СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ НА НЕПРЕРЫВНОМ ШИРОКОПОЛОСНОМ СТАНЕ Российский патент 2009 года по МПК B21B1/26 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при горячей прокатке полосовой трубной стали.

Горячая прокатка тонколистовой (полосовой) стали чаще всего осуществляется на непрерывных широкополосных станах (НШПС) при заданных температурах и обжатиях в отдельных клетях, и эти режимы определяют свойства готового проката. Технология горячей прокатки на НШПС достаточно подробно описана, например, в справочнике под ред. В.И.Зюзина и А.В.Третьякова «Технология прокатного производства», М., «Металлургия», 1991, кн.2, с.556-565.

Известен способ горячей прокатки на НШПС углеродистой стали, при котором температуру обратного процесса при охлаждении полос на отводящем рольганге стане устанавливают для сталей с содержанием углерода не более 0,25 мас.% прямо пропорциональной содержанию в стали углерода, кремния и марганца и обратно пропорциональной толщине полос (см. пат. РФ №2200199, кл. C2D 8/04, В21В 1/26, опубл. в БИ №7, 2003 г.). Однако этот способ не регламентирует величин обжатий при прокатке, что затрудняет его использование для производства, например, горячекатаной тонколистовой трубной стали.

Наиболее близкой к заявляемому способу является технология горячей прокатки на непрерывных станах, описываемая в книге С.П.Ефименко и В.П.Следнева «Вальцовщик прокатных станов», М., »Металлургия», 1980, с.190-198.

Эта технология прокатки с заданными температурами и величинами обжатий характеризуются тем, что температуру за черновой группой клетей, перед и за непрерывной группой, а также температуру смотки варьируют от содержания углерода в стали, а предельные величины относительных обжатий в клетях черновой группы НШПС принимают в пределах 20…50%, причем обжатие в предпоследней клети непрерывной (чистовой) группы стана не превышает 25%, а в последней клети - 10…15%. Эта технология неприемлема для прокатки тонколистовой трубной стали с повышенными потребительскими свойствами.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение потребительских свойств тонколистовой (полосовой) трубной стали, предназначенной для производства сварных труб.

Для решения этой задачи в способе горячей прокатки на НШПС с заданными температурами и величинами обжатий трубной марганцовистой стали, содержащей 0,19…0,22 мас.% углерода и 0,02…0,05 мас.% алюминия, на конечную толщину 3 мм температуру прокатки в шестой клети стана принимают равной 1020…1100°С, температуру конца прокатки - 820…860°С и температуру смотки полос - 540…580°С, при этом величину суммарного относительного обжатия в черновых клетях принимают ε_Σ=87…89% с увеличением относительного обжатия ε_i в каждой последующей клети, а в чистовой группе клетей ε_Σ=89…91% с уменьшением ε_i по ходу прокатки, начиная с третьей чистовой клети, в 1,06…1,41 раза в каждом последующем проходе.

Приведенные параметры способа получены опытным путем и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации величин температур и обжатий при прокатке на НШПС тонколистовой трубной стали, которая служит заготовкой для холодной прокатки этой стали. В результате этого получается полосовая сталь, обладающая требуемыми механическими свойствами и хорошей свариваемостью, что необходимо для производства качественных сварных труб.

При реализации предлагаемого способа необходимо строгое соблюдение вышеуказанных параметров горячей прокатки, отклонения от которых (как показали) не позволяют получить требуемые характеристики листового проката.

Опытную проверку заявляемой технологии осуществляли на НШПС горячей прокатки 2000 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». С этой целью при прокатке стали марки 22ГЮ на конечный размер 3×1060 мм варьировали температуры прокатки и смотки полос, а также величины обжатий в черновой и чистовой группах клетей этого стана, оценивая результаты по выходу качественной горячекатаной трубной стали, идущей на холодную прокатку.

Наилучшие результаты (выход качественного проката в пределах 99,2…99,8%) получены при использовании настоящего изобретения. Отклонения от рекомендуемых параметров ухудшали достигнутые показатели. Так, например, при меньших температурах прокатки в IY клети (Т₆<1020°С), конца прокатки (Т_кп<820°С) и температуре смотки (Т_см<540°С) и больших: Т₆>1100°С, Т_кп>860°С, Т_см>580°С - не удавалось достичь требуемых мехсвойств проката, в том числе - хорошей свариваемости холоднокатаных полос, полученных из горячекатаной заготовки.

При ε_Σ<87% в черновых клетях приходилось повышать ε_Σ (более 91%) в чистовых клетях для получения необходимой конечной толщины (3 мм) полос, либо уменьшать толщину исходных слябов, что также не позволило получить требуемых свойств холоднокатаной стали. Аналогичные результаты получались и при ε_Σ>89% (черновые клети), ε_Σ<89% (чистовые клети), причем выход качественного проката не превысил 94%. Отрицательно сказалось на качестве проката примерное равенство ε_i в клетях черновой группы стана, а уменьшение ε_i по ходу прокатки резко повысило нагрузку на валки и привод I…III клетей этой группы, что привело к простоям стана. Требуемое качество проката получалось только при снижении ε_i в каждой последующей клети чистовой группы, причем с соблюдением величины ε_i/ε_i+1=1,06…1,41.

Технология, взятая в качестве ближайшего аналога (см. выше), в опытах не проверялась ввиду заведомой ее непригодности для производства тонколистовой трубной полосы марки 22ГЮ. Таким образом, опытная проверка доказала приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

Технико-экономические исследования показали, что внедрение заявляемой технологии для производства горячекатаной трубной стали 22ГЮ толщиной 3 мм, используемой в качестве подката для получения холоднокатаной полосы размерами 1,5×1000 мм, позволит повысить выход качественного проката не менее чем на 5% с соответствующим ростом прибыли от его реализации.

Пример конкретного выполнения

Полоса из стали 22ГЮ, содержащая 0,2 мас.% С, 1,3% Mn и 0,03% Al, размерами 1060 мм получается горячей прокаткой на НШПС 2000 из слябов толщиной 250 мм.

Параметры прокатки:

Т₆=1060°С, Т_кп=840°С, Т_см=560°С;

ε_Σ в I…IY клетях - 88% (Δh=220 мм);

ε₁=12,0%, ε₂=24,5%, ε₃=31,3%, ε₄=33,3%, ε₅=35,5%, ε₆=38,8%;

ε_Σ в YII…XIII клетях - 90% (Δh=27 мм);

ε₇=34,7%, ε₈=34,7%, ε₉=32,8%, ε₁₀=30,2%, ε₁₁=27,5%, ε₁₂=19,5%, ε₁₃=14,3%, т.е ε_i/ε_i+1=1,06…1,41.

Изобретение предназначено для повышения потребительских свойств тонколистовой трубной широкополосной стали при горячей прокатке. Способ включает прокатку с заданными температурами и величинами обжатий. Улучшение механических свойств стали, в частности свариваемости получаемых из нее в дальнейшем холоднокатаных полос, обеспечивается за счет того, что при прокатке трубной марганцовистой стали, содержащей 0,19…0,22 мас.% углерода и 0,02…0,05 мас.% алюминия, на конечную толщину 3,0 мм температуру прокатки в шестой клети стана принимают равной 1020…1100°С, температуру конца прокатки - 820…860°С и температуру смотки полос - 540…580°С, при этом величину суммарного относительного обжатия в черновых клетях принимают ε_Σ=87…89% с увеличением относительного обжатия ε_i в каждой последующей клети, а в чистовой группе клетей ε_Σ=89…91% с уменьшением ε_i по ходу прокатки, начиная с третьей чистовой клети, в 1,06…1,41 раза в каждом последующем проходе.

Способ горячей прокатки на непрерывном широкополосном стане с заданными температурой и величиной обжатия полос трубной марганцовистой стали, содержащей 0,19…0,22 мас.% углерода и 0,02…0,05 мас.% алюминия, толщиной 3 мм, характеризующийся тем, что температуру прокатки принимают равной 1020…1100°С в шестой клети стана, температуру конца прокатки - 820…860°С и температуру смотки полос - 540…580°С, при этом величину суммарного относительного обжатия в черновой группе клетей стана принимают ε_Σ=87…89% с увеличением относительного обжатия ε_i в каждой последующей клети, а в чистовой группе клетей ε_Σ=89…91% с уменьшением ε_i по ходу прокатки, начиная с третьей чистовой клети, в 1,06…1,41 раза в каждом последующем проходе.