СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОГО ПРОКАТА Российский патент 2009 года по МПК C21D8/04 C21D9/48 C22C38/04 

Описание патента на изобретение RU2361933C1

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к технологии производства холоднокатаного проката, предназначенного для изготовления бочек.

Холоднокатаный прокат для изготовления бочек должен отвечать определенным требованиям по механическим свойствам (по твердости) и качеству поверхности проката. Механические свойства по твердости должны быть в узком диапазоне, а именно от 40 до 55 ед. (стремиться 45-55 ед.), причем свойства должны быть однородными и стабильными по длине полосы. Поверхность полосы должна быть пригодна к дальнейшей покраске распылением или роликовой покраске без предварительной очистки поверхности, поэтому на поверхности проката не допускается наличие масла. Шероховатость поверхности (Ra) холоднокатаного проката должна соответствовать 0,6-1,9 мкм.

Известен способ производства холоднокатаной стали для глубокой вытяжки, включающий выплавку стали, разливку, прокатку в черновой и чистовой группе клетей непрерывного широкополосного стана, смотку полос в рулоны, холодную прокатку, рекристаллизационный отжиг в колпаковой печи при температуре не ниже 690°С и дрессировку. При этом выплавляют сталь, содержащую, мас.%:

Углерод 0,01-0,06 Кремний 0,003-0,030 Марганец 0,05-0,25 Фосфор 0,003-0,020 Сера 0,002-0,023 Алюминий кислоторастворимый 0,01-0,06 Азот 0,002-0,007 Железо и неизбежные примеси остальное

при выполнении соотношений [Mn]·[S]≤0,045 и 5≤[Al]/[N]≤20. Горячую прокатку в черновой группе клетей заканчивают при толщине раската не менее 35 мм и при температуре раската Tp≥l050+8000·[Mn]·[S], °C. Нагрев при рекристаллизационном отжиге осуществляют сначала до 450-500°С в течение не более 10 часов, после чего от 450-500°С нагрев ведут со скоростью не более 20°С/час до 550-600°С, далее со скоростью не более 50°С/час до температуры отжига [патент РФ №2281338, МПК С21D 8/04, С2С 38/06, 10.05.2006].

Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает требуемого уровня механических свойств.

Известен способ производства холоднокатаной листовой стали для глубокой вытяжки, включающий горячую прокатку непрерывно-литых слябов из малоуглеродистой стали, травление, многопроходную холодную прокатку с суммарным обжатием не менее 75%, рекристаллизационный отжиг рулонов в колпаковой печи с нагревом за несколько стадий: нагрев со средней скоростью 70-80°С/ч до температуры 490-510°С, повторный нагрев со средней скоростью 3-4°С/ч до промежуточной температуры 540-560°С и окончательный нагрев со средней скоростью 50-55°С/ч до температуры 700-720°С, при которой рулоны выдерживают в течение 12-18 часов, охлаждение рулонов и дрессироку. Слябы разливают из стали следующего химического состава, мас.%:

Углерод 0,025-0,050 Кремний 0,003-0,01 Марганец 0,12-0,19 Алюминий 0,02-0,05 Азот не более 0,011 Железо остальное

[патент РФ №2255988, МПК С21D 8/04, 10.07.2005].

Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает требуемого уровня механических свойств.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ производства листовой стали для холодной штамповки, включающий непрерывную разливку стальных слябов, их нагрев до 1150-1240°С, горячую прокатку с температурой конца прокатки не ниже 870°С, охлаждение водой до 550-730°С, смотку в рулоны, травление, холодную прокатку с суммарным обжатием не менее 70%, отжиг при 700-750°С с выдержкой при этой температуре 11-34 часов, дрессировку полос ведут с обжатием 0,4-1,2% с шероховатостью поверхности 2-4 мкм Ra и плотностью пиков 60-120 1/см. Непрерывную разливку слябов ведут со скоростью 0,4-1,6 м/мин при температуре разливаемой стали 1500-1580°С. Слябы разливают из стали следующего химического состава, мас.%:

Углерод 0,002-0,007 Кремний 0,005-0,05 Марганец 0,08-0,16 Алюминий 0,01-0,05 Титан 0,05-0,12 Фосфор не более 0,015 Сера не более 0,010 Хром не более 0,04 Никель не более 0,04 Медь не более 0,04 Азот не более 0,006 Железо остальное

[патент РФ №2197542, МПК С21D 8/04, 27.01.2003 - прототип].

Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает требуемого уровня механических свойств, имеет высокие издержки за счет легирования стали дорогостоящим титаном и пониженного выхода годного по качеству поверхности из-за наличия дефектов сталеплавильного производства, таких как «плена» и «неметаллические включения».

Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение холоднокатаного проката с заданным уровнем твердости в узких пределах, стабильных и однородных по длине полосы, а также снижение производственных издержек за счет увеличения выхода годного по качеству поверхности.

Технический результат достигается тем, что в способе производства холоднокатаного проката, включающем выплавку стали, непрерывную разливку слябов, их нагрев, горячую прокатку в полосы, охлаждение водой, смотку полос в рулоны, травление, холодную прокатку, рекристаллизационный отжиг и дрессировку, согласно изобретению выплавляют сталь, содержащую углерод - 0,05-0,10%; кремний - не более 0,06%; марганец 0,25-0,45%; фосфор - не более 0,025%; серу - не более 0,020%; железо и неизбежные примеси - остальное.

Изменение скорости непрерывной разливки стали не должно превышать более чем на 0,1 м/мин, слябы нагревают до 1220-1320°С, прокатывают с температурой конца прокатки 830-890°С и сматывают при температуре 550-610°С, холодную прокатку осуществляют с суммарным обжатием 60-80%, рекристаллизационный отжиг производят при 640-700°С с выдержкой при этой температуре 6-18 часов, дрессировку полос ведут с обжатием 0,7-1,4%. Рекристаллизационный отжиг осуществляют со скоростью 30-75°С/час. Дрессировку полос ведут на валках с шероховатостью 2,0-3,5 мкм (Ra). Дрессировку производят без эмульсии. Холоднокатаный прокат на агрегатах резки сматывают без промасливания.

В рассмотренных аналогах и прототипе регламентированы механические свойства по пределу текучести, временному сопротивлению, относительному удлинению в отличие от предлагаемого изобретения, где нормирована только твердость.

Сущность изобретения состоит в следующем. На механические свойства холоднокатаной листовой стали влияют как химический состав стали, так и режимы деформационно-термической обработки.

Углерод - один из упрочняющих элементов. При содержании углерода менее 0,05% механические свойства стали ниже допустимого уровня. Увеличение содержания углерода более 0,10% приводит к снижению пластичности стали, что недопустимо.

Марганец обеспечивает получение заданных механических свойств. При содержании марганца менее 0,25% механические свойства стали ниже допустимого уровня. Увеличение содержания марганца более 0,50% приводит к ухудшению механических свойств.

Содержание кремния более 0,06%, фосфора более 0,025%, серы более 0,020% приводит к ухудшению комплекса механических свойств.

Изменение скорости при разливке более чем на 0,1 м/мин приводит к увеличению отсортировки по качеству поверхности по дефектам сталеплавильного производства, таких как «плена» и «неметаллические включения».

Горячая прокатка с температурами конца прокатки 830-890°С и смотки 550-610°С обеспечивает получение однородных механических свойств по длине полосы.

Холодная прокатка с суммарным обжатием менее 60% требует уменьшения толщины горячекатаного подката, что приводит к нестабильности механических свойств по длине полосы, увеличению неплоскостности, а значит уменьшению выхода годного по качеству поверхности. Увеличение суммарного обжатия сверх 80% приводит к неравномерности механических свойств.

Рекристаллизационный отжиг с температурами ниже 640°С или выше 700°С, а также выдержка при отжиге менее 6 часов не обеспечивает необходимый уровень механических свойств и их стабильность. Увеличение времени выдержки более 18 часов неоправданно удлиняет отжиг.

Скорость нагрева под рекристаллизационный отжиг зависит от массы отжигаемого рулона. При увеличении массы рулона скорость нагрева уменьшается. Скорость менее 30°С/час неоправданно удлиняет отжиг, а более 75°С/час ухудшает механические свойства.

Окончательно механические свойства формируются при дрессировке. Дрессировка полос с обжатием 0,7-1,4% обеспечивает оптимальный уровень механических свойств. Дрессировка с обжатием менее 0,7% или более 1,4% приводит к ухудшению механических свойств и их нестабильности.

Дрессировка на валках с шероховатостью 2,0-3,5 мм (Ra) обеспечивает получение шероховатости на полосе в требуемых пределах от 0,6 до 1,9 мкм. Дрессировка на валках с шероховатостью менее 2,0 мкм или более 3,5 мкм (Ra) приводит к ухудшению микрогеометрии поверхности холоднокатаного проката, к нестабильности по шероховатости.

Проведение дрессировки без эмульсии и сматывание полосы в рулон на агрегатах резки без промасливания обеспечивает высокую чистоту поверхности холоднокатаного проката металла.

Примеры реализации способа

В кислородном конвертере выплавили 7 плавок стали, химический состав которых приведен в таблице 1.

Выплавленную сталь разливали на машине непрерывного литья в слябы сечением 250×1280-1350 мм. Слябы нагревали в нагревательной печи в течение 2,5-3,5 часа и прокатывали на непрерывном широкополосном стане 2000 в полосы толщиной 2,3-4,2 мм. Горячекатаные полосы на отводящем рольганге охлаждали водой и сматывали в рулоны. Охлажденные рулоны подвергали солянокислотному травлению в непрерывном травильном агрегате. Затем травленые полосы прокатывали на 5-клетевом стане до толщины 0,6-1,5 мм. Холоднокатаные полосы отжигали в колпаковых печах с водородной защитной атмосферой. Отожженные полосы дрессировали без эмульсии. Холоднокатаный прокат на агрегатах резки сматывали в рулон без промасливания. Технологические параметры на прокатных переделах приведены в таблице 2. Механические свойства, шероховатость и выход годного по поверхности опытных плавок приведены в таблице 3.

В таблицах 1-3 приведены химический состав, технологические параметры и механические свойства предложенного способа (составы №2-6), способа при запредельных значениях заявленных параметров (составы №1 и 7) и способа-прототипа (состав №8).

Из таблиц 1 -3 видно, что в случае реализации предложенного способа (составы №2-6) достигаются требуемые свойства по твердости в пределах 45-55 ед., причем получены однородные свойства по длине полосы и имеют разбег 2-3 ед. Колебания скорости при непрерывной разливке в пределах 0,1 м/мин обеспечивают отсутствие отсортировки по сталеплавильным дефектам, и выход годного по поверхности составляет 99,2-100% (составы №2-6). При колебаниях скорости при разливке в пределах 0,2-0,3 м/мин выход годного ниже и составляет 97-98,4% (составы №1, 7, 8). Отсутствие эмульсии при дрессировке и промасливания на агрегатах резки обеспечивают удовлетворительную чистоту поверхности, способной к промасливанию. При производстве бочек замечаний к механическим свойствам и качеству поверхности у потребителя не было.

Таблица 1
Химический состав опытных плавок
№ состава Содержание элементов, мас.% С Si Mn P S Fе и неизбежные примеси 1 0,04 0,03 0,20 0,008 0,006 Остальное 2 0,05 0,03 0,25 0,009 0,008 Остальное 3 0,07 0,04 0,30 0,010 0,010 Остальное 4 0,08 0,05 0,40 0,015 0,015 Остальное 5 0,08 0,05 0,45 0,020 0,018 Остальное 6 0,10 0,06 0,50 0,025 0,020 Остальное 7 0,11 0,07 0,55 0,030 0,025 Остальное 8 (прототип) 0,002-0,007 0,005-0,06 0,08-0,17 0,010-0,016 0,006-0,011 Остальное Примечание: Химический состав №8 дополнительно содержит 0,05-0,12% титана.

Таблица 2
Технологические параметры производства холоднокатаного проката
№ состава Скорость
разливки, м/мин
Температура нагрева
слябов, °С
Температура конца
прокатки, °С
Температура
смотки после горячей
прокатки, °С
Суммарное
обжатие при
холодной прокатке, %
Температура отжига, °С Скорость
нагрева при
отжиге, °С/час
Время выдержки при отжиге, час Степень
обжатия
при дрессировке, %
Шероховатость валков, Ra мкм
1 0,8-1,0 1330 895 620 83 710 80 19 1,5 3,7 2 0,8-0,9 1320 890 610 80 700 75 18 1,4 3,5 3 0,8-0,9 1300 870 580 75 670 60 16 1,2 3,3 4 0,8-0,9 1290 850 570 70 660 50 12 1,0 3,0 5 0,8-0,9 1260 845 560 65 650 40 9 0,9 2,5 6 0,8-0,9 1220 830 550 60 640 30 6 0,7 2,0 7 0,7-1,0 1210 825 545 55 630 25 5 0,6 1,9 8
(прототип)
0,4-0,6 1150-1240 870-890 550-730 70-80 700-750 Не регламентируется 11-34 0,4-1,2 2,0-4,0

Таблица 3 №состава Твердость по Роквеллу по длине полосы HRB, ед. Шероховатость Ra, мкм Выход годного по качеству поверхности, % Начало Середина Конец 1 35-40 34-39 33-38 0,4-0,5 98,4 2 45-46 44-46 45-46 0,6-0,8 100 3 45-48 46-49 47-48 0,8-0,9 99,4 4 47-49 46-48 47-48 0,9-1,3 100 5 48-51 49-51 48-50 1,1-1,5 99,2 6 52-55 51-54 52-54 1,4-1,9 99,5 7 55-60 53-59 54-60 1,7-2,1 97 8 (прототип) Нет данных 0,9-1,4 97-98

Похожие патенты RU2361933C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОГО ПРОКАТА 2020
  • Туртыгин Сергей Сергеевич
  • Смирнов Константин Сергеевич
  • Никонов Андрей Викторович
  • Антонов Павел Валерьевич
  • Шурыгина Марина Викторовна
RU2745411C1
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 ХОЛОДНОКАТАНОГО ПРОКАТА ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ 2008
  • Немтинов Александр Анатольевич
  • Кузнецов Виктор Валентинович
  • Струнина Людмила Михайловна
  • Золотова Лариса Юрьевна
  • Долгих Ольга Вениаминовна
  • Ордин Владимир Георгиевич
  • Ефимов Семен Викторович
  • Головко Владимир Андреевич
RU2361934C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОГО ПРОКАТА ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ 2007
  • Немтинов Александр Анатольевич
  • Кузнецов Виктор Валентинович
  • Струнина Людмила Михайловна
  • Золотова Лариса Юрьевна
  • Долгих Ольга Вениаминовна
  • Лятин Андрей Борисович
  • Головко Владимир Андреевич
  • Родионова Ирина Гавриловна
RU2358025C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕОЦИНКОВАННОГО ПРОКАТА ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ 2008
  • Кузнецов Виктор Валентинович
  • Струнина Людмила Михайловна
  • Шишина Антонина Кирилловна
  • Лятин Андрей Борисович
  • Артюшечкин Александр Викторович
  • Иванов Дмитрий Викторович
  • Кузнецов Анатолий Александрович
  • Никитин Дмитрий Иванович
RU2361936C1
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 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 ХОЛОДНОКАТАНОГО ВЫСОКОПРОЧНОГО ПРОКАТА ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ 2014
  • Мишнев Петр Александрович
  • Долгих Ольга Вениаминовна
  • Родионова Ирина Гавриловна
  • Быкова Юлия Сергеевна
  • Зайцев Александр Иванович
  • Ефимова Татьяна Михайловна
  • Макаров Никита Сергеевич
RU2562201C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОГО ВЫСОКОПРОЧНОГО ПРОКАТА ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ 2014
  • Мишнев Петр Александрович
  • Долгих Ольга Вениаминовна
  • Родионова Ирина Гавриловна
  • Быкова Юлия Сергеевна
  • Зайцев Александр Иванович
  • Ефимова Татьяна Михайловна
  • Макаров Никита Сергеевич
RU2562203C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОГО НЕПРЕРЫВНО ОТОЖЖЕННОГО ЛИСТОВОГО ПРОКАТА ИЗ IF-СТАЛИ 2020
  • Зайцев Александр Иванович
  • Родионова Ирина Гавриловна
  • Амежнов Андрей Владимирович
  • Карамышева Наталия Анатольевна
  • Колдаев Антон Викторович
RU2755132C1

Реферат патента 2009 года СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОГО ПРОКАТА

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к технологии производства холоднокатаной полосы, предназначенной для изготовления бочек. Для обеспечения заданной твердости и ее однородности по длине полосы осуществляют выплавку стали, содержащей, мас.%: углерод 0,05-0,10, кремний не более 0,06, марганец 0,25-0,50, фосфор не более 0,025, сера не более 0,020, железо и неизбежные примеси - остальное, непрерывную разливку слябов, изменение скорости разливки которой не должно превышать 0,1 м/мин, нагрев слябов до 1220-1320°С, горячую прокатку в полосы с температурой конца прокатки 830-890°С, охлаждение водой, смотку полос в рулоны при температуре 550-610°С, травление, холодную прокатку с суммарным обжатием 60-80%, рекристаллизационный отжиг при 640-700°С с выдержкой при этой температуре 6-18 часов и дрессировку полос с обжатием 0,7-1,4%. 4 з.п. ф-лы, 3 табл.

Формула изобретения RU 2 361 933 C1

1. Способ производства холоднокатаного проката, включающий выплавку стали, непрерывную разливку слябов, их нагрев, горячую прокатку в полосы, охлаждение водой, смотку полос в рулоны, травление, холодную прокатку, рекристаллизационный отжиг и дрессировку, отличающийся тем, что выплавляют сталь, содержащую следующие компоненты, мас.%:
углерод 0,05-0,10 кремний не более 0,06 марганец 0,25-0,50 фосфор не более 0,025 сера не более 0,020 железо и неизбежные примеси остальное


при этом изменение скорости непрерывной разливки стали не превышает 0,1 м/мин, слябы нагревают до 1220-1320°С, прокатывают с температурой конца прокатки 830-890°С и сматывают при температуре 550-610°С, холодную прокатку осуществляют с суммарным обжатием 60-80%, рекристаллизационный отжиг производят при 640-700°С с выдержкой при этой температуре 6-18 ч, дрессировку полос ведут с обжатием 0,7-1,4%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев под рекристаллизационный отжиг осуществляют со скоростью 30-75°С/ч.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дрессировку полос ведут с помощью валков с шероховатостью 2,0-3,5 мкм (Ra).

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что дрессировку ведут без имульсии.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что смотку холоднокатаных полос осуществляют на агрегатах резки без промасливания.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2361933C1

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВОЙ СТАЛИ 2001
  • Степанов А.А.
  • Ламухин А.М.
  • Степаненко В.В.
  • Кузнецов В.В.
  • Зинченко С.Д.
  • Зиборов А.В.
  • Балдаев Б.Я.
  • Ордин В.Г.
  • Горелик П.Б.
  • Добряков В.С.
  • Долгих О.В.
  • Струнина Л.М.
  • Рябинкова В.К.
  • Трайно А.И.
RU2197542C1
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 ПРОИЗВОДСТВА СТАЛЬНЫХ ПОЛОС 1999
  • Карпов Е.В.
  • Буданов А.П.
  • Немкина Э.Д.
  • Антипанов В.Г.
  • Греков Ю.Г.
  • Карагодин Н.Н.
RU2152444C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛИ ДЛЯ ГЛУБОКОЙ ВЫТЯЖКИ 2004
  • Степаненко Владислав Владимирович
  • Скорохватов Николай Борисович
  • Шагалов Анатолий Борисович
  • Зинченко Сергей Дмитриевич
  • Горелик Павел Борисович
  • Савиных Анатолий Федорович
  • Филатов Михаил Васильевич
  • Лятин Андрей Борисович
  • Ерошкин Сергей Борисович
  • Ефимов Семен Викторович
  • Родионова Ирина Гавриловна
  • Ефимова Татьяна Михайловна
RU2281338C2
ХОЛОДНОКАТАНЫЙ СТАЛЬНОЙ ЛИСТ ДЛЯ ТЕНЕВОЙ МАСКИ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 1995
  • Воо Чанг Джеонг[Kr]
  • Чанг Хюн Парк[Kr]
  • Тае Юп Парк[Kr]
  • Тае Вон Ким[Kr]
  • Сеонг Хо Хан[Kr]
  • Бонг Таек Хванг[Kr]
RU2109839C1

RU 2 361 933 C1

Авторы

Мальцев Андрей Борисович

Аганесов Владимир Семенович

Павлов Сергей Игоревич

Судаков Анатолий Юрьевич

Степанов Александр Александрович

Шурыгина Марина Викторовна

Лятин Андрей Борисович

Струнина Людмила Михайловна

Даты

2009-07-20Публикация

2008-02-11Подача