Все о проволоке

Проволочное производство в метизной отрасли отечественной металлургии занимает ведущее место, как по объемам производства, так и по капиталовложениям в основные фонды.

Высокопрочная арматурная проволока применяется для предварительно напряженных конструкций, к которым относятся: железобетонные шпалы, фермы, балки и др. длинномерные железобетонные элементы конструкции ответственного назначения (мосты, пандусы, длинно пролетные конструкции и др.) [1].

Эффективность применения предварительно напряженных конструкций наряду с другими факторами в значительной мере определяется физико-механическими характеристиками напрягаемой арматуры, ее стоимостью, а также условиями совместной работы с бетоном.

В настоящее время на ММК-МЕТИЗ изготавливается проволока с двухсторонним периодическим профилем по ГОСТ 7348-81.

Рис. 1 Двухсторонний периодический профиль по ГОСТ 7348-81

Свойства арматурной проволоки, вид ее поверхности, от которой зависят характеристики сцепления арматуры с бетоном, определяются способом ее производства и принятыми технологическими режимами. От способа производства зависят и затраты на изготовление высокопрочной арматурной проволоки, а следовательно, и ее стоимость.

Наиболее распространенным способом производства высокопрочной арматурной проволоки у нас в стране и за рубежом является: 1) травление и подготовка поверхности катанки к волочению; 2) волочение катанки на передельную заготовку; 3) патентирование и подготовка поверхности проволоки-заготовки к волочению; 4) волочение в монолитной волоке; 5) профилирование при производстве проволоки периодического профиля с завершающей термической обработкой отпуском.

Приобретенное оборудование на ММК-МЕТИЗ в СКЦ позволяет совершенствовать технологию изготовления арматурной проволоки периодического профиля.

Технологический процесс производства высокопрочной стабилизированной углеродистой проволоки и прутков для армирования предварительно напряжённого железобетона в условиях ММК-МЕТИЗ включает в себя:

  1) травление и подготовка поверхности катанки к волочению;

  2) волочение высокопрочной проволоки диаметром 3,08,0 мм на стане прямоточного типа RI 120/8;

  3) нанесение профиля и отпуск арматурной проволоки на линии стабилизации.

Преимуществом прямоточных волочильных станов от станов магазинного типа является:

• непрерывность процесса во всех переходах, позволяющая управлять всеми барабанами одновременно;
• прямоточность прямой ввод проволоки без обводковых устройств, что сокращает число перегибов проволоки, упрощает и убыстряет заправку машины проволокой, способствует повышению скоростей волочения;
• авторегулирование процесса волочения стабилизирует процесс, обеспечивает надежность его поведения, упрощает систему управления машиной, уменьшает обрывность проволоки;
• наличие регулируемого противонатяжения позволяет уменьшить разогрев проволоки и волок и создает благоприятные условия для технологической смазки в зоне деформации, повышает стойкость волок, улучшает качество проволоки;
• отсутствие скручивания поволоки в переходах машины дает возможность осуществить процесс волочения средне- и высокоуглеродистых сталей;
• низкая заправочная скорость упрощает процесс заправки и обеспечивает безопасность работы, снижает обрывность проволоки.

Описание технологического процесса

Волочение проволоки осуществляется на восьмикратном прямоточном волочильном стане с необходимым количеством протяжек с целью получения проволоки заданного диаметра и требуемыми физико-механическими свойствами.

Волочильный стан спроектирован для сухого волочения проволоки. В качестве подсмазочного материала применяется Lubrifil.

Стан оборудован вытяжными устройствами для отвода продуктов горения смазки, пыли, образующихся в процессе волочения.

Линия стабилизации (ISF5) предназначена для нанесения периодического профиля и проведения термо-механической обработки арматурной проволоки, а также для получения круглой стабилизированной арматурной проволоки.

Технологический процесс изготовления высокопрочной проволоки состоит из следующих операций:

Размотка высокопрочной проволоки диаметром 3,010,0 мм с катушки массой 5 тонн (Рис.3).

Рис. 3 Размотка проволоки с катушки

Нанесение двухстороннего периодического профиля. Для нанесения профиля применяется двухроликовая неприводная клеть. С дальнейшим прохождением проволоки через рихтующие устройства. Рихтующие устройства располагаются в 2-х взаимно перпендикулярных плоскостях и служат для выпрямления проволоки.

Удаление волочильной смазки с поверхности осуществляется в промывочной ванне. Затем идет отпуск в индукционной печи. Нагрев проволоки производится до температуры 380400°С в индукторе с дальнейшим интенсивным охлаждением водой и удаление влаги с поверхности проволоки.

Натяжение проволоки осуществляется за счет рассогласования скоростей вращения двух пар тянущих кабестанов, которые придают проволоки прямолинейность.

Рис. 4 Тянущие кабестаны

Намотка готовой проволоки в моток.

Сформированные мотки увязываются на приемных устройствах и извлекаются из них для дальнейшей упаковки и формирования заказов (рис. 5).

Рис 5 Намотка проволоки в моток

Прочностные характеристики арматуры оказывают основное влияние на объем использования металла в производстве предварительно напряженного железобетона, поэтому главной тенденцией развития производства арматуры является повышение ее прочности.

Основным препятствием повышению прочностных свойств стандартной арматурной проволоки является ее склонность к расслоению (рис. 6;7)

Рис. 6 Расслоение проволоки диаметром 5,0 мм, изготовленной из проката диаметром 11,0 мм М 85КК

Рис. 7 Микроструктура осевой микротрещины по всему диаметру образца (расслоение проволоки диаметром 5,0 мм, изготовленной из проката диаметром 11,0 мм М 85КК)

При профилировании течение металла происходит преимущественно в направлении, перпендикулярном оси проволоки. Это создает благоприятные условия для раскрытия формирующихся при волочении продольных микротрещин и разрушения металла. Повышение суммарных обжатий при волочении увеличивает дефектность структуры металла и повышает вероятность расслоения (табл.1).

Таблица 1 Влияние суммарного обжатия на качество проволоки

Отработка технологии изготовления арматурной проволоки диаметром 5,0 мм, изготовленной из г/к подката диаметром 12,0; 11,0 мм показала, что процесс идет не стабильно. Наблюдаются обрывы и многочисленные расслоения (см. табл.1).

При изготовлении арматурной проволоки из подката диаметром 9,0 мм, процесс идет более стабильно. Расслоение проволоки тоже имеет место, но наблюдается при наличии на поверхности подката дефектов металлургического производства.

В дальнейшем предлагается опробовать технологию нанесения 3х;4х-стороннего периодического профиля взамен 2х-стороннего, так как за счет увеличения числа сторон периодического профиля можно уменьшить глубину вмятин, тем самым снижается вероятность расслоения, что позволит изготавливать стабилизированную проволоку с периодическим профилем.

Причем суммарные обжатия должны находиться в диапазоне 69 75 % и по входному контролю перлит 1-2 балла должен составлять не менее 80 %, рекомендуемые обжатия для изготовления арматурной проволоки по ГОСТ 7348-81 представлены в таблице 2.

Таблица 2 Рекомендуемые обжатия для изготовления арматурной проволоки по ГОСТ 7348-81.

В.П. Рудаков, Е.А. Пудов, А.А. Дьячкова

Открытое акционерное общество МАГНИТОГОРСКИЙ МЕТИЗНО-КАЛИБРОВОЧНЫЙ ЗАВОД ММК-МЕТИЗ ОАО ММК-МЕТИЗ