НИЗКОУГЛЕРОДИСТАЯ СТАЛЬ ДЛЯ ЭМАЛИРОВАНИЯ И СПОСОБ ЕЕ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ Российский патент 2009 года по МПК C22C38/16 B21B1/22 B21B1/26 B21B1/34 C21D8/04 

Описание патента на изобретение RU2361006C2

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении листовой стали для эмалирования.

Такая сталь часто содержит титан и ниобий, а одной из характеристик ее является, так называемый, показатель водородного охрупчивания (по сути - показатель способности стали к эмалированию), который определяет относительную разность пластичности стали в исходном состоянии и после пребывания ее в течение двух часов в H2SO4 при комнатной температуре. Краткая характеристика процесса эмалирования приведена, например, в «Политехническом словаре», 3-е изд., М., «Советская энциклопедия», 1989, с.623. Процесс горячей прокатки тонколистовой низколегированной стали для эмалирования имеет свои отличительные особенности (например, характерные только для него температуры конца прокатки Ткп и смотки

Тсм). Влияние этих параметров на свойства горячекатаной листовой стали достаточно подробно показано в книге П.И.Полухина и др. «Прокатное производство», 3-е изд., М., «Металлургия», 1982, с.417-422.

Известна сталь, содержащая 0,08…0,30 вес.% углерода, марганец, хром и другие элементы, в которой с целью повышения ее пластичности и ударной вязкости содержатся ванадий и кальций (см. а.с. СССР №969778, кл. С22С 38/38, опубл. в БИ №40, 1982 г.). Однако эта сталь непригодна для эмалирования.

Наиболее близким аналогом к заявляемой стали является низкоуглеродистая сталь 08Ю по ГОСТ 9045. Эта сталь содержит углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, алюминий, медь, железо и характеризуется тем, что она содержит не более 0,07 мас.% углерода, не более 0,01 мас.% кремния, 0,02…0,35 мас.% марганца, не более 0,06 мас.% меди, 0,02…0,07% алюминия, не более 0,025 мас.% серы, не более 0,02 мас.% фосфора, что позволяет использовать ее для штамповки изделий с особо сложной вытяжкой.

Недостатком известной стали является относительно небольшая величина ее показателя водородного охрупчивания, что может привести к появлению на эмалированных листах характерного дефекта - «рыбья чешуя».

Известен способ горячей прокатки тонколистовой стали, при котором температуру конца прокатки принимают в пределах 780…800 град. С, а охлаждение проката ведут со скоростью 9…13 град/сек, передавая рулонные полосы на травление при температуре 60…80 град. С (см. пат. РФ №2164248, кл. С21Д 8/04, опубл. в БИ №6, 2001 г.). Однако этот способ непригоден для прокатки низкоуглеродистой стали, предназначенной на эмалирование.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является технология горячей прокатки низкоуглеродистой никель-алюминиевой стали для эмалирования, описанная в пат. РФ №2165809, кл. В21В 1/22, опубл. в БИ №12, 2001 г.

Эта технология с заданными температурами конца прокатки и смотки характеризуется тем, что принимают Ткп=760…800 град. С, а Тсм=680…700 град. С. Недостатком такой технологии является непригодность ее к производству горячекатаной IF-стали для эмалирования, содержащей не более 0,007 мас.% углерода.

Технической задачей настоящего изобретения является улучшение потребительских свойств тонколистовой стали для эмалирования за счет устранения дефекта «рыбья чешуя».

Поставленная задача решается тем, что низкоуглеродистая сталь для эмалирования содержит углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, алюминий, медь, железо, титан, ниобий, азот и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углерод 0,003…0,006 кремний 0,01…0,03 марганец 0,06…0,15 сера 0,005…0,012 фосфор 0,008…0,015 алюминий 0,02…0,06 медь 0,03…0,04 титан от более 0,024 до 0,04 ниобий от более 0,048 до 0,065 азот 0,003…0,006 железо остальное

способ горячей прокатки низкоуглеродистой стали для эмалирования включает прокатку с температурой конца прокатки Ткп и температурой смотки Тсм, в отличие от ближайшего аналога прокатывают сталь вышеуказанного состава, а температуры Ткп и Тсм определяют из соотношений: Ткп=970-13300·[С], °С, а Тсмкп-180, °С, где [С] - содержание в стали углерода, мас.%.

Приведенные математические соотношения для Ткп и Тсм получены в результате обработки опытных данных и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации состава низкоуглеродистой полосовой стали, предназначенной для эмалирования, а также основных параметров (Ткп и Тсм) ее горячей прокатки, зависящих от содержания в стали углерода. В результате этого исключается появление дефекта «рыбья чешуя» на эмалированном металле, что улучшает его потребительские свойства.

При реализации предлагаемого изобретения, во-первых, к производству принимается (по сопроводительной документации) только та сталь, состав которой соответствует рекомендуемому; во-вторых, по фактическому содержанию в стали углерода определяются и реализуются температуры конца прокатки и смотки.

Опытную проверку изобретения осуществляли при производстве горячекатаной полосовой стали для эмалирования, которую прокатывали на непрерывном широкополостном стане (НШПС) ОАО «ММК».

Результаты опытов представлены в таблице.

С этой целью при прокате на НШПС 2500 низкоуглеродистых сталей с различным содержанием компонентов варьировали Ткп и Тсм, оценивая результаты по выходу качественной стали (прежде всего - без вышеупомянутого дефекта) с эмалевым покрытием.

Наилучшие результаты (выход качественного эмалированного металла в пределах 98,5…99,5% за счет отсутствия дефекта «рыбья чешуя») получены при реализации предлагаемого технического решения. Отклонения от рекомендуемого содержания компонентов в стали, а также от заявляемых величин Ткп и Тсм ухудшали достигнутые показатели.

При содержании в стали углерода менее 0,003%, кремния менее 0,01%, марганца менее 0,06%, серы менее 0,005%, фосфора менее 0,008%, алюминия менее 0,02%, меди менее 0,03%, титана менее 0,024%, ниобия менее 0,048%, азота менее 0,003 формируется недостаточное количество «ловушек» для водорода в микроструктуре стали, в результате чего после процесса эмалирования водород сосредотачивается на границе раздела «металл-эмалевое покрытие», создавая высокое парциальное давление, приводя к сколу эмалевого покрытия в виде дефекта «рыбья чешуя».

Увеличение содержания в стали углерода более 0,006%, кремния более 0,03%, марганца более 0,15%, серы более 0,012%, фосфора более 0,015%, алюминия более 0,06%, меди более 0,04%, титана более 0,04%, ниобия более 0,065%, азота более 0,006% снижает выход бездефектного металла до 80% из-за снижения показателя водородного охрупчивания до 38…43% и увеличения количества разрывов стали при штамповке изделий из-за ухудшения физико-механических свойств: увеличения предела текучести до 195…210 Н/мм и снижения относительного удлинения до 33…37%. Вероятно, это связано с уменьшением стали к насыщению водородом за счет более плотной упаковки кристаллической решетки, что приводит к ухудшению ее эмалируемости, а также наличием по границам зерен грубых фаз (карбидов титана и ниобия), которые в процессе штамповки, надрезая ферритную матрицу, снижают пластические свойства стали. В результате в процессе эмалирования образуется дефект «рыбья чешуя».

При повышении температуры конца прокатки Ткп>970-13300·[С] и Тсмкп-180, °С увеличивается размер зерна феррита, в результате чего уменьшается длина межзеренных границ, что отрицательно сказывается на показателе водородного охрупчивания (он снижается до 30…35%) и в процессе эмалирования приводит к образованию дефекта «рыбья чешуя».

При снижении температуры конца прокатки Ткп<970-13300·[С] и Тсмкп-180, °С, во-первых, формируется разнобалльная структура зерен феррита, во-вторых, не в полной мере освобождается ферритная матрица от атомов внедрения (титана и ниобия и т.п.), которые снижают пластические свойства стали, ухудшая ее штампуемость, и в процессе эмалирования приводят к образованию дефекта «рыбья чешуя».

Пример конкретного выполнения

На непрерывном широкополосном стане горячей прокатки 2500 прокатывается полосовая сталь со следующим содержанием компонентов (мас.%): углерод - 0,005; кремний - 0,02; марганец - 0,1; титан - 0,03; ниобий - 0,05; медь - 0,035; алюминий - 0,04; азот - 0,005; сера - 0,008; фосфор - 0,012; железо - остальное.

Параметры горячей прокатки:

Ткп=970-13300·[С]=970-13300·0,005≅904 град. С;

Тсмкп-180=904-180=724 град. С.

Дефект «рыбья чешуя» на эмалированной стали отсутствует.

№ опыта С Si Mn Ti Nb Cu Al N S Р Ткп Тсм Дефект «рыбья чешуя» 1 0,002 0,009 0,05 0,01 0,03 0,02 0,01 0,002 0,004 0,007 943 763 Есть 2 0,005 0,02 0,1 0,03 0,05 0,035 0,04 0,005 0,008 0,012 904 724 Нет 3 0,007 0,04 0,2 0,05 0,08 0,05 0,07 0,007 0,02 0,02 877 697 Есть

Похожие патенты RU2361006C2

название год авторы номер документа
РУЛОННЫЙ ПРОКАТ ИЗ ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛИ И СПОСОБ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА 2023
  • Дергунов Иван Игоревич
  • Милованов Антон Юрьевич
  • Некрасов Иван Александрович
  • Лукин Александр Станиславович
  • Бобылев Михаил Викторович
  • Долгих Юрий Николаевич
  • Белоусов Владислав Александрович
  • Тюленев Евгений Николаевич
  • Ильичев Владимир Станиславович
RU2821636C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛИ ДЛЯ ШТАМПОВКИ И ПОСЛЕДУЮЩЕГО ЭМАЛИРОВАНИЯ 2010
  • Кочнева Татьяна Михайловна
  • Малова Нина Ивановна
  • Крюков Дмитрий Михайлович
  • Полецкова Татьяна Петровна
  • Ласьков Сергей Алексеевич
RU2424328C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СВЕРХНИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛИ ДЛЯ ГЛУБОКОЙ ВЫТЯЖКИ И ПОСЛЕДУЮЩЕГО ОДНОСЛОЙНОГО ЭМАЛИРОВАНИЯ 2014
  • Мишнев Петр Александрович
  • Антонов Павел Валерьевич
  • Мезин Филипп Иосифович
  • Шурыгина Марина Викторовна
  • Абрамов Александр Сергеевич
  • Митрофанов Артем Викторович
  • Корытин Павел Владимирович
  • Зайцев Александр Иванович
  • Родионова Ирина Гавриловна
  • Алалыкин Никита Владимирович
RU2547976C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛОС ХОЛОДНОКАТАНОГО ЛИСТОВОГО ПРОКАТА ДЛЯ ЭМАЛИРОВАНИЯ ИЗ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ТИПА 08, ЛЕГИРОВАННОЙ ФОСФОРОМ (0,04 - 0,10 МАС.%) И АЛЮМИНИЕМ (0,02 - 0,08 МАС.%) 1992
  • Липухин Ю.В.
  • Славов В.И.
  • Кузнецов В.В.
  • Хачпанян К.Х.
  • Задорожная В.Н.
  • Славова А.И.
  • Харченко И.А.
  • Моисеев Б.А.
RU2010634C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛИ ДЛЯ ШТАМПОВКИ И ПОСЛЕДУЮЩЕГО ЭМАЛИРОВАНИЯ 2000
  • Цырлин М.Б.
  • Лобанов М.Л.
  • Шабанов В.А.
  • Шевелев В.В.
  • Шатохин И.М.
  • Сарычев А.Ф.
RU2159820C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ШТРИПСОВ ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ 2007
  • Голованов Александр Васильевич
  • Филатов Николай Владимирович
  • Попов Евгений Сергеевич
  • Торопов Сергей Сергеевич
  • Немтинов Александр Анатольевич
  • Мальцев Андрей Борисович
  • Рослякова Наталья Евгеньевна
  • Трайно Александр Иванович
RU2358023C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОГО ПРОКАТА ДЛЯ ЭМАЛИРОВАНИЯ 2008
  • Мальцев Андрей Борисович
  • Мишнев Петр Александрович
  • Шурыгина Марина Викторовна
  • Щелкунов Игорь Николаевич
  • Чистяков Алексей Николаевич
  • Савиных Анатолий Федорович
  • Палигин Роман Борисович
  • Павлов Сергей Игоревич
  • Жиленко Сергей Владимирович
  • Струнина Людмила Михайловна
RU2379361C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ШТРИПСОВ ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ 2008
  • Голованов Александр Васильевич
  • Филатов Николай Владимирович
  • Торопов Сергей Сергеевич
  • Попов Евгений Сергеевич
  • Немтинов Александр Анатольевич
  • Мальцев Андрей Борисович
  • Трайно Александр Иванович
  • Зикеев Владимир Николаевич
RU2375469C1
Способ производства горячекатаного травленого проката 2023
  • Анхимов Михаил Анатольевич
  • Рассохин Матвей Григорьевич
RU2799195C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНОГО ШИРОКОПОЛОСНОГО РУЛОННОГО ПРОКАТА 2012
  • Шубин Игорь Геннадьевич
  • Румянцев Михаил Игоревич
  • Горбунов Андрей Викторович
  • Попов Антон Олегович
  • Ветренко Александр Геннадьевич
  • Казаков Олег Владимирович
  • Казаков Игорь Владимирович
RU2516212C1

Реферат патента 2009 года НИЗКОУГЛЕРОДИСТАЯ СТАЛЬ ДЛЯ ЭМАЛИРОВАНИЯ И СПОСОБ ЕЕ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к технологии получения низкоуглеродистых сталей для эмалирования. Прокатывают сталь, содержащую углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, алюминий, медь, титан, ниобий, азот и железо, при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,003-0,006, кремний 0,01-0,03, марганец 0,06-0,15, сера 0,005-0,012, фосфор 0,008-0,015, алюминий 0,02-0,06, медь 0,03-0,04, титан - от более 0,024 до 0,04, ниобий - от более 0,048 до 0,065, азот 0,003-0,006, железо - остальное. Температуры конца прокатки Ткп и смотки Тсм определяют из соотношений Ткп=970-13300·[С], °С, а Тсмкп-180, °С, где [С] - содержание в стали углерода, мас.%. Улучшаются потребительские свойства тонколистовой стали для эмалирования за счет устранения дефекта «рыбья чешуя». 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения RU 2 361 006 C2

1. Низкоуглеродистая сталь для эмалирования, содержащая углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, алюминий, медь, титан, ниобий, азот и железо, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
углерод 0,003-0,006 кремний 0,01-0,03 марганец 0,06-0,15 сера 0,005-0,012 фосфор 0,008-0,015 алюминий 0,02-0,06 медь 0,03-0,04 титан от более 0,024 до 0,04 ниобий от более 0,048 до 0,065 азот 0,003-0,006 железо остальное

2. Способ горячей прокатки низкоуглеродистой стали для эмалирования, включающий прокатку с температурой конца прокатки Ткп и температурой смотки Тсм, отличающийся тем, что прокатывают сталь по п.1, а температуры Ткп и Тсм определяют из соотношений: Ткп=970-13300·[С], °С, а Тсмкп-180, °С, где [С] - содержание в стали углерода, мас.%.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2361006C2

DE 19547181 C1, 10.10.1996
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ 2005
  • Ордин Владимир Георгиевич
  • Степаненко Владислав Владимирович
  • Лятин Андрей Борисович
  • Савинов Евгений Александрович
  • Смирнов Вадим Валентинович
  • Горшков Сергей Павлович
  • Кругликова Галина Васильевна
  • Черноусов Василий Леонидович
  • Павлов Сергей Игоревич
  • Крутикова Людмила Афанасьевна
RU2288283C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛЬНОГО ЛИСТА ДЛЯ ЭМАЛИРОВАНИЯ 1999
  • Карпов Е.В.
  • Греков Ю.Г.
  • Корнилов В.Л.
  • Немкина Э.Д.
  • Буданов А.П.
  • Антипанов В.Г.
  • Карагодин Н.Н.
RU2165809C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНЫХ ПОЛОС ИЗ СВЕРХНИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ 2002
  • Урцев В.Н.
  • Хабибулин Д.М.
  • Капцан А.В.
  • Платов С.И.
  • Воронков С.Н.
RU2212457C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛОС ХОЛОДНОКАТАНОГО ЛИСТОВОГО ПРОКАТА ДЛЯ ЭМАЛИРОВАНИЯ ИЗ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ТИПА 08, ЛЕГИРОВАННОЙ ФОСФОРОМ (0,04 - 0,10 МАС.%) И АЛЮМИНИЕМ (0,02 - 0,08 МАС.%) 1992
  • Липухин Ю.В.
  • Славов В.И.
  • Кузнецов В.В.
  • Хачпанян К.Х.
  • Задорожная В.Н.
  • Славова А.И.
  • Харченко И.А.
  • Моисеев Б.А.
RU2010634C1
Способ и приспособление для нагревания хлебопекарных камер 1923
  • Иссерлис И.Л.
SU2003A1
Топчак-трактор для канатной вспашки 1923
  • Берман С.Л.
SU2002A1
ЩИТОВОЙ ДЛЯ ВОДОЕМОВ ЗАТВОР 1922
  • Гебель В.Г.
SU2000A1
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1

RU 2 361 006 C2

Авторы

Буданов Анатолий Петрович

Бодяев Юрий Алексеевич

Распопов Александр Леонидович

Корнилов Владимир Леонидович

Антипанов Вадим Григорьевич

Даты

2009-07-10Публикация

2007-09-03Подача