ADVANTAGES OF RAPID METHOD FOR DETERMINING SCALE MASS AND DECARBURIZED LAYER OF ROLLED COIL STEEL

E. V. Parusov, А. B. Sychkov, S. I. Gubenko, I. N. Chuiko, L. V. Sahura

Abstract


Purpose. To determine the universal empirical relationships that allow for operational calculation of scale mass and decarbonized layer depth based on the parameters of the technological process for rolled coil steel production. Methodology. The research is carried out on the industrial batches of the rolled steel of SAE 1006 and SAE 1065 grades. Scale removability was determined in accordance with the procedure of «Bekaert» company by the specifi-cations: GA-03-16, GA-03-18, GS-03-02, GS-06-01. The depth of decarbonized layer was identified in accordance with GOST 1763-68 (M method). Findings. Analysis of experimental data allowed us to determine the rational temperature of coil formation of the investigated steel grades, which provide the best possible removal of scale from the metal surface, a minimal amount of scale, as well as compliance of the metal surface color with the require-ments of European consumers. Originality. The work allowed establishing correlation of the basic quality indicators of the rolled coil high carbon steel (scale mass, depth of decarbonized layer and inter-laminar distance in pearlite) with one of the main parameters (coil formation temperature) of the deformation and heat treatment mode. The re-sulting regression equations, without metallographic analysis, can be used to determine, with a minimum error, the quantitative values of the total scale mass, depth of decarbonized layer and the average inter-lamellar distance in pearlite of the rolled coil high carbon steel. Practical value. Based on the specifications of «Bekaert» company (GA-03-16, GA-03-18, GS-03-02 and GS-06-01) the method of testing descaling by mechanical means from the surface of the rolled coil steel of low- and high-carbon steel grades was developed and approved in the environment of PJSC «ArcelorMittal Kryvyi Rih». The work resulted in development of the rapid method for determination of total and remaining scale mass on the rolled coil steel surface of low- and high-carbon steel grades depending on the temperature coil formation. There was obtained the patent of Ukraine for invention no. 91760 «The method for de termining the total and remaining amount of scale on the rolled steel surface».


Keywords


rolled coil steel; scale; decarbonized layer; deformation-thermal treatment

References


Blatner M.Ye. Metodika issledovaniy metallov i obrabotki opytnykh dannykh [Methods of metals research and processing of experimental data].Moscow, Metallurgizdat Publ., 1952. 444 p.

Vakulenko I.A., Bolshakov V.I. Morfologiya struktury i deformatsionnoye uprochneniye stali [The morphology of the structure and work hardening of steel].Dnepropetrovsk, Makovetskiy Publ., 2008. 196 p.

Vakulenko І.O. Strukturniy analіz v materіaloznavstvі [Structural analysis in material science]. Dnipropetrovsk, Makovetskyi Publ., 2010. 124 p.

Parusov E.V., Parusov V.V., Lutsenko V.A. Vzaimosvyaz strukturnykh, mekhanicheskikh i tekhnologicheskikh kharakteristik katanki iz stali 80 KRD [The relationship of the structural, mechanical and technological characteristics of 80 KRD wire-rod of steel]. Sbornik nauchnykh trudov «Stalnyye kanaty» [Pros. «Steel ropes»],Odessa, Astroprint Publ., 2007, pp. 155-161.

Parusov V.V., Parusov E.V., Chuyko I.N., Sychkov A.B., Derevyanchenko I.V. Vzaimosvyaz tolshchiny i udelnoy massy okaliny na poverkhnosti vysokouglerodistoy katanki [The relationship of thickness and specific mass scale on the surface of high carbon wire rod]. Sbornik nauchnykh trudov «Stroitelstvo, materialovedeniye, mashinostroeniye» [Proc. «Construction, Material Science, Engineering Industry»],Dnepropetrovsk, PGASA Publ., 2004, vol. 27, no.2, pp. 26–29.

Kovaleva I. A., Kuchkov A. A., Vengura A. V., Hodosovskaya N. A., Guzova I. A., Ovchinnikova I. A. Issledovaniye vliyaniya okalinoobrazovaniya na sostoyaniye poverkhnosti zagotovok dlya povysheniya kachestva goryachekatanykh bezshovnykh trub [Study of the effect of scaling on the state of the surface of the workpieces to improve the quality of hot-rolled seamless pipes]. Litye i metallurgiya – Casting and Metallurgy, 2014, no. 3 (76), pp. 53–57.

Dobryak V. D., Stepanenko A. N., Ugryumov Yu. D., Gubinskiy M. V., Grinev A. F. Issledovaniye ohlazhdeniya trub pri gidrosbive okalinyi [Research cooling pipes at descaling]. Metallurgicheskaya i gornorudnaya promyishlennost – Metallurgical and Mining Industry, 2016, no. 1, pp. 99–102.

Kaystrov E. A. Borba s obezuglerozhivaniyem v prokatnykh tsekhakh [Fighting with decarbonization in rolling mills]. Stal – Steel, 1950, no 12, pp. 1106-1108.

Katanka stalnaya kanatnaya. Tehnicheskiye usloviya: DSTU 3683–98 [State Standard 3683–98. Steel cable wire rod].Kiev, Derzhspozhivstandart Ukrayini Publ., 1999, 34 p.

Kolichestvennoye opredeleniye obshchego kolichestva okaliny, sposobnosti k udaleniyu okaliny i ostatochnykh oksidov s poverkhnosti vysokouglerodistogo i nizkouglerodistogo prokata [Quantitative determination of the total amount of scale, descaling ability and residual oxides from the surface of rolled high-low-carbon]: GA–03–16, BEKAERT. MBUSC. BK-spec: GA-03-16. May 1994, 9 p.

Kopyitov V. F. Nagrev stali v pechah [Heating the steel in furnaces].Moscow, Metallurgiya Publ., 1955. 264 p.

Kravchenko M. S., Marchenko N. V. Strategiya innovatsionnoy deyatelnosti promyshlennykh predpriyatiy [The strategy of innovative activity of industrial enterprises]. Nauka ta progres transportu – Science and Transport Progress, 2016, no. 2 (62), pp. 25–35. doi: 10.15802/stp2016/67283.

Kubashevskiy O., Gopkins V. Okisleniye metallov i splavov [Oxidation of Metals and Alloys].Moscow, Metallurgiya Publ., 1965, 428 p.

Ledkov V. G. Nepreryvnyye travilnyye linii [The continuous pickling lines].Moscow, Metallurgizdat Publ., 1961. 158 p.

Matveyev B.N. Metody povysheniya kachestva katanki[Methods to improve the quality of a wire rod]. Prokatnoye proizvodstvo – Rolling, 2001, no. 1, pp. 40–47.

Nalcha G.I. Kompleksnoye issledovaniye okaliny, obrazuyushcheysya pri goryachey prokatke [Comprehensive study of scale produced during hot rolling]. Novosti chernoy metallurgii Rossii i zarubezhnykh stran – News of Ferrous Metallurgy in Russia and Abroad, 1999, no. 2, pp. 102–112.

Parusov V.V. Razrabotka tekhnologicheskikh rezhimov okhlazhdeniya katanki na linii Stelmor, obespechivayushchikh trebuemuyu udalyaemost okaliny mekhanicheskim sposobom i tovarnyy vid metalloproduktsii [Development of technological modes of rod cooling on Stelmor line, providing the required removability of scale with mechanical way and presentation of metal].Dnepropetrovsk, 2007. 88 p.

Lutsenko V.A., Yevsyukov M.F., Sivak A.I., Matochkin V.A., Anelkin N.I. Formirovaniye struktury i svoystv katanki dlya sverkhvysokoprochnogo metallokorda [Formation of structure and properties of the rod for ultra-high steel cord]. Metallurgicheskaya i gornorudnaya promyishlennost – Metallurgical and Mining Industry, 2006, no. 6, pp. 54–57.

Frik Yu. Optimizatsiya tekhnologii gidromekhanicheskogo udaleniya okaliny na stali [Optimization of hydro- mechanical descaling technology on steel]. Novosti chernoy metallurgii za rubezhom – News of Ferrous Metallurgy in Russia and Abroad, 2012, no. 4 (88), pp. 59–60.

Funke P. ml., Khaynritts M. Vliyaniye usloviy okhlazhdeniya na stane na strukturu okaliny i travimost stalnoy katanki [Effect of cooling conditions at the camp on the scale structure of the etchability of steel rod]. Chernyye metally – Ferrous Metals, 1970, no. 3, pp. 12-20.

Bakhmatov Yu.F., Pashchenko K.G., Kal’chenko A. A., Belov A. S. , Tyuteryakov N. Sh. Integrated process for drawing wire-rod without a die plate and descaling the rod surface. Metallurgist, 2014, vol. 58, issue 3, pp. 316-320. doi:10.1007%2Fs11015-014-9908-0

Tominaga J., Wakimoto K. Mori T. Manufacture of Wire Rods with Good Descaling Property. Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan, 1982, no. 8, vol. 22, pp. 646-656. doi: 10.2355/isijinternational1966.22.646.

Pfeil L. B. Journal of the Iron and Steel Institute, 1931. No. 123.


GOST Style Citations


  1. Блатнер, М. Е. Методика исследований металлов и обработки опытных данных / М. Е. Блатнер. – Москва : Металлургиздат, 1952. – 444 с.
  2. Вакуленко, И. А. Морфология структуры и деформационное упрочнение стали / И. А. Вакуленко, В. И. Большаков. – Днепропетровск : Маковецкий, 2008. – 196 с.
  3. Вакуленко, І. О. Структурний аналіз в матеріалознавстві / І. О. Вакуленко. – Дніпропетровськ : Маковецький, 2010. – 124 с.
  4. Взаимосвязь структурных, механических и технологических характеристик катанки из стали 80 КРД / Э. В. Парусов, В. В. Парусов, В. А. Луценко [и др.] // Стальные канаты : сб. научн. тр. – Одесса : Астропринт, 2007. – С. 155–161.
  5. Взаимосвязь толщины и удельной массы окалины на поверхности высокоуглеродистой катанки / В. В. Парусов, Э. В. Парусов, И. Н. Чуйко [и др.] // Стр-во, материаловедение, машиностроение : сб. научн. тр. – Днепропетровск : ПГАСА, 2004. – Вып. 27. – Ч. 2. – С. 26–29.
  6. Исследование влияния окалинообразования на состояние поверхности заготовок для повышения качества горячекатаных безшовних труб / И. А. Ковалева, А. А. Кучков, А. В. Венгура [и др.] // Литье и металлургия. – 2014. – № 3 (76). – С. 53–57.
  7. Исследование охлаждения труб при гидросбиве окалины / В. Д. Добряк, А. Н. Степаненко, Ю. Д. Угрюмов [и др.] // Металлург. и горноруд. промышленность. – 2016. – № 1. – С. 99–102.
  8. Кайстров, Е. А. Борьба с обезуглероживанием в прокатных цехах / Е. А. Кайстров // Сталь. – 1950. – № 12. – С. 1106–1108.
  9. Катанка стальная канатная. Технические условия: ДСТУ 3683–98. – [Чинний від 1999-01-01]. – Киів : Держспоживстандарт України, 1999. – 34 с. – (Національний стандарт України).
  10. Количественное определение общего количества окалины, способности к удалению окалины и остаточных оксидов с поверхности высокоуглеродистого и низкоуглеродистого проката: GA–03–16. – BEKAERT. MBUSC. BK-spec: GA-03-16. – 1994. – 9 с.
  11. Копытов, В. Ф. Нагрев стали в печах / В. Ф. Копытов. – Москва : Металлургия, 1955. – 264 с.
  12. Кравченко, М. С. Стратегия инновационной деятельности промышленных предприятий / М. С. Кравченко, Н. В. Марченко // Наука та прогрес транспорту. – 2016. – № 2 (62). – С. 25–35. doi: 10.15802/stp2016/67283.
  13. Кубашевский, О. Окисление металлов и сплавов / О. Кубашевский, В. Гопкинс [пер. с англ.]. – Москва : Металлургия, 1965. – 428 с.
  14. Ледков, В. Г. Непрерывные травильные линии / В. Г. Ледков. – Москва : Металлургиздат, 1961. – 158 с.
  15. Матвеев, Б. Н. Методы повышения качества катанки / Б. Н. Матвеев // Прокатное производство. – 2001. – № 1. – С. 40–47.
  16. Налча, Г. И. Комплексное исследование окалины, образующейся при горячей прокатке / Г. И. Налча // Новости черной металлургии России и зарубежных стран. – 1999. – № 2. – С. 102–112.
  17. Парусов, В. В. Разработка технологических ре-жимов охлаждения катанки на линии Stelmor, обеспечивающих требуемую удаляемость окалины механическим способом и товарный вид металлопродукции : Отчет о НИР / Ин-т черной металлургии НАНУ ; Рук. В. В. Парусов. - Днепропетровск, 2007. – 88 с.
  18. Формирование структуры и свойств катанки для сверхвысокопрочного металлокорда / В. А. Луценко, В. А. Маточкин, Н. И. Анелькин [и др.] // Металлург. и горноруд. промышленность. – 2006. – № 6. – С. 54–57.
  19. Фрик, Ю. Оптимизация технологии гидромеханического удаления окалины на стали / Ю. Фрик // Новости черной металлургии за рубежом. – 2012. – № 4 (88). – С. 59–60.
  20. Функе, П. мл. Влияние условий охлаждения на стане на структуру окалины и травимость стальной катанки / П. мл. Функе, М. Хайнритц // Черные металлы. – 1970. – № 3. – С. 12–20.
  21. Integrated process for drawing wire-rod without a die plate and descaling the rod surface / Yu. F. Bakhmatov, K. G. Pashchenko, A. A., Kal’chenko [et al.] // Metallurgist. – 2014. – Vol. 58. – Iss. 3-4. – P. 316–320. doi: 10.1007/s11015-014-9908-0.
  22. Manufacture of Wire Rods with Good Descaling Property / J. Tominaga, K. Wakimoto, T. Mori [et al.] // Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan. – 1982. – Vol. 22. – Iss. 8. – P. 646–656. doi: 10.2355/isijinternational1966.22.646 .
  23. Pfeil, L. B. J. of the Iron and Steel Institute / L. B. Pfeil. – 1931. – № 123.


DOI: https://doi.org/10.15802/stp2016/78353

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN 2307–3489 (Print)
ІSSN 2307–6666 (Online)