Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения холоднодеформированного арматурного периодического профиля для железобетонных изделий

Классы МПК:C22C38/54 с бором
C22C38/32 с бором
C22C38/06 содержащие алюминий
C21D8/08 для армирования бетона
Автор(ы):, , , , ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-09-22
публикация патента:

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве подката из высокоуглеродистой стали для изготовления холоднодеформированного арматурного периодического профиля. Сталь содержит компоненты в мас.%: углерод от 0,75 до менее 0,90, марганец 0,40-0,70, кремний 0,17-0,37, фосфор не более 0,025, сера не более 0,020, хром не более 0,10, никель не более 0,10, медь не более 0,15, алюминий до менее 0,005, азот не более 0,008, бор от более 0,005 до 0,01, железо остальное. Получаемый прокат обладает улучшенными прочностными и пластическими свойствами, предопределяющими его использование для железобетонных изделий. 1 пр.

Изобретение относится, к металлургии стали и может быть использовано при производстве подката для производства холоднодеформированного арматурного периодического профиля.

Для производства арматурного периодического профиля используют как углеродистую, так и низколегированную сталь. Особенности сталей описаны, например, в ГОСТ 5781-82 «Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия»

Известна легированная арматурная сталь (патент Японии № 2002-069581 от 08.03.2002 г., заявка № 2000 - 270635 от 06.09.2000 г.), содержащая компоненты в соотношении, масс.%:

Углерод0,8высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения   холоднодеформированного арматурного периодического профиля для   железобетонных изделий, патент № 2479665 1,30
Марганец0,25высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения   холоднодеформированного арматурного периодического профиля для   железобетонных изделий, патент № 2479665 2,00
Кремний0,10высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения   холоднодеформированного арматурного периодического профиля для   железобетонных изделий, патент № 2479665 2,50
Фосфорпримесь
Сера примесь
Хром 0,05высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения   холоднодеформированного арматурного периодического профиля для   железобетонных изделий, патент № 2479665 2,00
Никель0,05высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения   холоднодеформированного арматурного периодического профиля для   железобетонных изделий, патент № 2479665 1,00
Медь0,05высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения   холоднодеформированного арматурного периодического профиля для   железобетонных изделий, патент № 2479665 1,00
Алюминийне более 0,05
Железо остальное

Недостатком этой стали является увеличенное содержание хрупких силикатов из-за большого содержания кремния, что в последствии приводит к недостаточной пластичности холоднодеформированного арматурного периодического профиля, кроме того, в готовой продукции не достигается требуемое сочетание пластичности и прочности.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения холоднодеформированного арматурного периодического профиля для железобетонных изделий (RU № 2399682, МПК С21С 38/12, опубл. 20.09.2010), содержащая углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, хром, никель, медь, алюминий, кальций, ванадий, азот и железо, и характеризуется содержанием указанных компонентов в соотношении, масс.%:

Углерод0,80высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения   холоднодеформированного арматурного периодического профиля для   железобетонных изделий, патент № 2479665 0,85
Марганец0,50высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения   холоднодеформированного арматурного периодического профиля для   железобетонных изделий, патент № 2479665 0,80
Кремнийне более 0,10
Фосфор не более 0,020
Сера не более 0,015
Хром0,20высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения   холоднодеформированного арматурного периодического профиля для   железобетонных изделий, патент № 2479665 0,30
Никельне более 0,10
Медь не более 0,10
Алюминий0,010высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения   холоднодеформированного арматурного периодического профиля для   железобетонных изделий, патент № 2479665 0,025
Кальций0,0001высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения   холоднодеформированного арматурного периодического профиля для   железобетонных изделий, патент № 2479665 0,005
Ванадий0,060высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения   холоднодеформированного арматурного периодического профиля для   железобетонных изделий, патент № 2479665 0,080
Азотне более 0,008
Железо остальное

При этом отношение содержания углерода к содержанию ванадия составляет не менее 10,5, а отношение содержания азота к суммарному содержанию алюминия и кальция составляет не менее 0,13.

Недостатком ближайшего аналога является низкое содержание кремния, как в полуспокойном металле, и наличие в стали алюминия, приводящее к повышенному угару алюминия, образованию алюминатов, "зарастанию" разливочного стакана (его затягивание) за счет алюминатов, что в свою очередь приводит к увеличению содержания неметаллических включений, снижению пластических свойств проката.

Технической задачей изобретения является обеспечение заданных прочностных свойств (высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения   холоднодеформированного арматурного периодического профиля для   железобетонных изделий, патент № 2479665 в), а именно в пределах от 950 до 1200 Н/мм2 , при сохранении высоких пластических (высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения   холоднодеформированного арматурного периодического профиля для   железобетонных изделий, патент № 2479665 10), а именно не менее 7% готовой продукции - холоднодеформированного арматурного периодического профиля.

Для решения этой задачи высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения холоднодеформированного арматурного периодического профиля для железобетонных изделий, содержащая углерод, марганец, кремний, фосфор, серу, хром, никель, медь, алюминий, азот и железо, согласно изобретению дополнительно содержит бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углеродот 0,75 до менее 0,90
Марганец0,40высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения   холоднодеформированного арматурного периодического профиля для   железобетонных изделий, патент № 2479665 0,70
Кремний0,17высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения   холоднодеформированного арматурного периодического профиля для   железобетонных изделий, патент № 2479665 0,37
Фосфорне более 0,025
Сера не более 0,020
Хромне более 0,10
Никель не более 0,10
Медьне более 0,15
Алюминий до менее 0,005
Азот не более 0,008
Борот более 0,005 до 0,01
Железо остальное

Все вышеуказанные пределы содержания компонентов в предлагаемой стали получены в результате обработки опытных данных.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации содержания углерода, кремния, алюминия и бора в стали, в результате этого повышаются пластические характеристики проката при сохранении высоких прочностных, что особенно важно при производстве высокоуглеродистой стабилизированной арматурной проволоки, улучшается разливаемость металла на сортовых МНЛЗ, увеличивается выход годного, снижается себестоимость стали за счет снижения расхода дорогостоящих ферросплавов.

Бор при кристаллизации захватывает водород и ограничивает насыщение им стали, стабилизирует подкорковую зону непрерывнолитой заготовки, подавляет ликвацию серы и других примесей - то есть значительно снижает подусадочную ликвацию. Кроме того, нитрид бора BN исключает протекание процессов старения во времени за счет полного связывания азота. Более низкая прочность и повышенная пластичность катанки с бором по сравнению с аналогичной катанкой из стали без бора обусловлены влиянием бора, способствующего более равномерному распределению базовых и примесных элементов между составляющими структуры. Кроме того, в результате связывания атомов азота в боронитриды и карбоборонитридные соединения мартенсит в структуре катанки с бором имеет меньшую концентрацию азота и как менее твердый и прочный приобретает большую склонность к деформационному формоизменению.

Содержание кремния 0,17-0,37% позволяет получить хорошо расскисленный металл и снизить содержание хрупких силикатов, а также при последующей холодной деформации избежать резкого снижения пластических свойств (в связи с тем, что более высокое содержание кремния препятствует движению дислокаций).

Ограничение верхней границы содержания алюминия позволяет максимально снизить содержание неметаллических включений, повысить качество непрерывнолитой заготовки.

Опытную проверку заявляемого технического решения осуществили, при производстве стали 80Р в электросталеплавильном цехе ОАО «Магнитогорского металлургического комбината» с последующей ее прокаткой на стане 170 в сортовом цехе, а в дальнейшем переработкой в высокопрочную стабилизированную арматуру. Результаты опытов оценивали по результатам механических испытаний арматурной проволоки.

Наилучшие результаты (выход годного проката в пределах 99,0-99,3 после испытаний по механическим свойствам (временное сопротивление и сужение) получены при использовании предлагаемой стали.

Отклонения от требуемого химического состава приводили к получению брака по механическим свойствам.

Так, при содержании в стали (масс.%) Al>0,005 (но при рекомендуемом содержании остальных элементов), С<0,75, Mn<0,40, Si<0,17, В<0.005 и N>0,008 (при том же условии) не удалось получить требуемый уровень временного сопротивления в соответствии с нормативно технической документацией у 3,5-5,5% арматурной проволоки. При содержании в стали (масс.%) С>0,90 (но при рекомендуемом содержании остальных элементов), Mn>0,70, Si>0.37 и В>0.01, а также повышенном содержании S, Р, Cr, Ni и Cu (соответственно, больше 0,020, 0,025, 0,10, 0,10 и 0,15) не удалось получить требуемые пластические свойства.

При получении же арматурной проволоки из стали, химический состав которой имел хотя бы один компонент с отличной (от заявляемой) величиной, отсортировка арматурной проволоки по недопустимым отклонениям от заданной нормы относительного удлиннения (высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения   холоднодеформированного арматурного периодического профиля для   железобетонных изделий, патент № 2479665 10), а именно не менее 7%, составляла не менее 1,2-5,6%.

Сравнительные испытания стали, выбранной в качестве ближайшего аналога, привели к отсортировке по вышеназванной причине 3,5-6,0% готового проката. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для выполнения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

Реализация предлагаемого изобретения при производстве высокоуглеродистой стали для производства подката для получения холоднодеформированного арматурного периодического профиля для железобетонных изделий позволит повысить прибыль от реализации проката с улучшенными потребительскими свойствами.

Пример конкретного выполнения.

Арматурная проволока из высокоуглеродистой стали диаметром 15,5 мм содержит (масс.%): С=0,79; Si=0,26; Mn=0,52; S=0,008; Р=0,017; Cr=0,04; Ni=0,03; Cu=0,04; Al=0,002; N=0,006; В=0,0053, остальное - железо.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения холоднодеформированного арматурного периодического профиля для железобетонных изделий, содержащая углерод, марганец, кремний, фосфор, серу, хром, никель, медь, алюминий, азот и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углеродот 0,75 до менее 0,90
марганец0,40-0,70
кремний 0,17-0,37
фосфорне более 0,025
сера не более 0,020
хромне более 0,10
никель не более 0,10
медьне более 0,15
алюминий до менее 0,005
азот не более 0,008
борот более 0,005 до 0,01
железо остальное


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2479665

patent-2479665.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C22C38/54 с бором

Патенты РФ в классе C22C38/54:
термостойкая аустенитная сталь, обладающая стойкостью к растрескиванию при снятии напряжений -  патент 2528606 (20.09.2014)
жаропрочная сталь мартенситного класса -  патент 2524465 (27.07.2014)
коррозионно-стойкая легированная нейтронно-поглощающая сталь для изготовления шестигранных чехловых труб для уплотненного хранения в бассейнах выдержки и транспортировки ядерного топлива -  патент 2519064 (10.06.2014)
малоактивируемая жаропрочная радиационностойкая сталь -  патент 2515716 (20.05.2014)
сталь арматурная термомеханически упрочненная для железобетонных конструкций -  патент 2506339 (10.02.2014)
сталь -  патент 2502822 (27.12.2013)
коррозионно-стойкая аустенитная сталь -  патент 2499075 (20.11.2013)
закаленная мартенситная сталь с низким содержанием кобальта, способ получения детали из этой стали и деталь, полученная этим способом -  патент 2497974 (10.11.2013)
высокопрочная хладостойкая свариваемая сталь -  патент 2495149 (10.10.2013)
высокотвердые, с высокой ударной вязкостью сплавы на основе железа и способы их изготовления -  патент 2481417 (10.05.2013)

Класс C22C38/32 с бором

Патенты РФ в классе C22C38/32:
коррозионно-стойкая легированная нейтронно-поглощающая сталь для изготовления шестигранных чехловых труб для уплотненного хранения в бассейнах выдержки и транспортировки ядерного топлива -  патент 2519064 (10.06.2014)
проволока из высокоуглеродистой стали с превосходными свойствами способности к волочению и усталостными характеристиками после волочения -  патент 2507292 (20.02.2014)
высокопрочная бесшовная стальная труба, обладающая очень высокой стойкостью к сульфидному растрескиванию под напряжением для нефтяных скважин и способ ее изготовления -  патент 2493268 (20.09.2013)
высокопрочная сталь -  патент 2481416 (10.05.2013)
способ производства борсодержащей стали -  патент 2477324 (10.03.2013)
способ термомеханического придания формы конечному продукту с очень высокой прочностью и полученный таким образом продукт -  патент 2469102 (10.12.2012)
прокат полосовой из борсодержащей марганцовистой стали -  патент 2458177 (10.08.2012)
жаропрочная сталь -  патент 2448192 (20.04.2012)
сталь -  патент 2446226 (27.03.2012)
конструкционная сталь -  патент 2445396 (20.03.2012)

Класс C22C38/06 содержащие алюминий

Патенты РФ в классе C22C38/06:
высокопрочный холоднокатаный лист с превосходной формуемостью и способ его изготовления -  патент 2527514 (10.09.2014)
холоднокатаный стальной лист, обладающий превосходной сгибаемостью, и способ его производства -  патент 2526345 (20.08.2014)
проволока из высокоуглеродистой стали с превосходными свойствами способности к волочению и усталостными характеристиками после волочения -  патент 2507292 (20.02.2014)
способ производства холоднокатаной стали для глубокой вытяжки -  патент 2499060 (20.11.2013)
высокопрочный, высоковязкий тонкий стальной пруток и способ его изготовления -  патент 2494165 (27.09.2013)
стальной материал с высокой стойкостью к инициированию вязких трещин от зоны, подвергнутой действию сварочного тепла, и базовый материал, а также способ их производства -  патент 2493287 (20.09.2013)
высокопластичная низкоуглеродистая сталь -  патент 2490354 (20.08.2013)
неориентированная магнитная листовая сталь и способ ее изготовления -  патент 2485186 (20.06.2013)
сварочная проволока из низкоуглеродистой легированной стали -  патент 2477334 (10.03.2013)
электротехническая листовая сталь с неориентированным зерном и способ ее изготовления -  патент 2471013 (27.12.2012)

Класс C21D8/08 для армирования бетона

Патенты РФ в классе C21D8/08:
высокопрочный свариваемый арматурный профиль -  патент 2478727 (10.04.2013)
способ производства стальной высокопрочной наноструктурированной арматуры -  патент 2471004 (27.12.2012)
способ проката горячекатаной арматуры периодического профиля -  патент 2467075 (20.11.2012)
способ упрочнения арматурного стержня из материала, обладающего площадкой текучести -  патент 2457259 (27.07.2012)
способ термомеханической обработки проката -  патент 2448167 (20.04.2012)
способ производства дискретно-структурированного сейсмостойкого арматурного стержня -  патент 2418867 (20.05.2011)
высокоуглеродистая сталь для производства подката для получения холоднодеформированного арматурного периодического профиля для железобетонных изделий -  патент 2399682 (20.09.2010)
способ производства горячекатаной катанки для изготовления арматурного проката периодического профиля для армирования железобетонных конструкций -  патент 2394923 (20.07.2010)
способ изготовления сейсмостойкого арматурного стержня -  патент 2393261 (27.06.2010)
способ производства арматурного проката периодического профиля для армирования железобетонных конструкций -  патент 2389804 (20.05.2010)

Наверх