автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Повышение качества толстолистового проката на основе применения рациональных режимов нагрева стали в печах и деформационного окалиноудаления

На правах рукописи

Темлянцев Николай Викторович

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ТОЛСТОЛИСТОВОГО

ПРОКАТА НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАГРЕВА СТАЛИ В ПЕЧАХ И ДЕФОРМАЦИОННОГО ОКАЛИНОУДАЛЕНИЯ

Специальность 05 16 05 - Обработка металлов давлением

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новокузнецк - 2007

003069658

Работа выполнена на кафедрах технологии и автоматизации кузнечно-штамповочного производства, теплофизики и промышленной экологии ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации В Н Перетятько

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор В В. Евстифеев кандидат технических наук И С Кузнецов

Ведущая организация ГОУ ВПО «Омский государственный технический университет»

Защита состоится « 22 » мая 2007 г в 10 00 часов в аудитории ЗП на заседании диссертационного совета Д 212 252 01 при ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» по адресу 654007, г Новокузнецк, Кемеровской области, ул Кирова, 42, ГОУ ВПО «СибГИУ»

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет»

Автореферат разослан « 20 » апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212 252 01 дтн , профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

По данным International Iron and Steel Institute, мировое производство стали в 2006 г увеличилось на 8,8 % по сравнению с этим показателем 2005 г Российское производство стали в 2006 г составило 70,6 млн т, что на 5,9 % выше уровня производства в 2005 г Наибольший удельный вес в торговом сортаменте металлопродукции занимают полуфабрикаты и горячекатаный лист При этом производство горячекатаного листа в 2005 г составило 49,8 млн т, а толстолистового проката 25,5 млн т

Толстолистовой прокат является одним из наиболее распространенных видов металлопродукции, широко применяется в судостроении и вагоностроении, производстве труб для нефтяной и газовой промышленности, строительной индустрии и машиностроении

При современных масштабах производства стали и всевозрастающей потребности в ней перед металлургическими предприятиями на передний план выдвигается задача повышения качества толстолистового проката, резкого снижения потерь металла, обеспечения ресурсосбережения при его производстве и обработке

В различное время вопросам совершенствования производства и повышения качества толстолистовой стали большое внимание уделено в фундаментальных трудах ученых М Я Бровмана, А И Целикова, П И Полухина, В Н Перетятько, Ю В Коновалова, М М Сафьяна, Ф А Ксензука, А П Грудева, Н А Челышева, А П Чекмарева, М А Зайкова и др

Одним из нежелательных явлений, происходящих при нагреве стали под обработку давлением и деформации в горячем состоянии является ее окисление

Окисление приводит к потерям полезной массы металла и снижает качество поверхности металлопродукции Ориентировочные оценки показывают, что при угаре порядка 1 % стали на стадии нагрева слябов под прокатку, в мировом масштабе потери металла достигают 500 тыс т Негативная роль окисления проявляется фактически на всех стадиях металлургического передела Как показывает опыт работы металлургических предприятий применение специальных технологий и устройств для предпрокатного удаления окалины с поверхности слитков, слябов или листов во многих случаях требует существенных капитальных вложений, однако обеспечивает при этом не высокий положительный эффект

Актуальность работы. В настоящее время в условиях жесткой конкуренции металлургических предприятий, производящих толстолистовую продукцию на внешний и внутренний рынок, повсеместной борьбы за снижение себестоимости, повышение качества стального проката, обеспечение энерго- и ресурсосбережения при его производстве является актуальной задачей, имеющей большое практическое значение

Работа выполнена в рамках федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002 - 2006 годы, тема 2005-РИ-19 0/002/291, государственный контракт № 02 442 11 7225, в соответствии с планом НИР и ОКР ОАО

3

_ Л

«Новокузнецкий металлургический комбинат» на 200бг (приказ от 10 01 2006 г №3, договор от I 02 2006г № 543/4070356)

Цель работы: Разработка ресурсосберегающих технологий нагрева стали в печах и рациональных режимов деформационного окалиноудаления при прокатке, обеспечивающих повышение качества поверхности толстолистового проката

Основные задами:

1) Разработать прогнозную математическую модель нагрева под прокатку слябов в методических печах с учетом процессов окапинообразования

2) Разработать малоокислительные режимы нагрева слябов в методических печах на основе экспериментального исследования кинетики высокотемпературного окисления и температур плавления окалины углеродистых, низко- и среднелегированных марок сталей

3) В лабораторных условиях исследовать особенности удаления окалины с поверхности металла при прокатке сталей марок Зпс, ЗОХГСА, 15ХСНД, 40Х, 60С2 Установить роль влияния таких факторов как температура нагрева, степень деформации Установить и научно обосновать механизм этого влияния

4) На основании систематизации результатов полученных экспериментальных и теоретических исследований разработать мероприятия по повышению качества толстолистового проката и внедрить результаты исследований в практику производства толстолистовой стали на ОАО «Новокузнецкий металлургический комбинат» и учебный процесс при подготовке студентов специальностей 150103-Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей, 150106-0бработка металлов давлением, 150201-Машины и технология обработки металлов давлением в ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет»

Научная новизна:

1) Разработана и реализована на ЭВМ математическая модель нагрева под прокатку слябов в методических печах с учетом окапинообразования

2) Установлены температуры плавления окалины 12-ти марок сталей, исследована роль влияния на нее легирующих элементов стали

3) Исследованы особенности удаления окалины с поверхности металла при прокатке сталей марок Зпс, ЗОХГСА, 15ХСНД, 40Х, 60С2 Установлена роль влияния таких факторов как температура нагрева, степень деформации Научно обоснован механизм этого влияния Выявлены три характерных типа строения поверхности раздела окалина-сталь

4) Установлен механизм и причины образования поперечной рябизны на поверхности стали при прокатке металла покрытого слоем окалины

Практическая значимость:

1) Для осуществления прогнозных расчетов ресурсосберегающих, малоокислительных режимов нагрева слябов в методических печах разработана и реализована на ЭВМ математическая модель Получены константы скорости окисления 15-ти различных марок сталей

2) Усовершенствована конструкция методической печи с комбинированным подом для нагрева стальных заготовок с различным начальным тепловым состоянием (Патент РФ 43267)

3) Для сталей марок Зпс, ЗОХГСА, 15ХСНД, 40Х, 60С2 даны конкретные рекомендации по выбору конечной температуры нагрева и степени деформации металла при прокатке в первых проходах, обеспечивающие наилучшее удаление окалины

Реализация результатов:

1) Результаты исследования влияния температурно-деформационных режимов прокатки на удаление окалины с поверхности стали и разработанные рекомендации приняты к внедрению в практику нагрева слябов и прокатки толстых листов на листостане «2150» ОАО «НКМК» Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов составляет 540 тыс руб в год

2) Рекомендации по совершенствованию температурного режима нагрева слитков стали марки 60С2(А) в регенеративных нагревательных колодцах приняты к внедрению на ОАО «НКМК»

3) Математическая модель процессов нагрева и окисления слябов в методических печах внедрена в учебный процесс в ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» и используется при подготовке студентов специальности 150103-Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей

Предмет защиты и лнчный вклад автора. На защиту выносятся

1) Результаты экспериментальных исследований температуры плавления окалины 12-ти различных марок сталей

2) Результаты экспериментальных исследований удаления окалины с поверхности металла при прокатке сталей марок Зпс, ЗОХГСА, 15ХСНД, 40Х, 60С2

3) Механизм влияния температуры нагрева на удаление окалины с поверхности стали при прокатке

Автору принадлежит: постановка задачи исследований, проведение экспериментов по исследованию кинетики высокотемпературного окисления 15-ти различных марок сталей, особенностей удаления окалины с поверхности металла при прокатке сталей марок Зпс, ЗОХГСА, 15ХСНД, 40Х, 60С2, обработка, анализ, обобщение и научное обоснование полученных результатов, формулировка выводов и рекомендаций

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на следующих конференциях Региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь на рубеже тысячелетий» (г Новокузнецк, май 2000 г), Региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь проблемы, поиски, решения» (г Новокузнецк, май 2001 г), Всероссийской научно-практической конференции «Металлургия реорганизация, управление, инновации, качество» (г Новокузнецк, январь 2002 г), Всероссийской научной конференции студе! тов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь проблемы, поиски, решения» (г Новокузнецк, май 2003 г), Всероссийской научно-практической конференции

«Металлургия реорганизация, управление, инновации, качество» (г Новокузнецк, октябрь 2003 г), Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Совершенствование технологий производства цветных металлов» (г Красноярск, май 2005 г), II Международной научно-технической конференции «Современная металлургия начала нового тысячелетия» (г Липецк, октябрь 2005 г), в том числе 2 - региональных, 4 - всероссийских и 1 - Международной

Публикации. Результаты диссертации опубликованы в 18 печатных работах в журналах и сборниках научных трудов, из них 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК для опубликования результатов кандидатских и докторских диссертаций, 1 патент

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, пяти разделов, выводов и приложений Изложена на 152 страницах машинописного текста, содержит 39 рисунков, 13 таблиц, список использованных источников из 123 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 Современное состояние научной проблемы и постановка задачи исследования

В настоящее время толстолистовую сталь производят как из слябов, полученных путем прокатки на слябингах слитков разлитых в изложницы, так и из слябов, разлитых на машинах непрерывного литья заготовок Нагрев слябов перед прокаткой толстолистовой стали осуществляют в методических печах тол-кательного типа либо в печах с шагающим подом Прокатку толстых листов осуществляют на реверсивных, широкополосных и планетарных станах

При нагреве стали под обработку давлением и деформации в горячем состоянии вследствие взаимодействии с атмосферой происходит ее окисление Окисление приводит к потерям полезной массы металла и снижает качество поверхности металлопродукции Окалина оказывает отрицательное влияние на работу печного агрегата и прокатного стана

Критический анализ специальной технической литературы показал, что имеется ограниченное количество данных, причем некоторые из них весьма противоречивы, о влиянии температурного режима нагрева, химического состава и режимов деформации металла на удаляемость окалины с поверхности раскатов До конца не изучен механизм влияния перечисленных факторов Установлено что не маловажное влияние на удаление окалины и качество толстолистового проката оказывает явление оплавления окалины, а данные о температурах плавления окалины различных марок сталей, особенно низко- и среднелегиро-ванных практически полностью отсутствуют Дальнейшего изучения и накопления практических данных требует проблема высокотемпературного окисления стали, причем основным путем исследования этого процесса остается экспериментальный Из всего многообразия теоретических методов разработки и иссле-

дования малоокислительных режимов нагрева слябов под прокатку наиболее перспективным является математическое моделирование

Несмотря на кажущуюся очевидность условий обеспечения малоокислительных технологий, при их реализации зачастую возникают проблемы не только экономического и технологического характера, но и теоретических противоречий, связанных с многофакторностью и тесной взаимосвязанностью процессов окисления стали В связи с вышесказанными обстоятельствами возникает необходимость дальнейшей научной проработки вопроса снижения окисления металла при нагреве под прокатку, изучения особенностей строения и свойств окалины, влияния на них легирующих элементов стали

Анализ современного состояния вопроса показал актуальность выбранного направления исследования, на его основе сформулированы цели, задачи и методы исследования диссертационной работы

2 Разработка прогнозной математической модели процессов нагрева и окисления стали в печах

Проведение экспериментальных исследований процессов окисления стали при нагреве в печах под прокатку - сложная и трудоемкая операция В связи с этим, большое распространение получило математическое моделирование нагрева металла с целью выбора необходимых рациональных и оптимальных малоокислительных режимов нагрева

Для исследования нагрева слябов под прокатку разработана математическая модель, состоящая из трех основных структурных, взаимосвязанных между собой блоков расчета внешнего теплообмена в печи, расчета температурных полей в нагреваемом металле и расчета угара стали

Математическая модель включает дифференциальное уравнение теплопроводности для анизотропной бесконечной пластины без учета теплоты фазовых превращений

<«>"" h f)

Дифференциальное уравнение теплопроводности дополнено краевыми условиями

1) граничными поскольку в печи может быть реализован несимметричный нагрев, граничные условия III - рода заданы индивидуально для нижней (и) и верхней (в) поверхностей сляба, нагрев ведется конвекцией и излучением

¿О?-] =«1 (¿(О f-1 =<*£(/!-о, (2)

где суммарный коэффициент теплоотдачи конвекцией и излучением для нижней и верхней поверхностей соответственно

с0 е" (©:-©;>

где t - температура греющей среды, °С, tn - температура поверхности сляба, °С, ак - коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/(м2 К), С0 - коэффициент излучения абсолютно черного тела 5,67 Вт/(м2 К4), епр- приведенная сте-Т Т

пень черноты, Qe = = ^ТОО^' ~~ темпеРатУРа греющей среды, К,

Тп-температура поверхности сляба, К

2) теплофизическими коэффициенты теплоемкости стали (с, кДж/(кг К)), теплопроводности (X, Вт/(м К)), плотность (р, кг/м3), заданы функциями от температуры

3) начальными нагрев слябов проводят с холодного состояния начальное распределение температуры по сечению заготовки задано равномерным t0(x)=const=20 "С, возможно задание любого начального распределении температур по сечению (At0^0, tn>t„, Ato^O, tn<tu), температурное поле может быть описано полиномом n-го порядка

4) геометрическими поскольку в методических печах с глиссажными трубами возможна реализация несимметричного нагрева, характерный размер (S, м) равен толщине сляба (5, м), в случае реализации симметричного нагрева в качестве характерного размера принята половина толщины сляба (S=0,5 5)

Решение задачи внутреннего теплообмена реализовано с применением метода конечных разностей (МКР) Проверку адекватности математической модели проводили на основе сравнения результатов математического моделирования с экспериментальными данными Погрешность расчета температурных полей составила ±15 - 30 °С и может быть признана достаточной для моделей прогнозного класса

Математическая модель реализована на языке программирования Delphi, внедрена в учебный процесс в ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» На базе математической модели проведена серия многовариантных расчетов и разработаны малоокислительные температурные режимы нагрева стальных слябов в трехзонной методической печи (рисунок 1)

Многовариантные расчеты на разработанной модели выявили ряд конструктивных несовершенств эксплуатируемых методических печей, приводящих к повышенному угару стали при нагреве В частности существующие конструкции методических печей не позволяют одновременно нагревать металл с различным начальным тепловым состоянием, например поступивший со склада с холодного посада и непосредственно после непрерывной разливки с горячего или теплого посада Предложена конструкция методической печи с комбинированным подом для одновременного нагрева заготовок с различным начальным тепловым состоянием (Патент РФ 43267) Печь работает следующим образом Холодные заготовки с температурой 10-20 °С загружают в начале печи на шагающие

балки Теплые заготовки с температурой 400-600 °С загружают через боковое окно в начале шагающего пода Выгрузку нагретых заготовок осуществляют в конце печи

температуры 1 -среды, 2-поверхности металла, 3-середины металла, 4-перепад температур между поверхностью и центром, 5-угар, 6-плотность теплового потока Рисунок 1 - Малоокислительный температурный режим нагрева слябов толщиной 250 мм из стали марки 60С2 в трехзонной методической печи для производительности 50 т/ч

3 Оборудование и методика экспериментальных исследований

Для исследования процессов окисления с целью выявления особенностей динамики окалинообразования, структуры и свойств окалины выбраны, главным образом, марки, составляющие основной сортамент производимой стали на листостане ОАО «НКМК» углеродистые обыкновенного качества - марок Зпс, Зсп, 5сп, бсп, качественные - 10, 20, 45, 50, 60, 70, низколегированные кремнемарганцовистые 09Г2С, 12ГС, 25Г2С, 35ГС, рессорно-пружинные -60С2, хромсодержащие - 40Х, 30ХГСА, 15ХСНД

Исследование влияния легирующих элементов на температуру плавления окалины проводили на образцах размером 4x4x10 мм из широко распространенных марок сталей 10КП, 12ГС, 09Г2С, 18Г2С, 25Г2С, 09Г2Д, 60С2, 65Г, 40Х, 40ХН, 10ХСНД, ЗОХГСА Их вырезали из листового и сортового проката в состоянии поставки

Для изучения влияния температуры нагрева и степени обжатия при прокатке на удаление окалины с поверхности металла было выбрано 5 марок сталей ЗОХГСА, 15ХСНД, 40Х, Зпс, 60С2 Выборка перечисленных марок включает стали в наибольшей и наименьшей степени подверженные возникновению дефекта «вкатанная окалина»

При исследовании процессов окисления образцы нагревали в атмосфере воздуха в трубчатой электрической печи сопротивления В процессе нагрева температуру образца фиксировали с помощью хромель-алюмелевой термопары и автоматического потенциометра КСП-4 Исследования проводили в интерва-

ле температур выдержки 880-1200 1270 °С Время выдержки при постоянной температуре составляло 10-60 мин

Для изучения влияния легирующих элементов на температуру плавления окалины нагрев образцов проводили в электрической печи сопротивления типа СУОЛ-0,25 1/12,5-И1 с нагревателями из карбида кремния, модернизированной для получения температуры рабочего пространства до 1370-1380 °С Для более точного измерения температуры образцы крепили непосредственно к спаю термопары

Полуколичественный анализ элементного состава окалины осуществляли на рентгеновском флуоресцентном спектрометре со встроенным дифракционным каналом ARL 9800 Рентгенофазовый анализ (РФА) проводили на дифрак-тометре ДРОН-2,0

Для исследования влияние температуры нагрева и степени обжатия при прокатке на удаление окалины с поверхности металла образцы нагревали до 1050, 1150 и 1250 °С После нагрева и 60-минутной выдержки в электрической печи СУОЛ-0,25 1/12,5-И 1 образцы прокатывали на лабораторном дуо-реверсивном прокатном стане с гладкими валками диаметром 140 мм Обжатия при этом достигали 10,20,30 %, а скорости деформации 1,7-2,1 1/с

До и после нагрева и прокатки измеряли геометрические размеры образцов, а также массу исходного образца (mi), массу образца с окалиной после охлаждения образца после прокатки (т2), массу окалины, отделившуюся в процессе прокатки (тпз), массу образца после прокатки и стравливания остатков налипшей окалины (m,)

Зная эти массы рассчитывали массу окалины (т5) оставшуюся на образце после прокатки По полученным данным определяли количество окалины, отделившейся от образцов после единичного обжатия

Согласно разработанной методики определяли

степень обжатия, % е=h| 100%, (4)

"i

где h| и h2 - высота образца до и после обжатия соответственно, мм,

2 \r m,-m.

угар стали, г/см У =--—, (5)

г

где F - суммарная площадь поверхности, см2,

массу не удалившейся (оставшейся на образце) после прокатки окалины с 1

см'

,2

(6)

общую массу образовавшейся окалины на 1 см

2

процент окалины по массе, удаленный после 1 прохода

Зависимость величины поверхностного угара У, г/см2 от температурно-временного фактора (температуры и времени нагрева) определяли по уравнению

У = к (9)

где т - продолжительность окисления, мин,

к - константа скорости окисления, г/(см2 мин05)

Константу скорости окисления к, определяли по соотношению

(Ю)

где А - эмпирический коэффициент, зависящий от химического состава стали, состава атмосферы и других факторов, г/(см2 мин05), коэффициент В имеет размерность К Статистическую обработку полученных результатов проводили с применением пакета программ 81аП5Пса 6 0

4 Экспериментальные исследования кинетики высокотемпературного окисления сталей н свойств окалины

В результате экспериментальных исследований определены коэффициенты для расчета константы скорости окисления 15-ти различных марок сталей (таблица 1)

Таблица 1 - Эмпирические коэффициенты для расчета константы скорости окисления стали

№ Марка стали А, г/(см2 мин05) В, К № Марка стали А, г/(см2 мин05) В, К

1 10 5,03 7269 9 60 30,38 9922

2 Зсп 3,88 7256 10 70 30,99 9914

3 Зпс 0,83 4983 11 09Г2С 72,32 11385

4 20 18,83 9644 12 12ГС 492,95 13954

5 5сп 3,15 6814 13 25Г2С 27,20 10037

6 бсп 6,78 7877 14 35ГС 7,81 8605

7 45 8,84 8274 15 60С2 615,22 13780

8 50 46,88 10461

На рисунке 2 представлены зависимости угара У, г/см2 углеродистых конструкционных сталей от содержания углерода и температуры выдержки (в

интервале 950-1250 °С, кривые нанесены с интервалом 50 °С) при времени выдержки - 60 мин Повышение содержания углерода до 0,20-0,22 % приводит к снижению угара во всех температурных интервалах Дальнейшее его увеличение до 0,70-0,71 % в целом сопровождается ростом окисления

Сравнительный анализ угара кремнемарганцовистых низколегированных сталей показывает, что в большей степени окисляется сталь 25Г2С в интервале температур 950-1080 °С и 12ГС при температурах более 1080 °С, в наименьшей - 12ГС в интервале температур 950-1015 °С и 35ГС при температуре более 1015 °С Температура выдержки оказывает наиболее существенное влияние на окисления стали 12ГС, менее существенное - 35ГС Для стали с более высоким содержанием углерода - 35ГС в целом отмечен наименьший угар, что объясняется окислением углерода в поверхностных слоях с образованием СО, снижающим действие газов печной атмосферы

содержания углерода и температуры выдержки при времени выдержки 60 мин

Для стали марки 60С2 при температурах нагрева более 1200 °С наблюдали существенную интенсификацию окисления, которая была связана с оплавлением окалины Рентгено-фазовый анализ окалины показал, что ее слабомагнитная фракция помимо РеО содержит Ре25Ю4 - фаялит (рисунок 3)

В результате исследований установлены температуры плавления окалины следующих марок стали 60С2 она составила 1229-1251°С, 12ГС - 1314 °С, 25Г2С- 1322 °С, 18Г2С- 1322 °С, 10ХСНД 1325-1331 °С, 65Г - 1325-1331 °С, 30ХГСА 1325-1340 °С, 09Г2Д - 1342 °С, 09Г2С - 1340-1348 °С, 10КП -1366-1375 "С, 40Х - 1366-1375 °С, 40ХН - 1376-1377 °С

Статистическая обработка экспериментальных данных показала, что наибольшее влияние на снижение температуры плавления окалины оказывает

кремний, в среднем 5-8 °С на каждые 0,1 % его содержания в стали Из исследуемых марок сталей наименьшая температура плавления окалины наблюдается у 60С2, в которой содержится 1,73 % 81 Медь также снижает температуру плавления, но на величину 2-3 °С на 0,1 % Очевидно, для сплавов на железной основе и сталей максимальная температура плавления окалины приближается к температуре плавления вюстита (1377 °С), а хром и никель способствуют этому Основной причиной влияния кремния на температуру плавления окалины является фаялит, образование которого было зафиксировано при высокотемпературном нагреве стали 60С2 Анализ химического состава окалины стали марки 60С2 показал, что в ней содержится 5,36 % 81 Кремний в окалине находится в связанном виде

сч

Рисунок 3 - Рентгенограмма слабомагнитной фракции окалины стали марки 60С2 (числа у пиков - межплоскостные расстояния с!/п)

Результаты экспериментальных исследований влияния температурно-деформационных режимов прокатки на удаление окалины с поверхности углеродистых, низко- и среднелегированных сталей представлены в таблице 2

Анализируя полученные данные можно сделать вывод, что наилучшее отделение окалины наблюдается у углеродистой стали марки 3 пс в исследуемом интервале температур и степеней деформации при единичном обжатии удаляется от 27,4 до 69,6 масс % окалины Увеличение степени деформации приводит к снижению количества отделившейся окалины во всех температурных интервалах Наилучшее удаление окалины наблюдается при температуре нагрева 1050 °С Поверхность раздела сталь-окалина достаточно ровная, а следы зерногранич-ного проникновения оксидов в сталь отсутствуют Соответственно, для этой марки стали нагрев до температур 1250 °С с точки зрения опасности образования вкатанной окалины безопасен Для максимального удаления окалины в первых

пропусках рекомендуется применение не высоких степеней деформации на уровне 5 - 10 % и менее

С точки зрения окалиноудаления хромистая сталь марки 40Х относительно других исследуемых в наименьшей степени чувствительна к температуре нагрева и степени деформации В первом проходе с ее поверхности удаляется от 20,7 до 29,4 масс % окалины Как видно из рисунка 4 поверхность раздела сталь-окалина у марки 40Х менее ровная по сравнению со сталью Зпс, однако выраженные следы зернограничного проникновения оксидов в сталь отсутствуют, развитой смешанной зоны так же не наблюдается Относительно не высокая отделяемость окалины от стали связана с влиянием повышенного содержания хрома Как видно из таблицы 2 нагрев до температуры 1250 °С даже способствует некоторому улучшению отделяемое™ окалины, что можно объяснить снижением ее твердости, или в общем случае соотношения твердости окалины и стали Соответственно, можно сделать вывод, что для стали марки 40Х с точки зрения качества окалиноудаления высокотемпературный нагрев до 1250 °С безопасен, интенсивность обжатия в первых проходах существенного влияния не оказывает

Удаляемость окалины со стали марки 15ХСНД значительно зависит от температуры В частности наиболее благоприятной является температура нагрева 1150 °С При ней примерно 32 % окалины удаляется после одиночного обжатия, причем увеличение степени обжатия с 16 до 29 % влияния фактически не оказывает Наихудшее удаление окалины с этой стали наблюдается при высокотемпературном нагреве до 1250 °С, степени деформации более 30 % и нагреве до 1050 °С и степени деформации 10 %

Нагрев до температур 1250 °С приводит к значительному проникновению оксидов в глубь металла, что отчетливо видно из рисунка 4 Интенсивное проникновение оксидов вглубь металла связано с отрицательным влиянием повышенного содержания в стали меди и никеля оно вызвано легкоплавкостью сульфида никеля и оксида меди Си20 При этом формируется крайне не ровная поверхность раздела сталь-окалина, что увеличивает сцепляемость окалины со сталью С точки зрения окалиноудаления и дефекта вкатанная окалина сталь марки 15ХСНД является одной из наиболее проблемных при производстве листовой продукции для нее рекомендуются по возможности пониженные температуры нагрева на уровне 1150 -1200 °С, форсированный нагрев стали без высокотемпературного томления или выдержки, выдача металла из печи без задержек и относительно не высокие степени деформации в первых проходах не более 5 - 15 %

Удаляемость окалины стали марки ЗОХГСА весьма чувствительна к температуре нагрева и степени деформации, величина Ду колеблется в интервале 22,7 -44,4 масс % Характерно, что наилучшее удаление окалины наблюдается при более высокой температуре нагрева - 1250 °С и степени деформации 16,7 %, а хуже всего окалина удаляется при температуре нагрева 1050 °С и степени деформации менее 3 - 5 % При температуре нагрева 1250 °С зернограничное проникновение значительно интенсифицируется и достигает 0,04 - 0,08 мм Отмеченное явление связано с образованием в окалине фаялита, который был идентифицирован в окалине с помощью рентгенофазового анализа

Таблица 2 - Результаты экспериментов по деформационному удалению окалины

№ Марка стали 1,0С У, г/см2 5, мм £, % Д,, масс %

1 Зпс 1050 0,162 0,51 6,3 69,6

2 0,161 0,51 21,9 56,2

3 0,184 0,58 27,1 52,1

4 1150 0,184 0,58 17,7 33,8

5 0,186 0,59 24,0 29,4

6 0,190 0,60 27,1 27,4

7 1250 0,266 0,84 16,7 49,8

8 0,268 0,85 27,1 33,1

9 0,292 0,93 30,7 27,9

10 40Х 1050 0,185 0,58 14,3 24,8

11 0,116 0,37 25,0 25,8

12 0,102 0,32 33,3 26,2

13 1150 0,151 0,48 10,7 20,7

14 0,132 0,42 22,6 26,9

15 0,127 0,40 38,1 25,9

16 1250 0,201 0,63 9,5 29,4

17 0,156 0,49 14,5 29,4

18 0,162 0,51 23,5 28,8

19 15ХСНД 1050 0,076 0,24 10,0 21,6

20 0,072 0,23 24,0 28,8

21 0,075 0,24 30,0 26,4

22 И50 0,148 0,47 16,0 32,3

23 0,127 0,40 24,0 31,8

24 0,183 0,58 29,0 31,6

25 1250 0,283 0,90 19,0 23,5

26 0,246 0,78 21,0 25,8

27 0,256 0,81 32,0 19,5

28 30ХГСА 1050 0,137 0,43 3,3 22,7

29 0,114 0,36 15,7 29,7

30 0,092 0,29 20,7 29,1

31 1150 0,123 0,39 8,3 36,6

32 0,115 0,36 11,7 37,0

33 0,110 0,35 17,4 29,5

34 1250 0,220 0,70 7,4 32,7

35 0,160 0,51 8,3 35,2

36 0,169 0,53 16,7 44,4

37 60С2 1050 0,089 0,28 13,9 19,3

38 0,072 0,23 25,0 24,7

39 0,072 0,23 29,6 21,9

40 1150 0,172 0,54 13,9 17,5

41 0,159 0,50 25,4 21,8

42 0,160 0,51 29,6 21,8

43 1250 0,389 1,23 15,5 12,1

44 0,324 1,03 26,8 18,0

45 0,351 1,11 36,6 11,7

При прокагке стали марки 30 X ГС А рекомендуется нагрев до температур не более I 180 - 1200 °С и степени деформации а первых проходах на уровне 10 -15 %.

Кремнистая сталь марки 60С2 наиболее чувствительна к температуре нагрева, что связано с легкоплавкостью фаялита, образующегося в окалине. При температуре нагрева 1250 °С поверхностный слой металла имеет сильно развитую смешанную зону до 0,2 мм,

Внутренний слой окалины содержит частицы металл округлой формы, которые представляют собой бывшие зерна стали фактически полностью обезуглеро-женные (до феррита) и сильно окисленные по границам (рисунок 4).

цш ■И trjimttM

й —Li-

а) 60С2 б) 30ХГСА в)15ХСНД г) 40Х д) Зпс

Рисунок 4 - Микроструктуры поверхностных слоев образцов после нагрева до 1250 °С и прокатки *50

Наличие такого слоя значительно затрудняет отделение окалины. Как видно из рисунка 5 поверхность образцов, нагретых до температур 1250 °С имеет низкое качество (опенку проводили визуальным осмотром), высокую шероховатость, а на боковых поверхностях присутствуют участки. При прокатке стали марки 60С2 рекомендуется нагрев до температур не более 1150 -1180 °С и повышенные степени деформации в первых проходах, по возможности до 20 - 25 %.

Рисунок 5 - Внешний вид образцов из стали марки 60С2 после нагрева до 1250 °С и прокатки

Проводя интегральную опенку рассмотренных факторов И исследованных марок сталей можно отметить, что в наибольшей степени при одиночном обжатии окалина удаляется со стали марки Зпс, наиболее трудно удалить окалину со стали марки 60С2. Анализируя химический состав исследуемых сталей можно заметить, что одну из ведущих ролей играет кремний, его негативное влияние связанное с образованием фаялита и проявляется при температурах нагрева бо-

лее 1200 °С- Поскольку в стали марки 3пс содержание кремния минимально -0,08 % его отрицательное влияние фактически не сказывается, а в стали марки 60С2 с содержанием кремния 1,73 %, проявляется максимально.

В ходе проведенных экспериментов удалось выявшь характерные особенности и закономерности формирования различных видов поверхности раздела окали на-сталь. В общем случае можно выделить три характерных типа строения поверхности раздела (рисунок 6): слоевой (послойный), зернограничны& и стаяагмитообразиый (от греческого зса^та - капля).

В случае слоевого типа строения между металлом и окалиной имеется резкая г раница раздела (рисунки 6 а, г, ж). При таком строении при деформации металла в процессе прокатки окалина отделяется достаточно легко. Слоевой тип поверхности раздела наблюдается после сравнительно низкотемпературного (до 1000-1050 °С) нагрева сталей, не содержащих легирующих элементов, способных образовывать легкоплавкие соединения, например углеродистых, хромистых и др.

а)

б)

ж) з) и)

слои: 1~Ре20з (гематит), 2- Ре304 (магнетит), 3-ГеО (вюстит), 4-сталь Рисунок 6 - Различные типы строения поверхности раздела окалина-сталь а), б), в) - схематичное изображение; г), д), е) - вид сверху; ж), з), и) - характерный вид поверхности раздела окалина-сталь на нетравленом

микрошлифе

В случае образования поверхности раздела зернограничного типа (рнсунки 6 б, д, з) окалина проникает по границам зерен металла (на рисунке 6 д показаны пунктирной пинией), Зерно граничному окислению способствуют легко-

плавкие соединения, более высокие по сравнению со слоевым типом температуры нагрева до 1150-1250 °С Он характерен для сталей типа 10ХСНД, 15ХСНД, 30ХГСА и аналогичных по химическому составу Сцепление окалины с поверхностью стали при зернограничном типе поверхности раздела выше, чем при слоевом

Наибольшее сцепление окалины с металлом наблюдалось в случае, когда образуется поверхность раздела сталагмитообразного типа (рисунки 6 в, е, и) Поверхность стали и слой вюстита представляют собой оксидно-металлическую композицию, содержащую хаотично расположенные частицы обезуглероженной стали (практически железа) округлой, сферообразной (каплевидной) формы, многие из них вытянуты и связаны с основной поверхностью стали и заполняющую пространство между частицами вюститную матрицу Для такого типа строения явная граница раздела окалина-стапь фактически отсутствует Данный вид поверхности раздела наблюдался при температурах нагрева до 1200 - 1250 °С и более и является следствием развития зернограничного типа, вызванного температурным воздействием более высокого уровня Для возникновения сталагмитообразного типа поверхности раздела необходимо обязательное наличие жидкой фазы, т е оплавления легкоплавких соединений окалины

Рассмотренные типы поверхностей в общем случае могут наблюдаться при нагреве одной марки стали, но в различных температурных интервалах При этом определенное влияние оказывает неравномерность температурного поля по периметру нагреваемого слитка, сляба или блюма, например в области середины грани может быть зернограничный тип поверхности раздела, а в области перегретых углов или торцов - сталагмитообразный

Визуальная оценка поверхности образцов после прокатке показала, что для легированных сталей марок 40Х, 60С2 и 30ХГСА, для которых свойственно формирование окалины повышенной твердости, особенно при пониженных температурах нагрева и высоких степенях обжатия характерно образование поперечной (поперек направлению прокатки) рябизны, представляющей собой ручьистые выпуклости достигающие в ширину 0,1 - 0,5 мм, причем в большей степени выраженной по краям образцов Расстояние между смежными выпуклостями составляет примерно одинаковую величину, достигающую для различных марок сталей и режимов деформации 2 - 5 мм Более детальное исследование этого явления позволило установить его причину и механизм При захвате валками образца покрытого окалиной происходит явление внеконтактной высотной утяжки, проявляющееся в том, что высота полосы начинает уменьшаться еще до соприкосновения металла и окалины с валками Внеконтактная утяжка приводит к разрушению относительно хрупкого слоя окалины (рябизна возникает обычно при пониженной температуре нагрева, при более высоких температурах нагрева окалина более пластична и может деформироваться без разрывов), при деформации между смежными пластинками разрушившейся окалины образуется некоторое расстояние В прокатных валках, вследствие охлаждения при контакте с ними, окалина становится еще более твердой и вдавливается в металл, при этом сталь заполняет пространство (трещины), образо-

вавшиеся между смежными пластинками окалины, таким образом, nouiie удаления окалины на поверхности образца образуется выпуклость Внеконтактная высотная утяжка распространяется по ширине полосы неравномерно, она более выражена вблизи кромок, чем посередине По этому рябизна образуется в большей степени вблизи кромок образцов

Результаты исследования влияния температурно-деформационных режимов прокатки на удаление окалины с поверхности стали и разработанные рекомендации приняты к внедрению в практику нагрева слябов и прокатки толстых листов на лисгостане «2150» ОАО «НКМК», ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов составляет 540 тыс руб в год

5 Совершенствование температурного режима нагрева стали марки

60С2А в условиях ОАО «НКМК»

На ОАО «НКМК» в период 2000-2004 гг зафиксировано увеличение случаев поражения поверхности слябов из стали марки 60С2А мелкими рванинами Для совершенствования температурного режима нагрева проведено комплексное исследование Возможность снижения конечных температур нагрева слитков стали марки 60С2А оценивали на основании анализа следующих аспектов влияния температуры нагрева на окисление, сопротивление пластической деформации и пластичность данной марки

Проведенный анализ и результаты математического моделирования показывают, что снижение максимальных температур нагрева стали 60С2 в общем случае возможно до уровня 1100-1150 °С и способствует повышению качества прокатной продукции, энерго- и ресурсосбережению Минимально допустимая температура нагрева ограничена энерго-силовыми характеристиками стана Для конкретных условий нагрева слитков исследуемой стали в регенеративных нагревательных колодцах ОАО «НКМК» с учетом того, что предел допустимой погрешности измерения температуры поверхности слитка (окалины) достигает ±15-20 °С, а перепад температуры по толщине окалины 30-60 °С, рекомендуется нагрев и выдержку проводить на нижнем температурном пределе (в соответствии с действующей инструкцией) - 1260 °С

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1) Разработана и реализована иа ЭВМ прогнозная математическая модель нагрева слябов в методических печах с учетом процессов окалинообразования Математическая модель внедрена в учебный процесс в ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» и используется при подготовке студентов специальности 150103-Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей

2) Разработаны малоокислительные режимы нагрева слябов в методических печах на основе экспериментального исследования кинетики высокотемпературного окисления 15-ти и температур плавления окалины 12-ти углеродистых, низко- и среднелегированных марок сталей Для прогнозных расчетов по-

лучены эмпирические зависимости угара сталей от температуры и времени выдержки

3) Экспериментальным путем исследовано удаление окалины при прокатке с поверхности образцов из сталей марок ЗОХГСА, 15ХСНД, 40Х, Зпс, 60С2 Установлено, что наилучшее отделение окалины наблюдается при прокатке стали марки Зпс, наихудшее 60С2 и связано с повышенным содержанием кремния Для исследуемых марок сталей даны конкретные рекомендации по выбору конечной температуры нагрева и степени деформации в первых проходах, обеспечивающие наилучшее удаление окалины

4) Выявлены три характерных типа строения поверхности раздела окапи-на-сталь, которые в порядке возрастания температуры нагрева и прочности сцепления окалины со сталью можно расположить в следующей последовательности слоевой (послойный), зернограничный и сталагмитообразный

5) Предложена конструкция методической печи с комбинированным подом, для осуществления нагрева заготовок с различным начальным тепловым состоянием (патент РФ № 43267)

6) Результаты исследования влияния температурно-деформационных режимов прокатки на удаление окалины с поверхности стали и разработанные рекомендации приняты к внедрению в практику нагрева слябов и прокатки толстых листов на листостане «2150» ОАО «НКМК», ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов составляет 540 тыс руб в год

РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Темлянцев Н В Расчет сопротивления стали пластической деформации / Н В Темлянцев, М В Темлянцев // Наука и молодежь на рубеже тысячелетий Труды региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых / СибГИУ - Новокузнецк, 2000 - С 193-194

2 Темлянцев М В К вопросу о выборе конечной температуры нагрева стали под горячую механическую обработку / М В Темлянцев, Н В Темлянцев, В С Стариков // Наука и молодежь проблемы, поиски, решения Труды региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых / СибГИУ -Новокузнецк, 2001 -Вып 5 - С 231-232

3 Эволюция поверхностных дефектов при нагреве стали под обработку давлением / М В Темлянцев, Н В Темлянцев, Б К Журавлев, А Ю Сюсюкин // Металлургия реорганизация, управление, инновации, качество Труды Всероссийской научно-практической конференции / СибГИУ - Новокузнецк, 2002 -С 41-42

4 Темлянцев М В Исследование окисления низколегированных конструкционных сталей при нагреве под прокатку в атмосфере воздуха / М В Темлянцев, Н В Темлянцев, В С Стариков // Наука и молодежь проблемы, поиски, решения Труды Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых / СибГИУ - Новокузнецк, 2003 - Вып 7 - С 170-172

5 К вопросу о выборе конечной температуры нагрева стали 60С2 / М В Темлянцев, В С Стариков, Н В Темлянцев, Б К Журавлев // Вестник горно-

металлургической секции РАЕН Отделение металлургии сб науч гр / Сиб-ГИУ - Новокузнецк, 2003 - Вып 12 -С 44-48

6 Темлянцев Н В Исследование окисления среднеуглеродистых сталей при нагреве в воздушной атмосфере / Н В Темлянцев, М В Темлянцев // Металлургия реорганизация, управление, инновации, качество Труды Всероссийской научно-практической конференции / СибГИУ - Новокузнецк, 2003 - С 61-63

7 Окисление углеродистых конструкционных сталей при нагреве в атмосфере воздуха под обработку давлением / М В Темлянцев, В С Стариков, Н В Темлянцев, Б К Журавлев // Заготовительные производства в машиностроении-2004-№5 -С 44-46

В Исследование окисления низколегированных кремнемарганцовистых сталей при нагреве в электрических печах сопротивления / М В Темлянцев, В С Стариков, Б К Журавлев, Н В Темлянцев // Изв вузов Черная металлургия -2004 - № 4 - С 47^19

9 Сюсюкин А Ю Совершенствование конструкции методических печей ОАО «НКМК» / А Ю Сюсюкин, М В Темлянцев, Н В Темлянцев // Вестник горно-металлургической секции РАЕН Отделение металлургии сб науч тр / СибГИУ - Новокузнецк, 2004 - Вып 13 -С 22-24

10 Темлянцев М В Исследование химического состава окалины пружинной стали 60С2 / М В Темлянцев, Н В Темлянцев // Изв вузов Черная металлургия -2005 - № 2 - С 75-76

11 Темлянцев М В Высокотемпературное окисление и обезуглероживание кремнистых пружинных сталей / М В Темлянцев, Н В Темлянцев // Заготовительные производства в машиностроении - 2005 - №3 - С 50-52

12 Темлянцев М В Исследование температур оплавления образующейся при нагреве стали печной окалины / М В Темлянцев, Н В Темлянцев // Изв вузов Черная металлургия -2005 - №9 - С 51-53

13 Темлянцев НВ Высокотемпературное окисление и обезуглероживание стали при нагреве в печах / Н В Темлянцев, М В Темлянцев // Совершенствование технологий производства цветных металлов сб материалов Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых/ГУЦМиЗ - Красноярск, 2005 - С 140-141

14 Темлянцев М В Влияние легирующих элементов стали на состав и свойства печной окалины / М В Темлянцев, Н В Темлянцев // Современная металлургия начала нового тысячелетия сб науч тр II Международной научно-технической конференции / ЛГТУ - Липецк, 2005 - Ч 2 - С 40-45

15 Перетятько В Н Удаление окалины с поверхности низко- и среднелеги-рованных сталей при прокатке / В Н Перетятько, Н В Темлянцев // Изв вузов Чер металлургия -2006 - № 10 - С 23-26

16 Перетятько В Н Исследование влияния строения поверхностных слоев стали на удаление окалины после высокотемпературного нагрева слябов под прокатку / В Н Перетятько, Н В Темлянцев // Вестник горно-металлургической секции РАЕН Отделение металлургии сб науч тр / СибГИУ - Новокузнецк, 2006 -Вып 16 - С 63-70

17Темлянцев НВ Особенности строения поверхности раздела окапина-метапл при нагреве стали под прокатку/ Н В Темлянцев // Вестник горнометаллургической секции РАЕН Отделение металлургии сб науч тр / Сиб-ГИУ - Новокузнецк, 2007 - Вып 18 - С 31-33

18 Патент РФ 43267, МПК' C21D9/00 Методическая печь с комбинированным подом для нагрева стальных заготовок с различным начальным тепловым состоянием / М В Темлянцев, В С Стариков, Н В Темлянцев -№2004129127/22, Заявл 04 10 04, Опубл 10 01 05, Бюл №1 -С 888

Изд лиц ИД №01439 от 05 04 2000 г

Подписано в печать 18 04 2007 г Формат бумаги 60x84 1/16 Уел печ л 1,0 Уч - изд л 1,1 Тираж 100 экз Заказ €2

ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» 654007, г Новокузнецк, ул Кирова, 42 Издательский центр ГОУ ВПО «СибГИУ»

Введение

1 Современное состояние научной проблемы и постановка задачи 9 исследования

1.1 Влияние окалины на качество толстолистового проката

1.1.1 Влияние химического состава стали

1.1.2 Влияние температурных режимов нагрева и прокатки

1.1.3 Влияние состава печной атмосферы

1.2 Влияние процессов окисления на работу нагревательной печи и 20 прокатного стана

1.2.1 Влияние окалины на эксплуатацию нагревательных печей

1.2.2 Влияние окалины на эксплуатацию оборудования для 23 обработки металлов давлением

1.2.3 Системы окалиноудаления для толстолистового проката

1.3 Методы исследования и расчетов процессов окисления стали 29 Выводы и постановка задач исследования

2 Разработка прогнозной математической модели процессов 37 нагрева стали для прокатки

2.1 Расчет внешнего теплообмена в методической печи

2.2 Расчет внутреннего теплообмена

2.3 Разработка малоокислительных режимов нагрева слябов в мето- 46 дических печах для прокатки

2.4 Совершенствование конструкции методических печей для 54 нагрева металла под прокатку

Выводы ;

3 Оборудование и методика экспериментальных исследований

3.1 Выбор марок стали для исследований '

3.2 Опытные установки, оборудование и методики проведения 60 экспериментов

3.2.1 Исследования высокотемпературного окисления 60 углеродистых, низко- и среднелегированных марок сталей

3.2.2 Исследование температур плавления окалины 62 углеродистых, низко- и среднелегированных марок сталей

3.2.3 Исследование влияния температурно-деформационных 64 режимов прокатки на удаление окалины с поверхности углеродистых, низко- и среднелегированных сталей

3.3 Обработка экспериментальных данных

Выводы

4 Экспериментальные исследования кинетики 69 высокотемпературного окисления сталей и свойств окалины

4.1 Результаты исследования высокотемпературного окисления 69 углеродистых, низко- и среднелегированных марок сталей

4.1.1 Окисление конструкционных углеродистых сталей

4.1.2 Окисление низколегированных кремнемарганцовистых 71 сталей

4.1.3 Окисление кремнистой рессорно-пружинной стали 60С

4.2 Результаты исследования температур плавления окалины 75 углеродистых, низко- и среднелегированных марок сталей

4.3 Результаты исследования влияния температурно- 78 деформационных режимов прокатки на удаление окалины с поверхности углеродистых, низко- и среднелегированных сталей

4.4 Строение поверхности раздела окалина-сталь

4.5 Механизм образования поперечной рябизны на поверхности 90 проката

Выводы

5 Совершенствование температурного режима нагрева стали 94 марки 60С2А в условиях ОАО «НКМК» для прокатки

5.1 Предпосылки совершенствования температурного режима на- 94 грева слитков стали марки 60С2А

5.2 Совершенствование температурного режима нагрева 101 Выводы 105 Общие выводы 107 Список использованных источников 109 Приложение А 120 Приложение Б 150 Приложение В 151 Приложение Г

Актуальность работы

За последние 14 лет мировое потребление стали выросло с 771 млн. т. в год до 1240 млн. т. в год [1]. По данным International Iron and Steel Institute, мировое производство стали в 2006 г. увеличилось на 8,8 % по сравнению с показателем 2005 г. Как отмечает институт, это самый высокий уровень производства стали в мировой истории. Российское производство стали в 2006 г. составило 70,6 млн. т., что на 5,9 % выше уровня производства в 2005-м году.

Наибольший удельный вес в торговом сортаменте металлопродукции занимают полуфабрикаты и горячекатаный лист. При этом производство горячекатаного листа в 2005 г. составило 49,8 млн.т., а толстолистового проката 25,5 млн. т. [2].

Толстолистовой прокат является одним из наиболее распространенных видов металлопродукции, широко применяется в судостроении и вагоностроении, производстве труб для нефтяной и газовой промышленности, строительной индустрии и машиностроении.

При современных масштабах производства стали и всевозрастающей потребности в ней перед металлургическими предприятиями на передний план выдвигается задача повышения качества толстолистового проката, резкого снижения потерь металла при его производстве и обработке.

Существенной проблемой является окисление, приводящее к потерям полезной массы металла и снижению качества поверхности металлопродукции. Ориентировочные оценки показывают, что при угаре порядка 1 % стали на стадии нагрева слябов под прокатку, в мировом масштабе потери горячекатаной толстолистовой стали достигают 500 тыс. т.

В различное время вопросам совершенствования производства и повышения качества толстолистовой стали большое внимание уделено в фундаментальных трудах ученых М.Я. Бровмана [3, 4], А.И. Целикова [5, 6], Полухина П.И. [7], В.Н. Перетятько [8], Ю.В. Коновалова [9], М.М. Сафьяна [10], Ф.А. Ксензука [11], А.П. Грудева [12], Н.А. Челышева, А.П. Чекмарева, М.А. Зайкова

13] и др. Последние достижения и опыт производства листовой стали представлены в работах [14-16]. В рамках обеспечения ресурсосбережения при производстве черных металлов важное место занимают мероприятия по уменьшению окалинообразования в прокатном производстве. В настоящее время в условиях жесткой конкуренции металлургических предприятий, производящих толстолистовую продукцию на внешний и внутренний рынок, повсеместной борьбы за снижение себестоимости, повышение качества стального проката, обеспечение энерго- и ресурсосбережения при его производстве является актуальной задачей, имеющей большое практическое значение.

Работа выполнена в рамках федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002 - 2006 годы, тема 2005-РИ-19.0/002/291, государственный контракт № 02.442.И.7225, в соответствии с планом НИР и ОКР ОАО «Новокузнецкий металлургический комбинат» на 2006г. (приказ от 10.01.2006 г. №3, договор от 1.02.2006г. № 5-6/4070356).

Цель работы: Разработка ресурсосберегающих технологий нагрева стали в печах и рациональных режимов деформационного окалиноудаления при прокатке, обеспечивающих повышение качества поверхности толстолистового проката.

Основные задачи:

1. Разработать прогнозную математическую модель нагрева под прокатку слябов в методических печах с учетом процессов окалинообразования.

2. Разработать малоокислительные режимы нагрева слябов в методических печах на основе экспериментального исследования кинетики высокотемпературного окисления и температур плавления окалины углеродистых, низко- и среднелегированных марок сталей.

3. В лабораторных условиях исследовать особенности удаления окалины с поверхности металла при прокатке сталей марок Зпс, ЗОХГСА, 15ХСНД, 40Х, 60С2, установить роль влияния таких факторов как: температуры нагрева, степень деформации. Установить и научно обосновать механизм этого влияния.

4. На основании систематизации результатов полученных экспериментальных и теоретических исследований разработать мероприятия по повышению качества толстолистового проката и внедрить результаты исследований в практику производства толстолистовой стали на ОАО «Новокузнецкий металлургический комбинат» и учебный процесс при подготовке студентов специальностей 150103-Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей, 150106-0бработка металлов давлением, 150201-Машины и технология обработки металлов давлением в ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет».

Научная новизна:

1. Разработана и реализована на ЭВМ математическая модель нагрева под прокатку слябов в методических печах с учетом окалинообразования.

2. Установлены температуры плавления окалины 12 марок сталей, исследована роль влияния на нее легирующих элементов стали.

3. Исследованы особенности удаления окалины с поверхности металла при прокатке сталей марок Зпс, ЗОХГСА, 15ХСНД, 40Х, 60С2. Установлена роль влияния таких факторов как: температуры нагрева, степень деформации. Научно обоснован механизм этого влияния. Выявлены три характерных типа строения поверхности раздела окалина-сталь.

4. Установлен механизм и причины образования поперечной рябизны на поверхности стали при прокатке металла покрытого слоем окалины.

Практическая значимость:

1. Для осуществления прогнозных расчетов ресурсосберегающих, малоокислительных режимов нагрева слябов в методических печах разработана и реализована на ЭВМ математическая модель, получены константы скорости окисления 15 различных марок сталей.

2. Усовершенствована конструкция методической печи с комбинированным подом для нагрева стальных заготовок с различным начальным тепловым состоянием (Патент РФ 43267).

3. Для сталей марок Зпс, ЗОХГСА, 15ХСНД, 40Х, 60С2 даны конкретные рекомендации по выбору конечной температуры нагрева и степени деформации в первых проходах, обеспечивающие наилучшее удаление окалины.

Реализация результатов:

1. Результаты исследования влияния температурно-деформационных режимов прокатки на удаление окалины с поверхности стали и разработанные рекомендации приняты к внедрению в практику нагрева слябов и прокатки толстых листов на листостане «2150» ОАО «НКМК». Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов составляет 540 тыс. руб. в год.

2. Рекомендации по совершенствованию температурного режима нагрева слитков стали марки 60С2(А) в регенеративных нагревательных колодцах приняты к внедрению на ОАО «НКМК».

3. Математическая модель процессов нагрева и окисления слябов в методических печах внедрена в учебный процесс в ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» и используется при подготовке студентов специальности 150103-Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей.

Предмет защиты и личный вклад автора. На защиту выносятся:

1. Результаты экспериментальных исследований температуры плавления окалины 12 различных марок сталей.

2. Результаты экспериментальных исследований удаления окалины с поверхности металла при прокатке сталей марок Зпс, ЗОХГСА, 15ХСНД, 40Х, 60С2.

3. Механизм влияния температуры нагрева на удаление окалины с поверхности стали при прокатке.

Автору принадлежит: постановка задачи исследований; проведение экспериментов по исследованию кинетики высокотемпературного окисления

15-ти различных марок сталей; особенностей удаления окалины с поверхности металла при прокатке сталей марок Зпс, ЗОХГСА, 15ХСНД, 40Х, 60С2; обработка, анализ, обобщение и научное обоснование полученных результатов, формулировка выводов и рекомендаций.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на следующих конференциях: Наука и молодежь на рубеже тысячелетий: Региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (СибГИУ, Новокузнецк, 2000 г.); Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения: Региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (СибГИУ, Новокузнецк, 2001 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Металлургия: реорганизация, управление, инновации, качество» (Новокузнецк, январь, 2002 г.); Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения: Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (СибГИУ, Новокузнецк, 2003 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Металлургия: реорганизация, управление, инновации, качество» (СибГИУ, Новокузнецк, 2003 г.); Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Совершенствование технологий производства цветных металлов» (Красноярск, 2005 г.); II Международной научно-технической конференции «Современная металлургия начала нового тысячелетия» (Липецк, 2005 г.), в том числе 2 - региональных, 4 - всероссийских и 1 - Международная.

Публикации: Результаты диссертации опубликованы в 18 печатных работах в журналах и сборниках научных трудов, из них 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования результатов докторских диссертаций, 1 патент.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, выводов и приложений. Изложена на 152 страницах, содержит 39 рисунков, 13 таблиц, список использованных источников из 123 наименований.

6. Результаты исследования влияния температурно-деформационных режимов прокатки на удаление окалины с поверхности стали и разработанные рекомендации приняты к внедрению в практику нагрева слябов и прокатки толстых листов на листостане «2150» ОАО «НКМК», ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов составляет 540 тыс. руб. в год.

1. Колпаков С.В. Перспективы развития мировой экономики // Вестник РАЕН. 2006. - №3. - С. 3-7.

2. Шевелев J1.H. Анализ тенденций развития мирового рынка стали за 2004-2005 годы // Вестник РАЕН. 2006. - №3. - С. 7-17.

3. Бровман М.Я. Усовершенствование технологии прокатки толстых листов / М.Я. Бровман, Б.Ю. Зеличенок, А.И. Герцев. М.: Металлургия, 1969.-256 с.

4. Бровман М.Я. Энергосиловые параметры и усовершенствование технологии прокатки / М.Я. Бровман М.: Металлургия, 1995. - 256 с.

5. Целиков А.И. Теория прокатки / А.И. Целиков, А.И. Гришков. М.: Металлургия, 1970. - 358 с.

6. Целиков А.И. Основы теории прокатки / А.И. Целиков. М.: Металлургия, 1965. - 247 с.

7. Прокатка толстых листов / П.И. Полухин и др.. М.: Металлургия, 1984.-288 с.

8. Перетятько В.Н. Горячая прокатка листовой нержавеющей стали / В.Н. Перетятько, А.Ф. Кузнецов. Кемерово: Кемеровское кн. изд-во, 1989. -254 с.

9. Коновалов Ю.В. Расчет параметров листовой прокатки / Ю.В. Коновалов, A.JL Остапенко, В.Н. Пономарев. М.: Металлургия, 1986. - 429 с.

10. Сафьян М.М. Прокатка широкополосной стали / М.М. Сафьян. -М.: Металлургия, 1969. 460 с.

11. Ксензук Ф.А. Производство листовой нержавеющей стали / Ф.А. Ксензук, В.Б. Павлищев, Н.А. Трощенков. М.: Металлургия, 1975. - 384 с.

12. Грудев А.П. Теория прокатки / А.П. Грудев. М.: Металлургия, 1988.-240 с.

13. Зайков М.А. Режимы деформации и усилия при горячей прокатке / М.А. Зайков. Свердловск: Металлургиздат, 1960. - 300 с.

14. Коцарь C.JI. Технология листопрокатного производства / C.JI. Коцарь, А.Д. Белянский, Ю.А. Мухин. М.: Металлургия, 1997. - 272 с.

15. Франценюк И.В. Современные технологии производства металлопроката на Новолипецком металлургическом комбинате / И.В. Франценюк, Л.И. Франценюк. М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. - 208 с.

16. Шабалов И.П. Обобщение исследований по снижению затрат при производстве толстолистовой стали на реверсивном и планетарном станах / И.П. Шабалов, З.К. Шафигин. М.: Теплоэнергетик, 2003. - 304 с.

17. Гусовский В.Л. Современные нагревательные и термические печи (конструкции и технические характеристики) / В.Л. Гусовский, М.Г. Ладыги-чев, А.Б. Усачев. М.: Машиностроение, 2001. - 656 с.

18. Дегнер М. Разработки в области горячей и холодной прокатки / М. Дегнер, У. Ратцек // Чер. металлы. 2006. - №12. - С. 33-39.

19. Темлянцев М.В. Окисление и обезуглероживание стали в процессах нагрева под обработку давлением / М.В. Темлянцев, Ю.Е. Михайленко. -М.: Теплотехник, 2006. 200 с.

20. Северденко В.П. Окалина при горячей обработке металлов давлением / В.П. Северденко, Е.М. Макушок, А.Н. Равин. М.: Металлургия. 1977.-208 с.

21. Губинский В.И. Уменьшение окалинообразования при производстве проката / В.И. Губинский, А.Н. Минаев, Ю.В. Гончаров. Киев: Техшка, 1981.- 135 с.

22. Окисление и обезуглероживание стали / А.И. Ващенко и др.. -М.: Металлургия, 1972.-336 с.

23. Скворцов А.А. Безокислительный и малоокислительный нагрев стали под обработку давлением / А.А. Скворцов, А.Д. Акименко, М.Я. Кузе-лев. М.: Машиностроение, 1968. - 270 с.

24. Качество поверхности металла / А.И. Строганов и др.. М.: Металлургия, 1985. - 128 с.

25. Влияние условий нагрева и деформации на глубину поверхностных дефектов при прокатке легированной стали / Р.З. Малыгин и др.. // Сталь. 1978. - № 2. - С. 156, 157.

26. Выгорание поверхностных дефектов при нагреве металла под прокатку / А.А. Кугушин и др.. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1973. -№ 12.-С. 72-74.

27. Горенштейн М.М. Исследование захватывающей способности валков толстолистовых станов // Сталь. 1957. - № 3. - С. 239-242.

28. Горенштейн М.М. Трение и технологические смазки при прокатке / М.М. Горенштейн. Киев.: Техшка, 1972. - 192 с.

29. Кузьмин В.И. Причины образования вкатанной окалины при прокатке // Изв. вузов. Черная металлургия. 1963. - № 6. - С. 96-99.

30. Палий Г.М. Влияние режима нагрева на прочность сцепления окалины с металлом // Сталь. 1965. - № 8. - С. 764-766.

31. Роспасиенко В.И. Удаление окалины при горячей прокатке на листовых станах / В.И. Роспасиенко, B.C. Черницын // Сталь. 1969. - № 5. -С. 427-430.

32. Гончаров В.Ю. Микроструктура и механические свойства печной и воздушной окалины // Обработка металлов давлением: сб. науч. тр. М: Металлургия, 1967. - № 52. - С. 208-220.

33. Влияние условий окисления колесной стали на структуру и свойства образующейся окалины / Ю.Г. Ярошенко и др.. // Сталь. 2003. - № 7. -С. 83-84.

34. Определение оптимальных параметров режимов нагрева и обжатий при прокатке легированной стали на стане 4500 / А.Д. Филатов и др.. // Сталь. 1969. - № 3. - С. 232-235.

35. Шмит-Томас К.Г. Металловедение для машиностроения: справочник: пер. с нем. / под ред. В.А. Скуднова. М.: Металлургия, 1995. - 512 с.

36. Влияние структуры и свойств окалины на качество поверхности при горячей обработке металлов давлением / Ю.А. Кириллов и др.. // МиТОМ. 2000. - № 7. - С. 36-38.

37. Кофстад П. Высокотемпературное окисление металлов / П. Коф-стад. М.:Мир, 1969. - 392 с.

38. Причины образования окалины на горячекатаных полосах малоуглеродистых сталей / Ф.А. Ксензук и др. // Сталь. 1978. - № 2. - С. 158.

39. Палий Г.М. Влияние режима нагрева на прочность сцепления окалины с металлом // Сталь. 1965. - № 8. - С. 764-766.

40. Чижиков Ю.М. Прокатка и ковка высоколегированных сталей / Ю.М. Чижиков. М.: Металлургиздат, 1941. - 299 с.

41. Устранение запрессовки окалины после нагрева заготовки при производстве железнодорожных колес / М.М. Волкова и др.. // Металлургия и коксохимия: Республиканский межведомственный научно-технический сборник. Киев: Техшка, 1980. - Вып. 68. - С. 74, 75.

42. Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов / Н.П. Жук. -М.: Металлургия, 1976. 472 с.

43. Копытов В.Ф. Безокислительный нагрев стали / В.Ф. Копытов. -М.: Машгиз, 1947.- 144 с.

44. Хорошавин Л.Б. Окалиноустойчивость некоторых огнеупорных бетонов / Л.Б. Хорошавин, В.А. Перепелицын, Т.И. Борискова // Огнеупоры. 1979. -№ 1. - С. 43-47.

45. Анализ причин повышенного износа стен нагревательных колодцев слябинга 1150 завода им. Ильича / В.Л. Карасик и др.. // Огнеупоры. -1986.-№3.-С. 42-46.

46. Леонидова М.Н. Физико-химические основы взаимодействия металлов с контролируемыми атмосферами / М.Н. Леонидова, Л.А. Шварцман, Л.А. Шульц. М.: Металлургия, 1980. - 263 с.

47. Энергосберегающая технология нагрева слитков / Е.И. Казанцев и др.. М.: Металлургия, 1992. - 176 с.

48. Иванцов Г.П. Нагрев металла / Г.П. Иванцов. М.: Металлургиз-дат, 1948.- 192 с.

49. Немзер Г.Г. Тепловые процессы производства крупных поковок / Г.Г. Немзер. Д.: Машиностроение, 1979. - 270 с.

50. Немзер Г.Г. Теплотехнология кузнечно-прессового производства / Г.Г. Немзер. Д.: Машиностроение, 1988. - 320 с.

51. Кузнецова Н.П. Влияние окалинообразования на интенсивность теплообмена в методических печах / Н.П. Кузнецова, Г.И. Колченко // Изв. вузов. Черная металлургия. 1988. -№ 7. - С. 123-126.

52. Тимошпольский В.И. Стальной слиток. В 3 т. Т. 3. Нагрев / В.И. Тимошпольский и др.. Минск: Белорусская наука, 2001. - 879 с.

53. Носов Г.Л. Нагрев двухслойной пластины / Г.Л. Носов, А.Е. Шайкина // Нагрев и охлаждение стали, теплотехника слоевых процессов: сб. науч. тр. М.: Металлургия, 1970 - № 23. - С. 47-67.

54. Спивак Э.И. Нагревальщик методических печей прокатных станов / Э.И. Спивак. М.: Металлургия, 1976. - 280 с.

55. Грудев А.П. Захватывающая способность прокатных валков / А.П. Грудев. М.: СП Интермет Инжиниринг, 1998. - 283 с.

56. Чижиков Ю.М. Прокатываемость стали и сплавов / Ю.М. Чижиков. М.: Металлургиздат, 1961.-451 с.

57. Бочков Н.Г. Производство качественного металла на современных сортовых станах / Н.Г. Бочков. М.: Металлургия, 1988. - 312 с.

58. Максименко О.П. Влияние взвешенных частиц окалины на эффективность смазочного действия при горячей прокатке / О.П. Максименко, Н.П. Подберезный // Изв. вузов. Черная металлургия. 1996. -№ 2. - С. 16-18.

59. Роспасиенко В.И. Удаление окалины при горячей прокатке на листовых станах / В.И. Роспасиенко, B.C. Черницын // Сталь. 1969. - № 5. -С.427-430.

60. Влияние технологических факторов на полноту удаления окалины с листов / В.Д. Дмитриев и др.. // Производство листа. М.: Металлургия, 1972.-Ко 1.-С. 29,30.

61. Антипенко В.Г. Удаление печной окалины с поверхности слябов / В.Г. Антипенко, В.В. Миллер, В.М. Остапенко // Сталь. 1972. - № 9. - С. 829, 830.

62. Юдович С.З. Ковка на молотах заготовок из легированных сталей / С.З. Юдович. М.: Машиностроение, 1968. - 215 с.

63. Очистка от окалины горячекалиброванной круглой стали / Г.А. Гладков и др. // Сталь. 1974. - № 3. - С. 239-241.

64. Делюсто Л.Г. Абразивно-порошковая очистка проката от окалины / Л.Г. Делюсто. М.: Машиностроение, 2002. - 460 с.

65. Изготовление предельной канатной проволоки в потоке с механическим удалением окалины / Ю.И. Коковихин и др. // Сталь. 1976. - № 6.-С. 546-548.

66. Туктамышев И.Ш. Удаление окалины с катанки иглофрезерова-нием / И.Ш. Туктамышев, А.Н. Лащик // Сталь. 1981. - № 2. - С. 60, 61.

67. Травильно-регенерационные комплексы / В.И. Аксенов и др.. -М.: Теплотехник, 2006. 240 с.

68. Becker E.-U., Birkemeier G., Buchele W. u. a. Stahl u. eisen 120 (2000) Nr. 7, S. 71-76.

69. Райт К.-П Вызовы и решения при производстве полосы на установках CSP/ К.-П. Райт, В. Хенниг, Й. Кемпкен, Ш. Кремер // Чер. металлы. -2006.-№12.-С. 39-44.

70. Архаров В.И. Окисление металлов / В.И. Архаров. М.: Метал-лургиздат, 1945.- 171 с.

71. Эванс Ю.Р. Коррозия и окисление металлов / Ю.Р. Эванс. М.: Машиностроение, 1962. - 856 с.

72. Кубашевский О. Окисление металлов и сплавов / О. Кубашев-ский, Б. Гопкинс. М.: Металлургия, 1965. - 428 с.

73. Кофстад П. Высокотемпературное окисление металлов / П. Коф-стад . М.: Мир, 1969. - 392 с.

74. Окисление металлов Т. 1. Теоретические основы / под ред. Ж. Бе-нара. М.: Металлургия, 1967. - 499 с.

75. Окисление металлов Т.2 / под ред. Ж. Бенара. М.: Металлургия, 1969.-444 с.

76. Копытов В.Ф. Нагрев стали в печах / В.Ф. Копытов. М.: Метал-лургиздат, 1955. - 264 с.

77. Францевич И.Н. Высокотемпературное окисление металлов и сплавов / И.Н. Францевич, Р.Ф. Войтович, В.А. Лавренко. Киев.: Государственное издательство технической литературы УССР, 1963. - 323 с.

78. Эстрин Б.М. Производство и применение контролируемых атмосфер / Б.М. Эстрин. М.: Металлургия, 1963. - 343 с.

79. Шмыков А.А. Термодинамика и кинетика процессов взаимодействия контролируемых атмосфер с поверхностью стали / А.А. Шмыков, А.А. Хорошайлов, Е.А. Гюлиханданов. М.: Металлургия, 1991. - 160 с.

80. Эстрин Б.М. Контролируемые атмосферы в производстве металлопродукции / Б.М. Эстрин, Ю.И. Шумяцкий. М.: Металлургия, 1991. - 303 с.

81. Каплан В.Г. Методика испытаний нагревательных печей в черной металлургии / В.Г. Каплан, Э.И. Спивак. М.: Металлургия, 1970. - 464 с.

82. Корочкин Е.И. Сравнение различных способов определения угара металла / Е.И. Корочкин, E.JI. Медиокритский, Б .Я. Гладких // Изв. вузов. Черная металлургия. 1966.-№ 8.-С. 189-192.

83. Бирке Н. Введение в высокотемпературное окисление металлов / Н. Бирке , Дж. Майер. М.: Металлургия, 1987. - 184 с.

84. Казанцев Е.И. Промышленные печи / Е.И. Казанцев. М.: Металлургия, 1975.-367 с.

85. Малый С.А. Экономичный нагрев металла / С.А. Малый. М.: Металлургия, 1967. - 191 с.

86. О реализации режимов нагрева, минимизирующих окисление металла / Н.Ю. Тайц и др.. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1969. - № 12. -С. 135-138.

87. Об угаре металла при нагреве слитков в нагревательных колодцах / Свинолобов Н.П. и др.. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1988. - № 4. - С. 73-76.

88. Горбунов А.Д. Математическая модель тепловой обработки слитков перед прокаткой с учетом окалинообразования / А.Д. Горбунов, А.Ф. Рыжов, Н.С. Рой //Изв. вузов. Черная металлургия. 1991. -№ 1. - С. 84-86.

89. Лебедев А.Н. Окалинообразование углеродистых сталей в атмосфере воздуха / А.Н. Лебедев, Е.И. Казанцев, С.И. Гинкул // Изв. вузов. Черная металлургия. 1985.-№ 10.-С. 155.

90. Кельох М. Окисление углеродистой стали в продуктах сгорания коксовального газа // Изв. вузов. Черная металлургия. 1989. - № 11. - С. 133-136.

91. Иванов А.И. Экспериментальное исследование окисления железа в продуктах сгорания природного газа / А.И. Иванов, В.Г. Федорина, О.Н. Горова // Изв. вузов. Черная металлургия. 1984. -№ 12. - С. 86-88.

92. Коновалов А.В. Математическая модель окалинообразования и обезуглероживания металла в процессе нагрева / А.В. Коновалов, О.Ю. Муйземнек // Металлы. 2000. - № 4. - С.40-43.

93. Маковский В.А. Алгоритмы управления нагревательными печами / В.А. Маковский, И.И. Лаврентик, М.: Металлургия, 1977. - 183 с.

94. Рациональный выбор режима нагрева стальных слябов под прокатку / М.В. Темлянцев и др.. // Изв. вузов. Черная металлургия. 2001. - № 2.-С. 55-58.

95. Расчет нагревательных и термических печей: справ, изд. / С.Б. Василькова и др.. М.: Металлургия, 1983. - 480 с.

96. Кривандин В.А. Тепловая работа и конструкции печей черной металлургии / В.А. Кривандин, А.В. Егоров. М.: Металлургия, 1989. - 462 с.

97. Самарский А.А. Вычислительная теплопередача / А.А. Самарский, П.Н. Вабищев. М.: Едиториал УРСС, 2003. - 784 с.

98. Темлянцев М.В. Высокотемпературное окисление и обезуглероживание кремнистых пружинных сталей / М.В. Темлянцев, Н.В. Темлянцев // Заготовительные производства в машиностроении. 2005- №3. - С.50-52.

99. Окисление углеродистых конструкционных сталей при нагреве в атмосфере воздуха под обработку давлением / М.В. Темлянцев, B.C. Стариков, Н.В. Темлянцев, Б.К. Журавлев // Заготовительные производства в машиностроении- 2004- №5. С.44-46.

100. Корочкин Е.И. К вопросу о влиянии углерода на окисление стали / Е.И. Корочкин, А.А. Калиничев, А.А. Борисовский // Изв. вузов. Черная металлургия. 1971.-№ 8. - С. 11, 12.

101. Тайц Н.Ю. Методические нагревательные печи / Н.Ю. Тайц, Ю.И. Розенгарт. М.: Металлургиздат, 1964. - 408 с.

102. Исследование окисления трансформаторной стали в продуктах неполного сгорания природного газа / И.В. Франценюк и др.. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1974. - № 7. - С. 176-180.

103. Темлянцев М.В. Исследование химического состава окалины пружинной стали 60С2 / М.В. Темлянцев, Н.В. Темлянцев // Изв. вузов. Черная металлургия. 2005. - № 2. - С.75 -76.

104. Темлянцев М.В. Исследование температур оплавления образующейся при нагреве стали печной окалины / М.В. Темлянцев, Н.В. Темлянцев // Изв. вузов. Черная металлургия. 2005. - № 9. - С.51 - 53.

105. Казанцев Е.И. Исследования химического состава и температуры оплавления окалины / Е.И. Казанцев, А.Н. Лебедев // Изв. вузов. Черная металлургия. 1986. - № 10. - С. 153-154.

106. Химушин Ф.Ф. Нержавеющие стали / Ф.Ф. Химушин. М.: Металлургия, 1967. - 798 с.

107. Козлов А.И. Сравнение абразивных и некоторых механических свойств окалины стальных заготовок / А.И. Козлов, Б.М. Цейгер // КШП. -1970.-№11.-С. 41-42.

108. Перетятько В.Н. Удаление окалины с поверхности низко- и среднелегированных сталей при прокатке / В.Н. Перетятько, Н.В. Темлянцев // Изв. вузов. Черная металлургия. 2006. - № 10. - С. 23-26.

109. Комплексное исследование окалинообразования при нагреве металла под горячую обработку давлением / Ю.А. Кириллов и др.. // Производство проката. -2000. № 11. - С. 33-36.

110. Ежов А.А. Дефекты в металлах: справочник-атлас / А.А. Ежов, Л.П. Герасимова. М.: Русский университет, 2002. - 360 с.

111. Атлас дефектов стали: пер. с нем. М.: Металлургия, 1979. - 188 с.

112. Дефекты стали, справ, изд./ под ред. С.М. Новокщеновой, М.И. Виноград. М.: Металлургия, 1984. - 199 с.

113. Дефекты стальных слитков и проката: справ, изд. / В.В. Правосу-дович и др.. М.: Интермет Инжиниринг, 2006. - 384 с.

114. Трофимчук В.Д. Дефекты прокатной стали и меры борьбы с ними / В.Д. Трофимчук. М.: Металлургиздат, 1954. - 618 с.

115. Малиночка Я.Н. Перегрев и пережог стали / Я.Н. Малиночка, Г.З. Ковальчук, Л.Н. Багнюк // Сталь. 1983. - №9. - С. 73-77.

116. Рахштадт А.Г. Пружинные стали и сплавы / А.Г. Рахштадт. М.: Металлургия, 1971. - 496 с.

117. Борьба с обезуглероживанием рессорной полосы и влияние термической обработки на ее усталостную прочность и долговечность / Потемкин К.Д. и др. // Сталь. 1971. - № 7. - С. 642-644.

118. Пластичность стали при высоких температурах / М.И. Зуев и др.. М.: Металлургиздат, 1954. - 102 с.

119. Андреюк JI.B. Аналитическая зависимость сопротивления деформации сталей и сплавов от их химического состава / JI.B. Андреюк, Г.Г. Тюленев, Б.С. Прицкер // Сталь. 1972. № 6. - С. 522, 523.

120. Применение низкотемпературного режима' нагрева и прокатки при производстве катанки / В.И. Губинский и др.. // Сталь. 1991. - №3. -С. 49-51.

121. Губинский В.И. К вопросу оптимальной температуры нагрева металла в печи при минимальных затратах в системе печь-стан / В.И. Губинский, Ю.В. Куян, B.JL Бровкин // Изв. вузов. Черная металлургия. 1989. №9. -С. 157, 158.