СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ ТОЛСТОЛИСТОВОЙ СТАЛИ Российский патент 2009 года по МПК B21B1/26 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве толстолистовой горячекатаной стали.

Определяющей технологической операцией производства листовой стали является прокатка за несколько проходов на толстолистовом стане до конечной (заданной) толщины при конкретной температуре конца прокатки (Tkn) и с охлаждением раската, обычно - водой. Особенности горячей прокатки толстолистовой стали достаточно подробно описаны, например, в справочнике В.И.Зюзина и А.В.Третьякова "Технология прокатного производства", кн.2, М.: Металлургия, 1991, с.498-512. Важным параметром для получения листов с требуемыми свойствами является температура конца прокатки. Завершающая операция горячей прокатки - охлаждение раската, которая также влияет на свойства готового проката.

Известен способ горячей прокатки листов, при котором деформацию по краям раската проводят с переменным обжатием, создавая преднамеренно продольную разнотолщинность, которую затем удаляют в виде обрези, что повышает качество листов за счет уменьшения их поперечной разнотолщинности (см. а.с. СССР №1419745, кл. В21В 1/38, опубл. в БИ №32, 1988). Недостатком такой технологии является повышенный расход металла за счет увеличения обрези, а также неопределенность температуры конца прокатки.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является технология горячей прокатки толстых листов на стане 2800, описанная в книге В.Б.Бахтинова "Прокатное производство", М.: Металлургия, 1987, с.317-320.

Эта технология прокатки за регламентированное количество проходов по заданным режимам с последующим охлаждением раската характеризуется тем, что величины обжатий принимают из расчета нарушения сплошности окалины, которую удаляют гидросбивом, а температуру прокатки в последних проходах изменяют в зависимости от толщины готового листа.

Недостаток известной технологии состоит в невозможности получения с ее использованием качественных листов толщиной h=50...160 мм из стали О9Г2С (предельная толщина получаемых по этой технологии листов - 16 мм).

Технической задачей настоящего изобретения является повышение выхода качественного листового проката и производительности стана за счет сокращения времени на корректировку режимов горячей прокатки (в частности - Tkn).

Для решения этой задачи в способе горячей прокатки стали до конечной толщины h с заданной температурой конца прокатки Tkn и охлаждением листов для стали О9Г2С толщиной h=50...160 мм принимают Tkn=850...930°С, повышая эту температуру в указанных пределах с увеличением h, а ускоренное охлаждение листов под гидросбивом стана ведут при пониженной скорости их транспортировки до температуры поверхности металла в интервале 680...730°С, при этом обеспечивая разность температур концевых участков листа и его средней части не более 35°С.

Сущность заявляемого технического решения состоит в оптимизации температур конца прокатки и охлаждения марганцово-кремнистой низкоуглеродистой стали, а также в нормировании разности температур концевых и средних участков охлаждаемых толстых листов определенного диапазона толщин. В результате этого, во-первых, возрастает выход качественного листового проката (с незначительной разницей его мехсвойств и структуры по длине листа), а также повышается производительность стана (несмотря на замедление транспортировки раската по стану).

Заявляемый способ реализуется следующим образом.

При прокатке листовой стали О9Г2С с конкретной конечной толщиной устанавливают Tkn в зависимости от h: чем больше h, тем больше Tkn в диапазоне 850...930°С, причем это увеличение температуры можно устанавливать прямо пропорционально росту толщины, учитывая, что разница толщин - 160:50=3,2 раза, а температур - 930:850=1,1 раза (см. пример конкретного выполнения). Далее устанавливают температуру Т_о охлаждения листов после прокатки - в диапазоне 680...730°С (чем выше Tkn - тем выше и Т_о; разница Т_о - 730:680=1,08 раза). При охлаждении следят за тем, чтобы разность температур концевых и средних участков листов не превышала 35°С.

Опытную проверку заявляемого технического решения осуществляли на толстолистовом стане 4500 ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат".

С этой целью прокатывали листы различной толщины (в диапазоне h=50...160 мм) из ст.О9Г2С, варьируя температуру конца прокатки, а также применяя охлаждение раската с различной интенсивностью и при разной скорости его транспортировки до определенных температур поверхности металла с обеспечением заданных разностей температур концевых участков листов и их середины. Результаты опытов оценивали по часовой производительности стана и по качеству листов, в частности по равномерности мехсвойств по их длине.

Наилучшие результаты (максимальная производительность и выход качественных листов в пределах 98,8...99,4%) получены при реализации заявляемого способа. Отклонения от рекомендуемых его параметров ухудшали достигнутые показатели.

Так, при постоянной Tkn для всех толщин прокатываемых листов выход качественного металла не превысил 83% с одновременным снижением производительности из-за частых корректировок режимов прокатки. Не принесло желаемых результатов и замедленное охлаждение листов при повышенной скорости их транспортировки. Снижение температуры поверхности охлаждаемого металла (T_о<680°С) и ее повышение (Т_о>730°С), во-первых, снизило часовое производство стана, а во-вторых, уменьшило выход качественных листов до 85...96%, причем на снижении этого выхода сказалась повышенная разница температур (36...42°С) концов и средних участков по длине готовых листов.

Технология, выбранная в качестве ближайшего аналога, в опытах не проверялась из-за заведомой ее непригодности для прокатки листов с h=50...160 мм (см. выше). Таким образом, опыты подтвердили приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

Технико-экономические исследования, проведенные в ОАО "ММК", показали, что использование настоящего изобретения на стане 4500 позволит повысить выход качественных толстых листов из ст.О9Г2С не менее чем на 3% и производительность стана при их прокатке ориентировочно на 5%.

Пример конкретного выполнения

На толстолистовом стане 4500 прокатывается лист из ст.О9Г2С толщиной h=105 мм. Величина Tkn=890°C, а после прокатки металл ускоренно охлаждается под гидросбивом стана при пониженной скорости его транспортировки. Т_о=705°С и разность температур поверхности концевых и средних участков листов по их длине не превышает 30°С.

Изобретение предназначено для повышения производительности стана и повышения качества листового проката. Способ заключается в прокатке стали до конечной толщины h с заданной температурой конца прокатки Tkn и охлаждением листов. Повышение производительности стана и равномерности механических свойств изделий обеспечивается за счет того, что при прокатке стали О9Г2С толщиной h=50...160 мм принимают Tkn=850...930°C, повышая эту температуру в указанных пределах с увеличением h, а ускоренное охлаждение листов ведут под гидросбивом при пониженных скоростях их транспортировки до температуры поверхности металла в интервале 680...730°С, при этом обеспечивая разность температур концевых участков листа и его средней части не более 35°С.

Способ горячей прокатки толстолистовой стали О9Г2С до конечной толщины h с заданной температурой конца прокатки Tkn и ускоренным охлаждением листов, характеризующийся тем, что при прокатке листов толщиной h=50...160 мм Tkn устанавливают в диапазоне 850...930°С и повышают эту температуру в указанных пределах с увеличением h, а ускоренное охлаждение листов под гидросбивом стана ведут при пониженных скоростях их транспортировки до температуры поверхности листов в интервале 680...730°С, при этом обеспечивают разность температур концевых участков листа и его средней части не более 35°С.