществлено сопоставление результатов испытаний образцов из периферийной и центральной зон заготовок. Исследование осуществляли при помощи системы термомеханического моделирования Gleeble 3800. Определены температурные интервалы нагрева заготовки, в которых обеспечивается ее максимальная технологическая пластичность для достижения наименьшей вероятности образования дефектов внутренней поверхности гильзы при прошивке. Для процесса винтовой прошивки кованой заготовки из стали 15Х13Н2 наиболее рациональным является температурный интервал от 1050 до 1125 °С (в данном интервале относительное отклонение показателей технологическойпластичности не превышает 11 %). Среднее количество кручений образцов до разрушения в пределах рационального интервала температур составляет 17,2±1,4. Максимальное количество кручений до разрушения (18,5) наблюдалось при температуре нагрева образцов 1100 °С, минимальное (11,1) — при температуре нагрева образцов 1250 °С. С увеличением температуры нагрева образцов выше 1100 °С технологическаяпластичность стали монотонно снижается. Прошивка кованых заготовок из стали 15Х13Н2 вне интервала максимальной пластичности может стать причиной образования внутренних дефектов на гильзах и трубах.

Ключевые слова:винтовая прокатка, бесшовные горячекатаные трубы, сталь 15Х13Н2, технологическая пластичность металлов, температурный интервал нагрева заготовки, испытания на кручение.

Ссылка для цитирования:Корсаков А.А., Михалкин Д.В., Алютина Е.В., Заварцев Н.А., Ахмедьянов А.М., Самойлов С.П., Ульянов А.Г., Никляев А.В. Исследование влияния температуры нагрева на технологическую пластичность стали 15Х13Н2 применительно к процессу винтовой прошивки // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 2. С. 169-177.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-2-169-177

STUDY OF THE HEATING TEMPERATURE INFLUENCE ON TECHNOLOGICAL PLASTICITY OF THE 15Х13Н2GRADE STEEL (AISI 414) IN RESPECT TO THE SCREW PIERCING PROCESS

А. А. КОRSAKOV1,PhD (Tech.), Head of Lab. of Screw Rolling, korsakov@rosniti.ru; D. V. MIKHALKIN1, Res. Ass., Lab. of Screw Rolling;Е. V. ALYUTINA1, engineer, Lab. of Screw Rolling; N. А. ZAVARTSEV1, 2, engineer, Lab. of Screw Rolling,student, Dpt. of Material Science and Materials Physics and Chemistry; А. М. АKHMED’YANOV2, Head of Lab. “Physical Simulation of Thermomechanical Processes”; S. P. SAMOILOV2, postgraduate, Dpt. Applied mechanic, dynamic and machine strength”;А. G. UL’YANOV3, Head of Lab. Of Pipes Rolling, TSZL;А. V. NIKLYAEV3, Main Specialist on pipes rolling, TPTS-3 ( 1 OJSC “Russian R&D Institute of Pipe Industry” (ROSNITY), Russia, Chelyabinsk; 2 South-Ural State University, Russia, Chelyabinsk; 3 JSC “Volzhsky Pipe-manufacturing Plant”, Russia, Volzhsky)

Abstract.The ability of steels and alloys to undergo pressure treatment at pipe-rolling facilities is determined by the ductility and deformation resistance, which together provide the technological plasticity of metals. In order to obtain new data on the dependence of technological plasticity on the heating temperature, tests were carried out on samples. The samples were taken from both forged and continuously cast billets made of 15Х13Н2 steel (AISI 414)and results compared with data already obtained for steel grades 10ГФБЮ(AISI 1010) and Steel 20 (AISI 1020).Technological plasticity of 15Х13Н2 steel (AISI 414) billets was studied in the temperature range from 1000 to 1250 °C. Plots of the dependence of the torque on the rotation angle and number of torsions to failure on the heating temperature were constructed. To assess the uniformity of the distribution of properties over the cross section, the test results of samples from the peripheral and central areas of the workpieces were compared. The study was carried out using the thermomechanical simulation system Gleeble 3800. The temperature intervals were determined for billet heating, in which its maximum technological plasticity is ensured in order to achieve the least probability of defects formation on the shell inner surface during piercing. For the screw piercing process of forged billets made of 15Х13Н2steel (AISI 414), the temperature range from 1050 to 1125 °C (in this interval, the relative deviation of the technological plasticity does not exceed 11%) is the most rational. The average number of torsions before failure within a rational temperature range was 17.2±1.4. The maximum number of torsions before failure (18.5) was observed at the samples heating temperature of 1100 °C, the minimum (11.1) – at a heating temperature of samples of 1250 °C. With an increase of the samples heating temperature above 1100 °C, a monotonic decrease in the technological plasticity of the steel was observed. Piercing of 15Х13Н2steel (AISI 414) forged billets above the range of maximum technological plasticity can cause formation of internal defects in shells and pipes.

Keywords:screw rolling, seamless hot-rolled pipes, 15Х13Н2 grade steel, metal technological plasticity, temperature range of billets heating, torsion tests.

For citation:Korsakov A.A., Mikhalkin D.V., Alyutina E.V., Zavartsev N.A., Akhmed’yanov A.M., Samoilov S.P., Ul’yanov A.G., Niklyaev A.V. Study of the heating temperature influence on technological plasticity of the 15Х13Н2grade steel (AISI 414) in respect to the screw piercing process. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 2, pp. 169-177 (In Russ.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-2-169-177

   


Бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия» включен в перечень рецензируемых научных изданий ВАК РФ


Подписка на наши издания
ведется постоянно

Вышел из печати журнал "Бюллетень научно-технической и экономической информации "Черная металлургия" " № 3/2020

Содержание номера можно посмотреть ЗДЕСЬ.

Вышел из печати журнал "Новости черной металлургии за рубежом" № 6/2017

Содержание номера можно посмотреть ЗДЕСЬ.

 

ОАО "Черметинформация"