Термическая обработка направлена на улучшение изначальных физико-механических характеристик металла. Она позволяет повысить прочность и износостойкость металлопроката, что зачастую является не только желаемым, но и необходимым для качеств конечного изделия, в конструкции которого будет задействован прокат.
Организация термической обработки непосредственно по ходу движения процесса прокатки дает возможность потоковым методом получать высокопрочный качественный профиль, сокращать долю подготовительно-заключительного времени на операции, фактически объединяя их в одну.
Но подобный вариант всё же еще мало распространен. Большинство предприятий по производству металлопроката предпочитают выпускать стандартный стальной сортамент. Например сортамент стальных труб. Минимальное термическое воздействие ограничивается естественным охлаждением материала после прокатки на горячих станах.
Научные разработки касательно термообработки металлопроката для получения качественно новых, улучшенных свойств продукции на сегодняшний день являются весьма перспективными в плане повышения конкурентоспособности предприятий на рынке.
Современное высокоскоростное прокатное оборудование обеспечивает конечную температуру процесса примерно 1000...1100оС. Эти температуры создают благоприятные условия для собирательной рекристаллизации, что обеспечивает крупнозернистую структуру металла, что отличается достаточно сниженными прочностными свойствами. Если температуру уменьшить – размер зерен будет уменьшаться, тогда как количество феррита в структуре стали растет. Повышается пластичность без снижения прочностных характеристик материала.
Производить термическую обработку готовой продукции путём отдельных операций дорого, и потому – она используется редко. Куда более экономичный и выгодный вариант – использование тепла прокатного нагрева. Для этого различного рода печи устанавливаются непосредственно на прокатные станы, образуя принципиально новую структуру, ориентированную на конкретные потребности предприятия.
Подобные печи позволяют проводить нормализацию. Выдержка проката при температурах начала рекристаллизации и последующее охлаждение на воздухе в совокупности обеспечивают равномерную структуру металла из мелких зерен, что обладает высокой прочностью и сопротивлением внешним нагрузкам. Возможен даже сценарий перехода из одной печи в другую, когда в первой сталь подвергается нагреву, а во второй – охлаждению.
Крайне малое количество прокатных цехов оснащено термическим оборудованием, входящим в структуру потока прокатного стана. Куда большую популярность приобрели установки ускоренного охлаждения. Различают спрейерные и водяные типы подобного оборудования. При помощи таких машин прочность сталей можно повышать на 10…20 МПа, снижается размер зерна, структура преобразуется в перлитно-ферритную. С увеличением скорости и степени охлаждения улучшаются механические характеристики стали.
Процесс охлаждения металла после прокатки также позволяет влиять на глубину обезуглероженного слоя, что является немаловажным для отдельных профилей сортового проката. После подобного термического воздействия окалина с прокатки травится в кислоте проще и продуктивней.
Тип и режим термообработки зависит от требований к металлопрокату, конкретному сортаменту и профилю. Наиболее распространенными методами термического воздействия являются:
