СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНЫХ ПОЛОС Российский патент 2007 года по МПК B21B1/28 

Описание патента на изобретение RU2296018C1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к прокатному производству, конкретнее к технологии производства холоднокатаных полос из низкоуглеродистых сталей, используемых в автомобильной промышленности.

Известен способ производства полос, преимущественно из автолистовой стали, включающий горячую прокатку, холодную прокатку с подачей смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), двухступенчатый отжиг с нагревом до температуры 550-590°С, затем до температуры ниже начала рекристаллизации, при этом нагрев металла до 550-590°С проводят в два этапа: на первом - до 330-370°С с нерегламентированной скоростью, на втором - с контролируемой скоростью в зависимости от содержания азота, алюминия в стали, конкретного температурного режима окончания горячей прокатки и суммарного обжатия при холодной прокатке (SU № 1475942 А1, кл. С 21 D 9/46, опубл. 30.04.1989 г.).

Поверхность полосы, полученной известным способом, имеет низкое качество, характеризующееся высокой загрязненностью углеродсодержащими остатками. Это обусловлено низкой скоростью нагрева до температуры 550-590°С и выдержкой при температуре 350-370°С в течение 4,5 часов без регулирования удаления продуктов возгонки и разложения СОЖ. Кроме того, длительное пребывание отжигаемого металла при температуре ниже температуры начала рекристаллизации приводит к изменению типа кристаллической решетки нитрида алюминия, к получению текстуры рекристаллизации, менее благоприятной для штамповки деталей сложной конфигурации.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является способ производства холоднокатаных полос, включающий холодную прокатку полос толщиной 0,6-3,5 мм на шероховатых рабочих валках последней клети стана холодной прокатки с величиной шероховатости бочки Ra, равной 2,0-3,0 мкм, с подачей СОЖ, смотку полос в рулоны и последующий рекристаллизационный отжиг рулонов в колпаковых печах с защитной атмосферой, при этом после окончания выдержки металла при конечной температуре (690°С для полос толщиной до 1,0 мм и 710°С для полос толщиной более 1,0 мм) прекращают подачу газа к горелкам и рулоны в течение 4 часов выдерживают под колпаком, после чего после снятия колпака рулоны естественно охлаждают до температуры 140°С для металла второй группы отделки поверхности и до 110°С для металла первой группы отделки поверхности (см. И.В.Франценюк, А.И.Франценюк. Современное металлургическое производство. М., 2000 г., с.187, 515).

Известный способ не обеспечивает получение требуемого технического результата по следующим причинам.

Величина шероховатости бочки рабочих валков Ra последней клети стана, равная 2,0-3,0 мкм, полученная насечкой бочки рабочих валков чугунной дробью, предусмотрена для предотвращения слипания витков во время отжига, приводящего к образованию дефекта "полосы - линии скольжения". Однако нанесенная на поверхность бочки валков шероховатость передается на поверхность полосы с коэффициентом отпечатываемости около 0,5. Поэтому в углублениях шероховатой поверхности полосы остаются капли СОЖ, которые трудно удалить сдувом воздуха, как правило, осуществляемым за последней клетью стана. При прокатке полос в валках последней клети стана с такой величиной шероховатости бочки остается значительное количество остатков СОЖ на полосе, которое в процессе рекристаллизационного отжига частично возгоняется, частично остается на полосе в виде углеродсодержащих остатков, количество которых составляет 250-400 мг/м2. Количество оставшейся на полосе СОЖ прямо пропорционально коррелирует с величиной шероховатости и количеством углеродсодержащих остатков на полосе после термической обработки холоднокатаных рулонов. В результате на полученной полосе загрязненность поверхности углеродосодержащими остатками составляет 10-30 мг/м2, что не соответствует современным требованиям, предъявляемым к автомобильной промышленности (не более 7 мг/м2), особенно для изготовления лицевых деталей кузовов легковых и грузовых автомобилей.

Задачей изобретения является усовершенствование способа производства холоднокатаных полос путем оптимизации технологических параметров.

Ожидаемый технический результат - повышение качества поверхности полосы при отсутствии дефекта "полосы - линии скольжения" путем снижения загрязненности поверхности углеродсодержащими остатками за счет снижения количества остатков СОЖ на поверхности полосы после холодной прокатки и предотвращения слипания витков во время отжига.

Технический результат обеспечивается тем, что в способе, включающем холодную прокатку полос на шероховатых рабочих валках последней клети стана холодной прокатки с подачей СОЖ, смотку полос в рулоны и последующий рекристаллизационный отжиг рулонов в колпаковых печах с защитной атмосферой, по изобретению холодную прокатку полос на шероховатых рабочих валках последней клети стана ведут с величиной шероховатости бочки Ra, равной 0,30-0,60 мкм, а охлаждение рулонов от конечной температуры выдержки отжига 710°С до температуры 400°С ведут с увеличением скорости охлаждения от 5-8°С/час в начальном периоде охлаждения до 25°С/час в конечном периоде охлаждения.

Холодная прокатка полос с заявляемой величиной шероховатости бочки рабочих валков последней клети стана резко снижает количество остатков СОЖ на полосе за счет исключения насечки рабочих валков и создает такие условия при отжиге, при которых предотвращается образование продуктов горения и образование смолоподобных веществ, способствующих слипанию витков рулона при отжиге в колпаковой печи. При величине шероховатости бочки рабочих валков Ra>0,60 мкм увеличивается глубина шероховатого слоя полосы, в углублениях которого остается СОЖ, что приводит к повышению загрязненности поверхности углеродсодержащими остатками в процессе отжига, а получение бочки валков с шероховатостью Ra<0,30 мкм технически не представляется возможным при шлифовке на современных вальцешлифовальных станках.

Конечная температура выдержки отжига, равная 710°С, требуется для завершения рекристаллизации во всем объеме металла и способствует формированию структуры, наиболее благоприятной для последующей штамповки стали. Охлаждение рулонов от конечной температуры выдержки отжига 710°С до температуры 400°С с увеличением скорости предотвращает слипание витков, а соответственно образование дефекта "полосы - линии скольжения". Охлаждение рулонов в колпаковых печах от температуры 710°С до 400°С со скоростью в начальном периоде охлаждения более 5-8°С/час приводит к слипанию витков полосы в рулоне и при последующей технологической операции - дрессировке - к образованию дефекта "полосы - линии скольжения", а также ухудшает физико-механические свойства металла. Охлаждение рулонов в колпаковых печах от температуры 710°С до 400°С со скоростью в конечном периоде охлаждения менее 25°С/час снижает производительность колпаковой печи до 20%, что является недопустимым в производственных условиях.

Пример.

Опытную прокатку и рекристаллизационный отжиг осуществляли на 2-клетевом реверсивном стане 1700 холодной прокатки и в колпаковых печах со 100%-ной водородной защитной атмосферой.

Полосу из низкоуглеродистой стали марки 08Ю толщиной 0,9 мм прокатывали на гладких шлифованных рабочих валках (без насечки их бочки чугунной дробью). В процессе шлифовки варьировали величину шероховатости бочки рабочих валков Ra последней клети стана от 0,30 мкм до 0,60 мкм. Полученные полосы сматывали в рулоны, которые затем подвергали рекристаллизационному отжигу в колпаковых печах со 100% водородной защитной атмосферой. После окончания отжига рулоны охлаждали с увеличением скорости от конечной температуры выдержки отжига 710°С до температуры 400°С, при этом в начальном периоде охлаждения скорость составляла 7°С/час, а при приближении к температуре 500-400°С скорость составляла 25°С/час.

Результаты опытов оценивали по количеству загрязнений на поверхности холоднокатаных полос весовым методом и с помощью импульсного анализатора RC-412 на образцах, отобранных после холодной прокатки и термообработки. Наличие дефекта "полосы - линии скольжения" оценивали при размотке рулонов на дрессировочных станах.

Наилучшие результаты получены на холоднокатаном металле, изготовленном по заявляемым параметрам предлагаемого способа: до 98% образцов имели загрязненность поверхности углеродсодержащими остатками в пределах 6-7 мгм/м2 и дефект "полосы - линии скольжения", характерный для рулонного способа производства холоднокатаной стали, отсутствовал на 100% опытных рулонов.

Отклонения параметров прокатки и отжига от заявляемых параметров вызывали ухудшение загрязненности поверхности готовой холоднокатаной полосы и появление дефекта "полосы - линии скольжения".

Технико-экономические исследования показали, что реализация предлагаемого технического решения значительно расширяет технологические возможности 2-клетевого реверсивного стана (и аналогичных ему), производя продукцию более конкурентоспособную.

При этом обеспечивается увеличение производительности реверсивного стана и рост прибыли от реализации металлопродукции высшей категории качества (1-й группы отделки поверхности).

Похожие патенты RU2296018C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНЫХ ПОЛОС НА ЧЕТЫРЕХКЛЕТЕВОМ НЕПРЕРЫВНОМ СТАНЕ 2500 2011
  • Кочнева Татьяна Михайловна
  • Малова Нина Ивановна
  • Крюков Дмитрий Михайлович
  • Коляда Татьяна Витальевна
RU2465080C1
ЛИНИЯ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ РУЛОННОЙ ПОЛОСЫ ПОСЛЕ ОТЖИГА 2002
  • Урцев В.Н.
  • Хабибулин Д.М.
  • Капцан А.В.
  • Штоль В.Ю.
RU2201461C1
СПОСОБ ОТДЕЛКИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ ХОЛОДНОКАТАНОЙ ПОЛОСОВОЙ СТАЛИ 2002
  • Урцев В.Н.
  • Хабибулин Д.М.
  • Капцан А.В.
RU2209253C1
СПОСОБ ОТЖИГА РУЛОНОВ АВТОЛИСТОВОЙ СТАЛИ В КОЛПАКОВЫХ ПЕЧАХ 2010
  • Кочнева Татьяна Михайловна
  • Малова Нина Ивановна
  • Крюков Дмитрий Михайлович
  • Железнов Владимир Николаевич
  • Ласьков Сергей Алексеевич
RU2430976C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ ХОЛОДНОКАТАНОЙ ТОНКОЛИСТОВОЙ СТАЛИ ДЛЯ ГЛУБОКОЙ ШТАМПОВКИ 2009
  • Лисичкина Клавдия Андреевна
  • Ласьков Сергей Алексеевич
  • Кочнева Татьяна Михайловна
  • Антипанов Вадим Григорьевич
  • Полецков Петр Петрович
  • Корнилов Владимир Леонидович
RU2379360C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОЙ ЛЕНТЫ ИЗ НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ МАРОК СТАЛИ 2012
  • Смирнов Павел Николаевич
  • Голубчик Эдуард Михайлович
  • Телегин Вячеслав Евгеньевич
  • Вьюгин Игорь Анатольевич
  • Яхонтов Валерий Дмитриевич
RU2479641C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОГО ПРОКАТА 2008
  • Мальцев Андрей Борисович
  • Аганесов Владимир Семенович
  • Павлов Сергей Игоревич
  • Судаков Анатолий Юрьевич
  • Степанов Александр Александрович
  • Шурыгина Марина Викторовна
  • Лятин Андрей Борисович
  • Струнина Людмила Михайловна
RU2361933C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КИНЕСКОПНОЙ ПОЛОСЫ 2002
  • Горбунков С.Г.
  • Шестаков А.В.
  • Петров С.В.
  • Шумилов В.П.
  • Трайно А.И.
  • Юсупов В.С.
RU2223336C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОЙ ЛЕНТЫ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ВЫРУБКИ 2012
  • Смирнов Павел Николаевич
  • Денисов Сергей Владимирович
  • Голубчик Эдуард Михайлович
  • Телегин Вячеслав Евгеньевич
  • Горшков Сергей Николаевич
  • Корнилов Владимир Леонидович
RU2479643C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНОГО ПОЛОСОВОГО ПРОКАТА ДЛЯ ТРУБНОГО ШТРИПСА 2002
  • Урцев В.Н.
  • Хабибулин Д.М.
  • Штоль В.Ю.
  • Аникеев С.Н.
RU2203964C1

Реферат патента 2007 года СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНЫХ ПОЛОС

Изобретение относится к прокатному производству, конкретнее к технологии производства холоднокатаных полос из низкоуглеродистых сталей, используемых в автомобильной промышленности. Задача изобретения - повышение качества поверхности полосы. Способ производства холоднокатаных полос включает холодную прокатку полос в шероховатых рабочих валках последней клети стана с величиной шероховатости бочки Ra, равной 0,30-0,60 мкм, с подачей СОЖ, смотку полос в рулоны, рекристаллизационный отжиг рулонов в колпаковых печах с защитной атмосферой, охлаждение рулонов от конечной температуры выдержки отжига 710°С до температуры 400°С с увеличением скорости охлаждения от 5-8°С/час в начальном периоде охлаждения до 25°С/час в конечном периоде охлаждения. Изобретение обеспечивает снижение загрязненности поверхности полос углеродсодержащими остатками и отсутствием дефекта "полосы - линии скольжения".

Формула изобретения RU 2 296 018 C1

Способ производства холоднокатаных полос, включающий холодную прокатку полос в шероховатых рабочих валках последней клети стана холодной прокатки с подачей СОЖ, смотку полос в рулоны и последующий рекристаллизационный отжиг рулонов в колпаковых печах с защитной атмосферой, отличающийся тем, что холодную прокатку полос в шероховатых рабочих валках последней клети стана ведут с величиной шероховатости бочки Ra, равной 0,30-0,60 мкм, а охлаждение рулонов от конечной температуры выдержки отжига 710°С до температуры 400°С ведут с увеличением скорости охлаждения от 5-8°С/ч в начальном периоде охлаждения до 25°С/ч в конечном периоде охлаждения.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2296018C1

ФРАНЦЕНЮК И.В
Современное металлургическое производство, М., 2000, с.187, 515
Способ производства полос 1987
  • Лосев Константин Федорович
  • Мухин Юрий Александрович
  • Коцарь Сергей Леонидович
  • Пименов Александр Федорович
  • Железнов Юрий Дмитриевич
  • Никитин Владимир Егорович
  • Шаповалов Анатолий Петрович
  • Соловьев Владимир Николаевич
  • Трайно Александр Иванович
  • Барышев Владимир Георгиевич
  • Булатников Евгений Иванович
  • Мацюк Михаил Иванович
  • Сердечный Александр Семенович
  • Грузнов Александр Кузьмич
SU1475942A1
СПОСОБ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ПОЛОС 1998
  • Носов С.К.
  • Антипенко А.И.
  • Файзулина Р.В.
  • Кушнарев А.В.
  • Зайсанова Н.Л.
  • Черкасский Р.И.
  • Сычь Л.Г.
  • Емельянова З.В.
RU2123398C1
Способ холодной прокатки с очисткой поверхности полос 1987
  • Скороходов Владимир Николаевич
  • Ермаков Александр Иванович
  • Усенко Юрий Иванович
  • Трайно Александр Иванович
  • Поляков Василий Васильевич
  • Васильев Андрей Витальевич
  • Горбунков Сергей Григорьевич
  • Бендер Евгений Александрович
  • Матюха Леонид Григорьевич
  • Юсупов Валерий Сабитович
SU1507465A1
ЛИНИЯ НЕПРЕРЫВНОГО ТРАВЛЕНИЯ С НАКЛОННЫМ РАСШИРЯЮЩИМСЯ УПЛОТНИТЕЛЕМ 2010
  • Кролл Томас Уилберт
RU2492282C1

RU 2 296 018 C1

Авторы

Урцев Владимир Николаевич

Хабибулин Дим Маратович

Воронков Сергей Николаевич

Даты

2007-03-27Публикация

2005-10-18Подача