СПОСОБ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ Российский патент 2008 года по МПК B21B1/36 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении тонколистовой холоднокатаной стали, предназначенной, например, для последующего оцинкования.

Такую сталь (толщиной обычно не более 1,5 мм) прокатывают на непрерывных широкополосных станах или же на реверсивных двухклетевых станах за два-три прохода. Основными параметрами холодной прокатки являются величины суммарных (ε_∑) и частных (за один проход - ε) обжатий, которые зависят от марки стали и конечной толщины полос, а также от требований, предъявляемых к листовой стали потребителями. Некоторые особенности холодной прокатки на реверсивных станах описаны в книге А.И.Целикова и др. Машины и агрегаты металлургических заводов, т.3, М.: Металлургия, 1988, с.147- 148.

Известен способ холодной прокатки тонких полос, при котором для уменьшения их обрывности деформацию в определенных клетях производят в валках с увеличением шероховатости от середины бочки к краям (см. а.с. СССР №1518037 кл. В21В 1/38 в БИ №40, 1989). Однако этот способ предназначен только для непрерывных станов. Известен также способ холодной прокатки (в т.ч. - на одноклетевых реверсивных станах), который заключается в поддержании заданной величины давления металла на валки различными способами (см. япон. пат. №50-17352 кл. В21В 37/00, опубл. 20.06.75).

Недостаток способа - неопределенность величин ε_∑ и ε.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является технология холодной прокатки (режим обжатий) полос из низкоуглеродистой стали, принятая на пятиклетевом стане 1700 и описанная в книге Ю.В.Коновалова и др. «Справочник прокатчика», М.: Металлургия, 1977, с.106-107, табл.58.

Эта технология прокатки полос толщиной 0,6...1,2 мм заданной ширины заключается в последовательном обжатии заготовки с заданными величинами суммарных и частных обжатий и характеризуется тем, что величина ε_∑ находится в пределах 66...79%, а величина ε - в пределах 12,0...28,6%. Недостатком известной технологии является возможность значительных колебаний мехсвойств готовых листов, что ухудшает их потребительские качества и затрудняет использование стали для последующего оцинкования.

Технической задачей изобретения является улучшение потребительских свойств тонколистовой низкоуглеродистой стали и экономия металла за счет уменьшения толщины листов.

Для решения указанной задачи в способе холодной прокатки на двухклетевом реверсивном стане полос преимущественно из стали с содержанием углерода 0,18...0,22 вес.%, толщиной 0,60...1,35 мм с σ_в=250...380 МПа, заключающемся в последовательном обжатии заготовки заданной ширины и с заданными величинами суммарных ε_∑ и частных ε обжатий с варьированием этих величин в зависимости от конечной толщины h полос, при минимальной их толщине hmin=0,60...0,77 мм полосы прокатывают за два прохода из заготовки любой ширины от Bmin до Bmax, полосы толщиной hcp=1,3...1,72hmin прокатывают также за два прохода из заготовки шириной от Bmin до Bcp=1.1Bmin, и за три прохода из заготовки с Bmax=1,2Bmin, полосы толщиной hmax=1.73hmin и более за три прохода из заготовки шириной Bmin...Вср, а величину ε_∑ устанавливают в пределах 65...70%, при этом при прокатке за два прохода принимают в первом из них величину обжатия в первой клети ε₁=0,46ε_∑, во второй - ε₂=0,18ε_∑: и во втором проходе - ε₁=0,24ε_∑, ε₂=0,12ε_∑, а при прокатке за три прохода в первом из них - ε₁=0,41ε_∑, ε₂=0,12ε_∑, во втором - ε₁=0,22ε_∑, ε₂=0,1ε_∑ и в третьем - ε₁=0,1ε_∑, ε₂=0,05ε_∑.

Приведенные величины соотношений параметров прокатки получены при обработке опытных данных и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в варьировании количества проходов в зависимости от ширины и толщины прокатываемой полосы, а также в последовательном уменьшении величин ε по проходам. Это обеспечивает повышение основных механических характеристик стали, предназначенной для оцинкования, что позволяет уменьшить на 7...15% толщину листов при сохранении ими прочностных свойств, т.е. дает прямую экономию металла у потребителей.

Опытную проверку предлагаемого способа осуществляли на двухклетевом реверсивном стане 1700 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». С этой целью при холодной прокатке полос толщиной 0,60...1,35 мм различной ширины (от 1030 до 1380 мм) из стали с 0,18...0,22% углерода и с пределом прочности 250...380 МПа, служащей заготовкой для оцинкования, варьировали количество проходов, величины частных обжатий ε и суммарных ε_∑. Результаты опытов оценивали по мехсвойствам готовых оцинкованных листов, полученных из указанной заготовки на агрегате непрерывного горячего цинкования ММК.

Наилучшие свойства (повышение σ_Т на 15% и σ_в на 18% при сохранении требуемой пластичности металла) оцинкованной стали получены при использовании холоднокатаной заготовки, прокатанной на стане 1700 по рекомендуемой технологии. Отклонения от ее оптимальных параметров ухудшали качественные показатели готовой стали.

Так, при ε_∑<65% показатели мехсвойств металла снижались на 10-20% по сравнению с достигнутыми при использовании заявляемого способа. Холодная прокатка с ε_∑>70% приводила к недопустимому ухудшению пластичности оцинкованных листов.

Аналогичным образом сказывалось и изменение величин ε в отдельных проходах: их уменьшение (по сравнению с оптимальными величинами) не давало необходимого увеличения мехсвойств оцинкованной стали, а увеличение - отрицательно сказывалось на пластичности металла. При несоблюдении последовательного уменьшения величин ε по проходам ухудшалась геометрия листов (возрастала их неплоскостность), что затрудняло использование металла в качестве заготовки для оцинкования.

Была также проверена технология холодной прокатки тонких полос, выбранная в качестве ближайшего аналога (см. выше). Полученные при этом полосы использовались в качестве заготовки для получения оцинкованной стали. Мехсвойства этой стали не позволяли уменьшать ее толщину при сохранении заданных прочностных характеристик, что объясняется, вероятно, тем, что величины ε не изменялись в зависимости от ширины полос.

Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость заявляемого технического решения для достижения поставленных целей и его преимущества перед известным объектом.

Технико-экономический анализ, проведенный в Центральной лаборатории контроля ММК показал, что использование предлагаемого способа при производстве подката (заготовки) для последующего оцинкования позволит уменьшить толщину оцинкованных листов на 7...15% при сохранении требуемых показателей их пластичности. Потребители смогут на соответствующую величину сократить расход металла при эксплуатации оцинкованной стали.

Пример конкретного выполнения

На двухклетевом реверсивном стане прокатывается за два прохода сталь Ц20 с содержанием углерода 0,2 вес.% толщиной h=1,0 мм с σ_в=310 МПа.

Так как h=1,0 мм=(1,3...1,66)hmin (где hmin=0,60...0,77 мм), то ширина заготовки должна быть в пределах: от Bmin=1030 мм до Вср=1,1Bmin=1130 мм (прокатка ведется за два прохода).

Величины обжатий: ε_∑=67%, что требует заготовку исходной толщины Н=h:(1-ε_∑)=1:0,33≅3,0 мм, т.е. ε_∑=2,0 мм.

I проход: ε₁=0,46ε_∑=0,46·2=0,92 мм; ε₂=0,18ε_∑=0,18·2=0,36 мм.

II проход: ε₁=0,24ε_∑=0,24·2=0,48 мм; ε₂=0,12ε_∑=0,12·2=0,24 мм.

Абсолютное суммарное обжатие: ε_∑=0,92+0,36+0,48+0,24=2,0 мм

Полученная оцинкованная сталь может заменять собой листы толщиной 1,1 мм.

Способ предназначен для улучшения потребительских свойств тонколистовой низкоуглеродистой стали с содержанием углерода 0,18...0,22 вес.%, толщиной 0,60...1,35 мм, σ_в=250...380 МПа, экономии металла за счет уменьшения толщины листов в процессе холодной прокатки на реверсивных станах. Способ заключается в последовательном обжатии заготовки заданной ширины и с заданными величинами суммарных ε_Σ и частных по проходам ε обжатий с варьированием этих величин в зависимости от конечной толщины h полос. Возможность уменьшения толщины листов, улучшения потребительских свойств стали обеспечивается за счет того, что полосы минимальной толщины hmin=0,60...0,77 мм прокатывают за два прохода из заготовки любой ширины от Bmin до Bmax, полосы толщиной hcp=1,3...1,72hmin прокатывают также за два прохода из заготовки шириной от Bmin до Bcp=1,1Bmin и за три прохода из заготовки с Bmax=1,2Bmin, полосы толщиной hmax=1,73hmin и более - за три прохода из заготовки шириной Bmin...Bcp, а величину ε_Σ устанавливают в пределах 65...70%, при этом при прокатке за два прохода принимают в первом из них величину обжатия в первой клети ε₁=0,46ε_Σ, во второй ε₂=0,18ε_Σ и во втором проходе - ε₁=0,24ε_Σ, ε₂=0,12ε_Σ, а при прокатке за три прохода в первом из них - ε₁=0,41ε_Σ, ε₂=0,12ε_Σ, во втором ε₁=0,22ε_Σ, ε₂=0,1ε_Σ, и в третьем ε₁=0,1ε_Σ, ε₂=0,05ε_Σ.

Способ холодной прокатки на двухклетевом реверсивном стане полос, преимущественно из стали с содержанием углерода 0,18...0,22 вес.% толщиной 0,60...1,35 мм с σ_в=250...380 Мпа, включающий последовательное обжатие заготовки заданной ширины с заданными величинами суммарных ε_Σ и частных по проходам ε обжатий с варьированием этих величин в зависимости от конечной толщины h полос, отличающийся тем, что полосы минимальной толщины h_min=0,60...0,77 мм прокатывают за два прохода из заготовки любой ширины от B_min до B_max, полосы толщиной h_cp=(1,3...1,72)h_min прокатывают также за два прохода из заготовки шириной от B_min до В_ср=1,1B_min и за три прохода из заготовки с B_max=1,2B_min, полосы толщиной h_max=1,73h_min и более за три прохода из заготовки шириной B_min...B_cp, а величину ε_Σ устанавливают в пределах 65...70%, при этом при прокатке за два прохода принимают в первом из них величину обжатия в первой клети ε₁=0,46ε_Σ, во второй ε₂=0,18ε_Σ и во втором проходе ε₁=0,24ε_Σ, ε₂=0,12ε_Σ, а при прокатке за три прохода в первом из них ε₁=0,41ε_Σ, ε₂=0,12ε_Σ, во втором ε₁=0,22ε_Σ, ε₂=0,18ε_Σ и в третьем ε₁=0,18ε_Σ, ε₂=0,05ε_Σ.