185182. lajstromszámú szabadalom • Eljárás betonvasaláshoz való acélrudak gyártására
1 185 182 2 A találmány tárgya betonvasaláshoz való acélrudak gyártási eljárása. Mint ismeretes, a betonvasaláshoz használt acélrudakkal szemben támasztott követelmények közül a legfontosabb a magas folyáshatár és a jó alakíthatóság, továbbá "adott esetben a jó hegeszthetőség. Ezeket általában úgy gyártják, hogy az acélrudakat közvetlenül a hengerlés után, vagy a hengerlés közben hirtelen hűtik. A hengerlőgépek kezelőjének tehát a fenti követelményeket kell teljesítenie és egyúttal több más kényszerítő körülményt is figyelembe kell vennie. Így például a hengerelt acélrudak kiadási sebességét és hőmérsékletét, amelyeket a gyakorlatban a hengerlőgép határoz meg. Továbbá, bonyolítja a helyzetet, hogy a hengerlőgép körzetében általában szűk tér áll rendelkezésre a hűtőegység telepítése számára. Ismeretesek olyan megoldások, amelyekkel megkíséreltek bizonyos kompromisszumot létrehozni a vasalásrudak mechanikai tulajdonságai és gyártási költsége között. Előszöris ismert olyan javaslat, amely szerint „természetes kemény” acélrudakat úgy gyártanak, hogy a szükséges folyáshatár eléréséhez az acélhoz szén-adalékot (például 0,35 %), és magnézium-adalékot (például 1,3 %) adtak. Ezek az acélok elfogadható folyáshatárúak (legalább 420 MPa), azonban nyúlásuk és hajlíthatóságuk, azaz alakíthatóságuk viszonylag gyenge, továbbá rosszul hegeszthetők. A hegeszthetőség javítása céljából csökkentették a szén tártál mat, amivel azonban a folyáshatár csökkent. Ismeretes továbbá két olyan javaslat, amellyel a folyáshatár csökkenése kiküszöbölhető. Az elsőnél mikroötvözőelemeket alkalmaznak az acélhoz, például niobiurnot vagy vanádiumot. Ez az eljárás meglehetősen költséges, továbbá magával hozza a termék drágulását is. A másik lehetőség a folyáshatár növelésére az acélrudak hideg deformációja, például csavarása. Hiányossága azonban ennek a javaslatnak, lrogy a megnövekedett költségráfordítás mellett romlik az acélrudak nyúlást tulajdonsága. A találmány szerinti eljárás is alkalmazza a jelenleg ismert gyors hűtést (ennek időtartama korlátozott) a meleg hengerelt acélrudaknál avégett, hogy martenzites, vagy bainitos felületi réteget hozzunk létre. A gyors hűtést olyan további hűtés követi, amelynek során az acélrúd magja — azaz amelyet a hirtelen hűtés nem ért el és így lágy maradt — ferrites és karbidos szerkezetűvé válik. A hirtelen hűtés időtartamának helyes megválasztásával az acélrúd magjában visszatartható hő. Ennek következtében az acélrúd keresztmetszetében a járulékos hűtés közben olyan hőmérséklet gradiens alakul ki, aminek hatására a martenzites vagy bainitos felületi réteg lágyul. A gyors hűtés időtartamának helyes megválasztásával biztosítható, hogy a gyors hűtési művelet befejezésekor az acélrúd magja előre meghatározott hőmérsékletű legyen. A gyakorlatban ezt úgy valósítják meg, hogy érzékelik a felületi hőmérsékletet az acélrúdnak azon a szakaszán, ahol újraizzás figyelhető meg a magból kiáramló hő hatására. Az ilyen típusú eljárást „gyors hűtés és öiitcmperálás” néven tartják számon. Ez foganatosítható olyan vasalásrudakat gyártó berendezésnél, amelyen a gyors hűtési szakasz végén az acélrúd rnaghőmérséklete alapjellemzőként vehető figyelembe. Ez a hőmérséklet közelítőleg 850 °C, hogy az optimális kombinációt megközelítsük az acélrudak folyáshatára és nyúlási tulajdonsága tekintetében. A fenti kombináció alkalmazása kétségkívül javított minőségű vasalásrudak gyártásához vezet. 5 A találmány szerinti eljárás meghatározza a gyártandó termék számára azokat a gyártási paramétereket, amelyek jellemzőek a hirtelen hűtést végző egységre, és amelyek révén az acélrudak a kívánt tulajdonságokkal gyárthatók. Ezek a paraméterek a következők: előszöris a hir- 10 télén hűtés intenzitása, azaz a hőáramsűrűség, amelyet 800 és 600 °C közötti tartományban tekintve 0-vel jelölünk, és MW/mJ mértékegységben adunk meg; másrészt fontos paraméter a hirtelen hűtés időtartama, amelyet f-vel jelölünk és másodpercekben értünk. 15 A találmány szerinti eljárással elsősorban olyan betonvasaláshoz való acélrudak gyárthatók, amelyek mechanikai tulajdonságai a minőségi szabványoknak megfelelnek, például a folyáshatár 400—600 MPa közötti értékű, nyúlása pedig legalább 14%. 20 A találmány szerinti megoldás lényege, hogy az acélrudakat a hengerlés közben, vagy közvetlenül a hengerlés után hirtelen hűtjük, eközben 800-600 °C-os hőfoktartományban 0 hőáramsűrűséget alkalmazunk MW/m2- ben kifejezve, továbbá a hűtés másodpercekben kifeje- 26 zeit időtartamát (t) a következő összefüggés szerint választjuk meg: 0,45 d - 0,4 < 0 • t < 0,82 d + 0,6 30 log0>-0,964 lógd + 2,098 ahol d az acélrúd átmérőjét jelenti. A találmány szerinti eljárással gyártott termék lényegesen jobb mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, 35 mint az ismert megoldások szerint gyártottak. Egyrészt a martenzites/bainitos Téteg térfogata, valamint az önteniperálással elért lágyitás mértéke magas folyáshatárt eredményez. Másrészt a nyúlási tulajdonság az előírt határokon belül marad. 40 1. Példa A találmány szerinti eljárással 20 mm-es átmérőjű 45 acélrudakat kezeltünk, amelyek a hengerlőgépet 12 m/s sebességgel és 1050°C-os hőmérséklettel hagyták el. A hegeszthetőség és a gazdaságosság kívánt mértékű eléréséhez az acélhoz meghatározott mennyiségű adalékként például 0,1-0,2% C-t, valamint 0,8-1,3% Mn-t 50 adtunk. A jelen esetben 0,13 % C és 1,2 % Mn adalékot alkalmaztunk. A hengerlés után ennek az acélrúdnak a folyáshatára közelítőleg 365 MPa és a nyúlása 22-24% közötti értékű volt. Annak érdekében, hogy betonvasaláshoz javított 55 folyáshatárú és alakítbatóságú acélrudakat állítsunk elő, a hengerlőgép kezelője a hirtelen hűtés műveletét a fenti körülményeknek megfelelően végezte, azaz 0 > 7 MW/iii5 f>° 8,6 < 0 • t < 17. Ehhez tehát olyan hűtőegységet alkalmaztunk, amelynek átlagos hőáramsűrűsége 800 és 600 °C között 10 MW/m2, és amelynek L hossza 12 m. Ezzel 500 MPa 65 2
