СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ФОРМИРОВАНИЯ БЕЙНИТНОЙ СТРУКТУРЫ В УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ, ПРЕЖДЕ ВСЕГО В ПОЛОСОВОЙ СТАЛИ

1. Способ непрерывного формирования бейнитной структуры в углеродистой стали (1), прежде всего в полосовой стали, включающий в себя аустенитизацию (3) углеродистой стали (1) при температуре, превышающей температуру аустенитизации, введение аустенитизированной углеродистой стали (1) в ванну (2) с закалочной средой (21) для охлаждения углеродистой стали (1) до температуры, меньшей температуры аустенитизации, доведение углеродистой стали (1) до температуры бейнитного превращения и выдерживание (13) углеродистой стали (1) в течение определенного времени при этой температуре превращения с последующим охлаждением (17) углеродистой стали,
отличающийся тем, что
после аустенитизации (3) углеродистую сталь (1) пропускают через ванну (2) с небольшим по объему количеством закалочной среды (21), при этом сталь держат в контакте с закалочной средой (21) до тех пор, пока в общей структуре углеродистой стали (1), находящейся в ванне (2) с закалочной средой (21), не образуется задаваемая доля бейнитной структуры,
при выходе углеродистой стали (1) из ванны (2) остатки закалочной среды (21) удаляют с поверхности углеродистой стали (1) воздействием газа,
после чего при прохождении углеродистой стали (1) через расположенную после ванны станцию (13) изотермического выдерживания происходит превращение остальных составляющих структуры углеродистой стали (1) в бейнит, протекающее при температуре бейнитного превращения и без какого бы то ни было отклонения углеродистой стали (1) до тех пор, пока бейнитная структура в углеродистой стали (1) не сформируется полностью.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что время воздействия ванны (2) с закалочной средой (21) на структуру углеродистой стали (1) выбирают таким, чтобы в ванне (2) с закалочной средой (21) образовывалась, по существу, половина бейнитной структуры углеродистой стали (1).
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что время воздействия ванны (2) с закалочной средой, а также время пребывания углеродистой стали (1) на станции (13) изотермического выдерживания соответствуют типичной общей продолжительности образования бейнита.
4. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что переход от ванны (2) с закалочной средой (21) к станции (13) изотермического выдерживания осуществляют, по существу, без изменения температуры углеродистой стали (1) при продолжающемся образовании бейнитной структуры.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что удаление остатков закалочной среды (21) с поверхности углеродистой стали (1) производят путем сдувания (12) закалочной среды с углеродистой стали (1).
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что сдувание (12) закалочной среды (21) выполняют в среде защитного газа предпочтительно посредством термостатируемых инертных газов.
7. Способ по п.5 или 6, отличающийся тем, что термостатирование газов, предпочтительно инертных газов, для сдувания (12) закалочной среды (21) с углеродистой стали (1) регулируют таким образом, чтобы избежать изменения температуры углеродистой стали (1) при непрерывном образовании бейнитной структуры.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что термостатирование газов, предпочтительно инертных газов, для сдувания (12) закалочной среды (21) с углеродистой стали (1) регулируют таким образом, чтобы посредством термостатируемых инертных газов отводить теплоту превращения, выделяющуюся в углеродистой стали (1) при выходе из ванны (2) с закалочной средой, удерживая температуру углеродистой стали (1), по существу, постоянной на уровне температуры бейнитного превращения.
9. Способ по п.5, отличающийся тем, что в зоне сдувания (12) закалочной среды (21) не производят отклонения углеродистой стали (1), например, направляющими роликами (11).
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что длительность воздействия изотермического температурного режима на станции (13) изотермического выдерживания устанавливают в зависимости от скорости прохождения углеродистой стали (1) таким образом, чтобы обеспечить полное образование в углеродистой стали (1) бейнитной структуры на станции (13) изотермического выдерживания.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что углеродистую сталь (1) после полного завершения образования бейнита пропускают через охлаждающее устройство (17, 18).
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что в охлаждающем устройстве (17, 18) углеродистую сталь (1) охлаждают до температуры, исключающей изменения поверхности, прежде всего окисление или изменение окраски поверхности.
13. Способ по п.11, отличающийся тем, что охлаждающее устройство (17, 18) применяют в среде защитного газа, чтобы избежать изменений поверхности, прежде всего окисления или изменения окраски поверхности.
14. Способ по п.11, отличающийся тем, что охлаждающее устройство (17, 18) применяют в воздушной среде, чтобы вызвать изменение поверхности углеродистой стали в виде посинения.
15. Способ по одному из пп.11-14, отличающийся тем, что углеродистую сталь выводят из охлаждающего устройства (17, 18) с температурой на выходе, составляющей, по существу, 100°С или менее.
16. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве закалочной среды (21) используют ванну расплавленного металла.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что в качестве закалочной среды (21) используют ванну из соли, свинца и висмута.
18. Способ по п.1, отличающийся тем, что для предварительного подогрева входящей на станцию аустенитизации (3) еще сравнительно холодной углеродистой стали (1) ее перед входом на станцию аустенитизации (3) пропускают через ванну (10) подогрева, предпочтительно через зону ванны (2) с закалочной средой (21).
19. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру ванны (2) с закалочной средой (21) поддерживают на уровне температуры бейнитного превращения в углеродистой стали (1) также за счет того, что углеродистую сталь (1) пропускают через эту ванну (2) еще до входа на станцию аустенитизации (3), при этом сталь отдает выделившееся при закалке тепло углеродистой стали (1), которая затем входит на станцию аустенитизации (3) еще в сравнительно холодном состоянии.
20. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зоне аустенитизации углеродистой стали (1) движение углеродистой стали (1) направляют таким образом, чтобы еще сравнительно холодная углеродистая сталь (1), входящая (6) на станцию аустенитизации (3), нагревалась тепловым излучением (8) доведенной до температуры аустенитизации углеродистой стали (1) на выходной стороне станции аустенитизации (3).
21. Способ по п.20, отличающийся тем, что посредством теплового излучения (8), отдаваемого поступающей, еще сравнительно холодной углеродистой стали (1) более нагретой сталью (1) на выходной стороне (7) станции аустенитизации (3), достигают очень равномерного нагрева углеродистой стали (1) и обеспечивают установившиеся условия выдерживания при аустенитизации, а также однородность аустенитной структуры углеродистой стали (1).
22. Способ по п.20 или 21, отличающийся тем, что время пребывания углеродистой стали (1) на станции аустенитизации (3) под действием теплового излучения (8), отдаваемого уже более нагретой углеродистой сталью (1), выбирают настолько длительным, чтобы в углеродистой стали (1) установилась однородная аустенитная структура.
23. Способ по п.1, отличающийся тем, что углеродистую сталь (1) на станции аустенитизации (3) подвергают индукционному нагреву.
24. Устройство для формирования бейнитной или сорбитной структуры в углеродистой стали (1), прежде всего в полосовой стали, в частности для осуществления способа по п.1, включающее в себя станцию аустенитизации (3), посредством которой углеродистая сталь (1) доводится до температуры, превышающей температуру аустенитизации, ванну (2) с закалочной средой (21) для охлаждения аустенитизированной углеродистой стали (1) до температуры, меньшей температуры аустенитизации, станцию (13) изотермического выдерживания для выдерживания углеродистой стали (1) в течение определенного времени при этой температуре превращения, а также станцию охлаждения (17, 18) для последующего охлаждения углеродистой стали (1), отличающееся тем, что станция (13) изотермического выдерживания выполнена, по существу, вертикальной, башенного типа, а длина участка пути свободного движения углеродистой стали (1) через станцию (13) изотермического выдерживания обеспечивает превращение остальной части структуры в бейнит без отклонения углеродистой стали (1).
25. Устройство по п.24, отличающееся тем, что за счет образования задаваемой доли бейнитной структуры в общей структуре углеродистой стали (1) достигается минимизация объема закалочной среды (21) в ванне (2).
26. Устройство по п.24 или 25, отличающееся тем, что внутри ванны (2) с закалочной средой (21) направляющие ролики (11) расположены по схеме, обеспечивающей вывод углеродистой стали (1) из ванны (2) на станцию (13) изотермического выдерживания и/или погружение в ванну (2) полосы углеродистой стали (1) со станции аустенитизации (3), по существу, в вертикальном направлении.
27. Устройство по п.24, отличающееся тем, что между ванной (2) с закалочной средой (21) и станцией (13) изотермического выдерживания установлено устройство (12) для удаления остатков закалочной среды (21) с поверхности углеродистой стали (1), прежде всего устройство (12) для сдувания закалочной среды (21) с углеродистой стали (1).
28. Устройство по п.24, отличающееся тем, что для термостатирования среды защитного газа на станции (13) изотермического выдерживания и/или на станции охлаждения (17, 18) предусмотрены средства регулируемого нагрева защитного газа или водяные теплообменники (18).
29. Устройство по п.28, отличающееся тем, что заданный температурный режим среды защитного газа на станции (13) изотермического выдерживания поддерживается нагревателем.
30. Устройство по п.24, отличающееся тем, что углеродистая сталь (1) проходит зону аустенитизации таким образом, чтобы входящая на станцию аустенитизации (3), еще сравнительно холодная углеродистая сталь (1) нагревалась тепловым излучением (8) доведенной до температуры аустенитизации углеродистой стали (1) на выходной стороне станции аустенитизации (3).
31. Устройство по п.24, отличающееся тем, что станция (13) изотермической выдержки, выполненная, по существу, башенного типа, имеет корпус (14), разделенный таким образом, чтобы поддерживаемая в изотермическом состоянии углеродистая сталь (1) из ванны (2) с закалочной средой (21) проходила в первой камере (13) вертикально снизу вверх, а охлаждаемая углеродистая сталь (1) во второй расположенной рядом камере (17) - вертикально сверху вниз.
32. Устройство по п.31, отличающееся тем, что в верхней точке башенного корпуса (14) расположено отклоняющее устройство (15), направляющее углеродистую сталь (1), претерпевшую в корпусе полное бейнитное превращение, со станции (13) изотермического выдерживания на станцию охлаждения (17, 18).
33. Устройство по п.24, отличающееся тем, что ванна (2) с закалочной средой (21) заполнена смесью соли, свинца и висмута.
34. Устройство по п.24, отличающееся тем, что оно применимо для формирования сорбитной структуры, включающего поддержание ванны (2) с закалочной средой (21) при температуре, необходимой для превращения углеродистой стали (1) в сорбит, и контактирование углеродистой стали (1) в контакте с закалочной средой (21) до тех пор, пока сорбитная структура не образуется полностью или почти полностью, с последующим пропусканием углеродистой стали через расположенную после ванны станцию (13) изотермического выдерживания, по существу, только для охлаждения углеродистой стали (1) с образовавшейся сорбитной структурой.