СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛЬНОЙ ПОЛОСЫ ДЛЯ ЭМАЛИРОВАНИЯ Российский патент 1998 года по МПК C21D8/02 C21D9/46 C21D3/02 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к термообработке холоднокатаной стальной полосы для эмалирования.

Известен способ производства металла для последующего эмалирования, например получения эмалированной посуды, принятый в качестве аналога [1] и заключающийся в следующем. Металл марки 08пс (0,06-0,08%C) выплавляют в конвертере, мартеновской или электродуговой печи, затем разливают в слитки или слябы и подвергают горячей прокатке, причем, если это слитки, то двустадийной: на обжимном стане и листовом стане горячей прокатки, где получают полосу толщиной 2-5 мм. Горячекатаные рулоны поступают на стан холодной прокатки, где получают полосу толщиной 0,3-1,2 мм, т.е. необходимой для изготовления конечной продукции. Затем металл проходит рекристаллизационный отжиг в колпаковых или протяжных печах. Затем металл поступает на штамповочные прессы и на готовые металлические изделия наносится эмаль в два слоя грунтовка и поверхностный слой, которые затем проходят специальный обжиг в проходных печах.

Данный способ имеет существенный недостаток, который заключается в том, что ему сопутствует значительное количество брака типа "рыбья чешуя" на поверхности готового изделия, связанного с выделением водорода, адсорбированного на дефектах (включениях и т.п.) в процессе термообработки в защитной водосодержащей атмосфере перед нанесением покрытия.

Известен способ производства стальной полосы для эмалирования [2] Выплавляется сталь состава, С 0,005; Mn 0,05-0,4; S ≤ 0,01; Al≤0,08; N 0,005-0,015; Ti 0,05-0,3; Cu > 0,05-0,3, причем Cu P≥ 3,0, отливается в сляб, который прокатывается на стане, причем температура смотки горячекатаной полосы ≥ 500^oC. Затем металл поступает на стан холодной прокатки, после которого происходит отжиг в диапазоне от температуры рекристаллизации до точки Ac₃. При этом способе качество эмалирования полосы за счет низкого содержания углерода достигается даже при одноступенчатом нанесении эмали.

Недостатки данного способа заключаюся в следующем:
необходимо специальное дорогостоящее оборудование, которое позволяет при выплавке получить в металле содержание углерода 0,005% и ниже;
необходимо легирование металла титаном и медью, что также повышает стоимость готового листа.

Наиболее близким аналогом к предполагаемому изобретению является способ производства стальной полосы для эмалирования [3] включающий выплавку стали, разливку, горячую и холодную прокатку с получением полосы заданной толщины, отжиг в печи в среде, состоящей из влажной смеси азота и водорода при непрерывной транспортировке полосы, причем нагрев до температуры обезуглероживающего отжига осуществляется в три этапа с регламентацией скорости нагрева в пределах 15-25^oC/с до 500^oC, 5-10^oC/с до 720-760^oC и с произвольной скоростью нагрева до 800^oC.

Недостатком наиболее близкого аналога является большая энергоемкость процесса, так как предусматривается сквозное обезуглероживание в среде, содержащей 18-20% водорода, и сложность в реализации, в связи с тем, что нагрев полосы до температуры обезуглероживающего отжига необходимо осуществлять в различных температурных интервалах с дифференцированной скоростью нагрева с учетом исходного содержания углерода в полосе.

Технический результат предлагаемого способа в сравнении с ближайшим аналогом заключается в упрощении технологии обезуглероживающего отжига и в существенном снижении энергоемкости процесса.

Технический результат достигается за счет того, что в способе производства стальной полосы для эмалирования, включающем выплавку стали, разливку, горячую и холодную прокатку полосы, термообработку, получают полосу толщиной 0,3-1,5 мм, отжиг проводят при 770-830^oC при скорости транспортировки 20-120 м/мин в среде, состоящей из смеси, содержащей в одной доле 92-96% азота с влажностью 5-25 г/м³ с обеспечением снижения содержания углерода с 0,04-0,08 до 0,0005-0,03% в поверхностном слое толщиной 0,005-0,1 мм.

Предлагаемый способ осукществляется следующим образом. Металл марки 08пс, 08кп выплавляется в конвертере, мартеновской печи или электродуговой печи, затем разливается, проходит последовательно горячую и холодную прокатки. После холодной прокатки в толщине 0,3-1,5 мм полоса проходит рекристаллизационный отжиг в башенной протяжной печи. Здесь полоса при скорости транспортировки 20-120 м/мин нагревается до 770-830^oC во влажной азотно-водородной атмосфере, содержащей в одном кубическом метре 4-8% H₂ и 3-25 г водяного пара. Влага в атмосфере печи обеспечивает прохождение реакции обезуглероживания по формуле
[C] + H₂O CO + H₂.

В поверхностном слое полосы (с двух сторон) содержание углерода уменьшается с 0,04-0,08 до 0,0005-0,03% Величина обезуглероживания и глубина обезуглероживания поверхностного слоя (0,005-0,1 мм) определяются количеством влаги, температурой и скоростью транспортировки металла.

В предлагаемом способе не проводится сквозное обезуглероживание, как это делается в способе, принятом за прототип, а содержание углерода снижается до необходимой величины только в поверхностном слое, глубиной 0,005-0,1 мм, что обеспечивает получение высоких адгезионных свойств поверхности при сохранении необходимых механических свойств основы, за счет ее соответствующей структуры. Обезуглероженный поверхностный слой будет содержать меньшее число дефектов, что в свою очередь снизит количество адсорбированного водорода и в конечном счете приведет к уменьшению брака, связанного с отслоением покрытия и появлением дефекта типа "рыбья чешуя".

Пример осуществления способа.

Сталь марки 08 пс выплавили в 370-тонном конверторе, разлили в слябы толщиной 250 мм на машине непрерывного литья заготовок. Слябы нагрели до 1250-1270^oC в печи с шагающими балками под горячую прокатку и прокатали в полосу толщиной 2,0-2,5 мм, температура конца прокатки 780-810^oC, смотки в рулон 670-690^oC. После стравливани окалины в линии НТА (непрерывный травильный агрегат) осуществили холодную прокатку в полосы толщиной 0,30-0,65 мм на пятиклетевом стане "1450". Затем полосу подвергли обезуглероживающему отжигу в башенной печи во влажной азотоводной среде, содержащей азота 92-98% с изменением скорости полосы от 20 до 120 м/мин, температура полосы в камере нагрева от 760 до 830^oC и содержания водяного пара в защитной среде от 3 до 25 г на 1 м³.

Параметры и результаты обезуглероживающего отжига приведены в таблице.

Из данных таблицы видно, что степень обезуглероживания и глубину обезуглероженного поверхностного слоя предлагаемый способ позволяет регулировать температурой полосы, скоростью ее транспортировки по печи непрерывного отжига и содержанием влаги в азотно-водородной защитной среде.

Источники информации:
1. Лайнер В.П. Защитные покрытия металлов. М. Металлургия, 1974, 560 с.

2. Заявка Японии N 6425947, кл. C 22 C 38/16, C 21 D 8/02; N 62-179056 Заявл. 20.07.87. Опубл. 27.01.89.

3. Авторское свидетельство СССР N 1786128, кл. C 21 D 3/04, 9/46, 1990.

Изобретение относится к области термообработки стального проката. Способ обеспечит производство более качественного стального листа, снижение брака, улучшение сцепления поверхности листа с эмалевым покрытием. Сущность: способ заключается в прокатке и термической обработке полосы. Отжиг полосы толщиной 0,3-1,5 мм проводят в башенной печи при температуре металла 770-830^oC в азотно-водородной атмосфере. 1 табл.

Способ производства стальной полосы для эмалирования, включающий выплавку стали, разливку, горячую и холодную прокатку полосы, термообработку, отличающийся тем, что получают полосу толщиной 0,3 1,5 мм, отжиг проводят при 770 830^oС при скорости транспортировки 20 120 м/мин в среде, состоящей из смеси, содержащей в одной доле 92 96% азота с влажностью 5 25 г/м³, с обеспечением снижения содержания углерода с 0,04 0,08 до 0,0005 0,03% в поверхностном слое толщиной 0,005 0,1 мм.