СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПРОКАТА Российский патент 2005 года по МПК C21D8/02 C21D1/02 

Описание патента на изобретение RU2255987C1

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству проката ответственного назначения методом термомеханической обработки.

Известен способ производства проката, включающий выплавку стали, внепечную обработку, разливку, аустенизацию, предварительную и окончательную деформацию в реверсивном режиме при температуре ниже температуры рекристаллизации аустенита с подстуживанием в процессе прокатки со скоростью 3-15° С, последующее охлаждение листа на воздухе до температуры не ниже Ar1+50° С и далее со скоростью 6-30° С/с до температуры (Ar1-30° С)... 500° С, а затем на спокойном воздухе до температуры окружающей среды (авт. свид. СССР №1447889, кл. С 21 D 8/00, 1987 г.).

Известен также способ производства проката, включающий выплавку стали, внепечную обработку, непрерывную разливку, аустенизацию, предварительную и окончательную деформации в реверсивном режиме и охлаждение проката; при этом выплавляют сталь следующего химического состава при соотношении ингредиентов, мас.%:

Углерод 0,05-0,15

Марганец 1,0-1,7

Кремний 0,15-0,4

Ниобий 0,01-0,04

Ванадий 0,03-0,07

Титан 0,01-0,04

Кальций 0,001-0,01

Азот 0,003-0,01

Медь 0,02-0,03

Никель 0,01-0,3

Алюминий 0,02-0,06

Сера 0,001-0,008

Железо Остальное

при соотношении Ca/S=0,05-2,0 и Ni+Ti+V≤ 0,1-0,12, аустенизацию осуществляют при температуре на 60-100° С ниже температуры растворимости нитридов титана, предварительную деформацию заканчивают при температуре Аr3+(120-180° С), подстуживают со скоростью 0,5-4,0° С/с до температуры Аr3+40-Аr3-10° С, деформируют при этой температуре и заканчивают при температуре Аr3-(20-100° С), а охлаждают со скоростью 1-4° С/с до температуры Аr3-(150-250° С) (патент РФ №2000338, кл. С 21 D 1/02, 1993 г.).

Основными недостатками известных способов производства являются недостаточная прочность, неудовлетворительные показатели текучести, относительного удлинения, ударной вязкости, хладостойкости получаемого проката, а также свариваемости.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в получении проката ответственного назначения с повышенными показателями прочности, текучести, относительного удлинения, ударной вязкости, хладостойкости и свариваемости.

Поставленная задача достигается тем, что в способе производства проката, включающем выплавку стали, внепечную обработку, непрерывную разливку, аустенизацию, предварительную и окончательную деформации, охлаждение проката, выплавляют сталь следующего химического состава, мас.%:

Углерод 0,02-0,10

Марганец 0,6-1,6

Кремний 0,1-0,4

Ниобий 0,02-0,12

Хром 0,1-0,3

Никель 0,1-0,3

Медь 0,1-0,3

Алюминий 0,01-0,1

Титан 0,005-0,05

Кальций 0,0001-0,01

Сера 0,0005-0,006

Фосфор 0,002-0,025

Железо Остальное

при соотношении Сr+Ni+Сu≤ 0,6, окончательную деформацию осуществляют в непрерывном режиме в интервале температур 980-730° С с суммарной степенью деформации 65-80%, частными обжатиями 10-12% и скоростью деформации 10-2-10 с-1, а охлаждение подката в паузах между частными обжатиями производят со скоростью 5-30° С/с.

Кроме того, после завершения окончательной деформации проводят ускоренное охлаждение проката со скоростью 5-30° С/с до температуры 650-500° С и далее охлаждают на воздухе до температуры окружающей среды.

Кроме того, после охлаждения проката до температуры 650-500° C производят его охлаждение со скоростью 5-10° С/ч до температуры окружающей среды.

Выбранные пределы содержания углерода (0,02-0,10%) в сочетании с марганцем (0,6-1,6%), хромом, никелем и медью (по 0,1-0,3% каждого) должны обеспечить получение феррито-бейнитной структуры и достижение высоких значений временного сопротивления, предела текучести, относительного удлинения и свариваемости. Заявленные содержания кремния (0,1-0,4%) и алюминия (0,01-0,1%) должны обеспечить необходимую чистоту стали по неметаллическим включениям. Содержание титана в заявленных пределах (0,005-0,05%) обеспечивает связывание азота в стойкие нитриды, а выбранные пределы содержаний серы (0,0005-0,006%), фосфора (0,002-0,025%) и кальция (0,0001-0,01%) - получение высоких значений ударной вязкости при отрицательных температурах. Ниобий в заявленных пределах содержания сдерживает рост зерна аустенита при нагреве, тормозит рекристаллизацию в области температур, соответствующей временной паузе между черновой и чистовой прокаткой, что способствует созданию дополнительных центров образования новой фазы (феррита) при γ → α превращении и, следовательно, измельчению зерна феррита. Кроме того, ниобий, образуя карбонитриды, способствует повышению прочностных характеристик стали благодаря дисперсионному твердению. Ограничение суммарного содержания Σ Cr+Ni+Сu величиной 0,6% способствует достижению высоких значений показателя свариваемости стали и анизотропии свойств. Заявленные режимы окончательной деформации и охлаждения в паузах между частными обжатиями, которые производят со скоростью 5-30° С/с, способствуют формированию феррито-бейнитной структуры и на их основе - повышенные показатели прочности, текучести, хладостойкости и свариваемости.

Ускоренное охлаждение проката после завершения окончательной деформации со скоростью 5-30° С/с до температуры 650-500° С с последующим охлаждением на воздухе до температуры окружающей среды способствует формированию мелкозернистой структуры и на его основе - более высокие значения показателей прочности, текучести и ударной вязкости.

Охлаждение проката после ускоренного охлаждения со скоростью 5-10° С/ч до температуры окружающей среды позволяет оптимизировать размеры упрочняющей карбонитридной фазы и на его основе достижение высоких значений показателей прочности, текучести, ударной вязкости и хладостойкости.

Пример осуществления способа производства проката.

Сталь была выплавлена в 350-тонном кислородном конверторе ОАО “ММК” и после внепечного рафинирования на агрегате “печь-ковш” разлита на МНЛЗ на слябы сечением 250× 1730 мм. Химический состав стали был следующим, мас.%:

Углерод 0,05

Марганец 1,3

Кремний 0,3

Ниобий 0,07

Хром 0,2

Никель 0,2

Медь 0,2

Алюминий 0,05

Титан 0,025

Кальций 0,005

Сера 0,003

Фосфор 0,02

Железо Остальное

при соотношении Сr+Ni+Сu=0,6. Прокатку производили на непрерывном широкополосном стане “2000”. Предварительную деформацию проводили на подкат толщиной 40 мм, а окончательную деформацию осуществляли в непрерывном режиме в интервале температур 980-800° С начала (Тн.п) и конца прокатки с суммарной степенью обжатия 65%, частными обжатиями 10%, со скоростью деформации Е=10-2 с-1 и получали лист толщиной 12 мм. В паузах между частными обжатиями производили охлаждение подката водой со скоростью Vохл=5° С/с. После завершения процесса деформации проводили ускоренное охлаждение проката водой со скоростью Vу.o=5° С/с и далее охлаждали на воздухе до температуры окружающей среды. Часть проката после охлаждения до температуры Ту.о=600° С смотали в рулон и осуществили охлаждение в рулоне со скоростью Vвкл=5° С/ч до температуры окружающей среды.

Использование предлагаемого способа производства проката по варианту 1 позволило получать стальной лист с высокими показателями механических свойств (см. табл.3), а именно: прочностью σ в=655 Н/мм2, текучестью σ т=540 Н/мм2, относительным удлинением σ 5=24, хладостойкостью Т90=-60° С, ударной вязкостью KCV-60=240 Дж/см2 и ударной вязкостью в околошовной зоне KCV-20=90 Дж/см. В табл.1-3 приведены другие варианты 2 и 3 осуществления способа в объеме предмета изобретения и результаты полученных механических свойств проката.

По варианту №4 был произведен прокат, параметры технологии производства которого выходят за объемы предмета данного изобретения (сравнительный вариант). Как следует из данных табл.3, прокат варианта №4 по показателям относительного удлинения (σ 5), ударной вязкости (KCV-60), хладостойкости Т90 и ударной вязкости в околошовной зоне KCV-20 уступает показателям заявленного способа.

Таблица 1Химический состав экспериментальных плавокВариант плавкиСодержание химических элементов, %СMnSiNbCrNiCuAlTiCdS∑ Cr+Ni+CuР10,051,30,30,070,20,20,20,050,0250,0050,0030,60,0220,021,60,10,020,10,30,10,100,0050,00010,00050,50,00230,100,600,40,120,30,10,20,010,050,010,0060,60,0254*0,081,750,350,030,030,040,080,020,015-0,0070,150,021* - сравнительный вариантТаблица 2Технологические режимы прокатки и охлажденияВариант плавкиРежимы прокаткиЧастное обжатие, %Режимы охлажденияТн.п, ° СТк.п, ° СЕ, с-1Степень обжатияVохл,°C/cVу.o,° C/cTу.о, ° СVохл окончат., ° С/с198080010-26510556005292073010-1801220305001039608805× 10-27211301565084*99074010-26077104506* - сравнительный вариант

Таблица 3Механические свойства экспериментальных сталейВариант плавкиσ т, Н/мм2σ в, Н/мм2δ 5, %KCV-60, Дж/см2T90, ° СОколошовная зона KCV-20, Дж/см2154065524240-6090250060525200-70110356070022225-651354*4805602068-520

Похожие патенты RU2255987C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПРОКАТА 2008
  • Морозов Юрий Дмитриевич
  • Шахпазов Евгений Христофорович
  • Чевская Ольга Николаевна
  • Матросов Максим Юрьевич
  • Настич Сергей Юрьевич
  • Борцов Александр Николаевич
RU2355783C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПРОКАТА 2008
  • Морозов Юрий Дмитриевич
  • Шахпазов Евгений Христофорович
  • Чевская Ольга Николаевна
  • Матросов Максим Юрьевич
  • Настич Сергей Юрьевич
  • Борцов Александр Николаевич
RU2355782C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ШТРИПСА ДЛЯ ТРУБ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ 2009
  • Горынин Игорь Васильевич
  • Малышевский Виктор Андреевич
  • Хлусова Елена Игоревна
  • Орлов Виктор Валерьевич
  • Малахов Николай Викторович
RU2397254C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТОЛСТОЛИСТОВОГО ПРОКАТА ИЗ ВЫСОКОПРОЧНОЙ ХЛАДОСТОЙКОЙ СТАЛИ 2009
  • Морозов Юрий Дмитриевич
  • Шахпазов Евгений Христофорович
  • Чевская Ольга Николаевна
  • Матросов Максим Юрьевич
  • Настич Сергей Юрьевич
  • Борцов Александр Николаевич
RU2439173C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ШТРИПСА ДЛЯ ТРУБ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ 2008
  • Горынин Игорь Васильевич
  • Рыбин Валерий Васильевич
  • Малышевский Виктор Андреевич
  • Хлусова Елена Игоревна
  • Орлов Виктор Валерьевич
  • Сыч Ольга Васильевна
  • Малахов Николай Викторович
  • Шахпазов Евгений Христофорович
  • Морозов Юрий Дмитриевич
  • Настич Сергей Юрьевич
  • Матросов Максим Юрьевич
RU2385350C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТОЛСТОЛИСТОВОГО ПРОКАТА 2009
  • Рыбин Валерий Васильевич
  • Малышевский Виктор Андреевич
  • Хлусова Елена Игоревна
  • Орлов Виктор Валерьевич
  • Малахов Николай Викторович
RU2393236C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНОГО ПРОКАТА ТРУБНОЙ СТАЛИ 2011
  • Голубчик Эдуард Михайлович
  • Смирнов Павел Николаевич
  • Васильев Иван Сергеевич
  • Кузнецов Алексей Владимирович
  • Семенов Павел Павлович
RU2440425C1
Способ получения горячекатаных листов из низколегированной стали 2023
  • Филатов Николай Владимирович
  • Правосудов Алексей Александрович
RU2815949C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВОГО ПРОКАТА 1995
  • Гуркалов П.И.
  • Мулько Г.Н.
  • Шафигин З.К.
  • Павлов В.В.
  • Москаленко В.А.
  • Толстенко С.А.
  • Деревянко А.И.
  • Шаламов А.В.
  • Перельман Л.Д.
  • Прогонов В.В.
  • Морозов Ю.Д.
  • Битков В.Н.
  • Колоскова С.И.
  • Татарников В.В.
  • Сараев Ю.А.
  • Коломиец Е.М.
RU2062795C1
Способ производства проката для изготовления труб категории прочности К48-К56, стойких к сероводородному растрескиванию и общей коррозии, и труба, выполненная из него 2018
  • Червонный Алексей Владимирович
  • Головин Сергей Викторович
  • Самохвалов Максим Вячеславович
  • Горелов Евгений Викторович
  • Багмет Олег Александрович
  • Баранова Ольга Александровна
  • Соколова Марина Юрьевна
RU2709077C1

Реферат патента 2005 года СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПРОКАТА

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству проката ответственного назначения методом термомеханической обработки. Технический результат заключается в получении проката ответственного назначения с повышенными показателями прочности, текучести, ударной вязкости, хладостойкости и свариваемости. Способ производства проката включает выплавку стали определенного химического состава, внепечную обработку, непрерывную разливку, аустенизацию, предварительную деформацию и окончательную деформацию в интервале температур 980-730°С с суммарной степенью обжатия 65-80%, частными обжатиями 10-12% и скоростью деформации 10-2-10 с-1, а охлаждение проката в паузах между частными обжатиями производят со скоростью 5-30°С/с. Кроме того, производят варианты ускоренного охлаждения проката. 2 з.п. ф-лы, 3 табл..

Формула изобретения RU 2 255 987 C1

1. Способ производства проката, включающий выплавку стали, внепечную обработку, непрерывную разливку, аустенизацию, предварительную и окончательную деформации, охлаждение проката, отличающийся тем, что выплавляют сталь следующего химического состава при соотношении ингредиентов, мас.%:

Углерод 0,02÷ 0,10

Марганец 0,6÷ 1,6

Кремний 0,1÷ 0,4

Ниобий 0,02÷ 0,12

Хром 0,1÷ 0,3

Никель 0,1÷ 0,3

Медь 0,1÷ 0,3

Алюминий 0,01÷ 0,1

Титан 0,005÷ 0,05

Кальций 0,0001÷ 0,01

Сера 0,0005÷ 0,006

Фосфор 0,002÷ 0,025

Железо Остальное

при соотношении Cr+Ni+Cu≤ 0,6, окончательную деформацию осуществляют в непрерывном режиме в интервале температур 980÷ 730° С с суммарной степенью обжатия 65÷ 80%, частными обжатиями 10÷ 12% и скоростью деформации 10-2÷10 с-1, а охлаждение подката в паузах между частными обжатиями производят со скоростью 5÷ 30° С/с.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после завершения окончательной деформации проводят ускоренное охлаждение проката со скоростью 5÷ 30° С/с до температуры 650÷ 500° С и далее охлаждают на воздухе до температуры окружающей среды.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что после охлаждения проката до температуры 650÷ 500° С производят его охлаждение со скоростью 5÷ 10° С/ч до температуры окружающей среды.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2005 года RU2255987C1

RU 2003338 C1, 07.09.1993
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПРОКАТА 1994
  • Булянда Александр Алексеевич[Ua]
  • Сахно Валерий Александрович[Ua]
  • Бабицкий Марк Самойлович[Ua]
  • Матросов Юрий Иванович[Ru]
  • Морозов Юрий Дмитриевич[Ru]
  • Степаненко Владимир Николаевич[Ua]
  • Кукуш Сергей Федорович[Ua]
  • Гоцуляк Анатолий Александрович[Ua]
  • Левин Дмитрий Юрьевич[Ua]
  • Битков Владимир Николаевич[Ru]
RU2041962C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПРОКАТА 1994
  • Толстенко С.А.
  • Шафигин З.К.
  • Павлов В.В.
  • Милюц В.Г.
  • Пемов И.Ф.
  • Прогонов В.В.
  • Морозов Ю.Д.
  • Мулько Г.Н.
  • Куликов В.В.
  • Перельман Л.Д.
  • Сараев Ю.А.
  • Бочарников А.Ф.
  • Почалкин В.Н.
  • Востриков В.Г.
  • Кулаков В.В.
  • Тарынин Н.Г.
  • Степашин А.М.
  • Коломиец Е.М.
  • Беляев А.И.
  • Боляев Е.Е.
  • Битков В.Н.
RU2048541C1
СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ ПОЛОС ИЗ СТАЛЕЙ С КАРБОНИТРИДНЫМ УПРОЧНЕНИЕМ 2001
  • Ламухин А.М.
  • Дьяконова В.С.
  • Голованов А.В.
  • Попов Е.С.
  • Латышева Т.О.
  • Ткаченко Н.А.
  • Киселева Е.М.
  • Рослякова Н.Е.
  • Трайно А.И.
RU2195505C1

RU 2 255 987 C1

Авторы

Рашников В.Ф.

Морозов А.А.

Тахаутдинов Р.С.

Бодяев Ю.А.

Сарычев А.Ф.

Корнилов В.Л.

Николаев О.А.

Денисов С.В.

Морозов Ю.Д.

Эфрон Л.И.

Зинько Б.Ф.

Настич С.Ю.

Даты

2005-07-10Публикация

2004-07-19Подача