СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОЙ РУЛОННОЙ СТАЛИ Российский патент 2009 года по МПК C21D8/04 C21D9/48 C21D9/663 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве тонколистовой рулонной стали с улучшенной поверхностью.

После холодной прокатки полосы, смотанные в рулон, подвергают рекристаллизационному отжигу и дрессировке. Один из основных показателей качества холоднокатаных листов - состояние их поверхности. Технология производства холоднокатаной листовой стали достаточно подробно описана, например, в книге В.Б.Бахтинова «Прокатное производство», М.: Металлургия, 1987, с.335-346.

Известен способ производства рулонной холоднокатаной стали, включающий прокатку с натяжением полосы на реверсивном стане и последующий отжиг рулонов, при котором при увеличении толщины готовых полос уменьшают удельное натяжение в валках с заданной микрогеометрией их поверхности, а выдержку рулонов под колпаком ведут с продолжительностью, зависящей от массы рулонов (см. пат. РФ №2315118, кл. C21D, опубл. в БИ № 2, 2008 г.). Недостатком этого способа является неопределенность параметров горячей прокатки заготовки, что не гарантирует получение листов с качественной их поверхностью.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является технология производства полосовой холоднокатаной стали, описанная в книге С.П.Ефименко и В.П.Следнева «Вальцовщик листопрокатных станов», 2-е изд., М.: Металлургия, 1980, с.190-198, 230-245. Эта технология включает горячую и холодную прокатки. Недостатком известной технологии является отсутствие параметров прокатки, отжига и дрессировки для получения холоднокатаной стали марки 08пс толщиной менее 0,5 мм, что не гарантирует получение качественной поверхности листов такого сортамента.

Технической задачей настоящего изобретения является улучшение качества листовой стали за счет уменьшения дефектов ее поверхности: царапин, изломов и линий скольжения (линий Людерса).

Для решения этой задачи предлагаемый способ включает холодную прокатку, отжиг, дрессировку, холодную прокатку осуществляют в два прохода с суммарным обжатием подката толщиной h₁′′ 1,5 мм в пределах 70…72%, а подката с h₂′′ 1,8…2,0 мм - 73…74% на насеченных валках первой клети двухклетевого реверсивного стана с шероховатостью их бочек Ra=2…3 мкм, устанавливая удельное натяжение на барабане моталки для полос шириной до 1,2 м - 70 Н/мм², а для полос шириной свыше 1,2 до 1,28 м - 60 Н/мм² при добавочном натяжении в обоих случаях - 70 Н/мм², охлаждение после отжига полос толщиной менее 0,5 мм осуществляют в два этапа: I - после стадии нагрева металл охлаждают до температуры t₁ на 30°С ниже температуры окончательной выдержки со скоростью 7,5 град/ч, II - от температуры t₁ до 600°С по стендовой термопаре со скоростью 8…20 град/ч и продолжительностью 3 ч, III - охлаждение под нагревательным колпаком с отключенными горелками в течение 5 ч, окончательное охлаждение водой производится от температуры 250…280°С по стендовой термопаре и дрессировку отожженных полос ведут с обжатием 1,10±0,1%.

Приведенные параметры способа получены опытным путем и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации технологических режимов переделов, необходимых для получения тонколистовой стали 08пс с качественной поверхностью и отсутствием вышеназванных дефектов.

Опытную проверку предлагаемого способа осуществляли в ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». С этой целью варьировали заявляемые параметры горячей и холодной прокатки, отжига и дрессировки металла, оценивая результаты по выходу листового проката с бездефектной (качественной) поверхностью. Наилучшие результаты (выход качественного проката в пределах 98,7…99,6%) получены с использованием настоящего способа. Отклонения от рекомендуемых его параметров ухудшали достигнутые показатели.

Количество царапин и линий скольжений возрастало при уменьшении величин суммарных обжатий (ε_Σ) во время холодной прокатки (ε_Σ<70% для h₁ и ε_Σ<73% для h₂), а также при прокатке в валках 1-й клети реверсивного стана с Ra<2 мкм. Выход дефекта «излом» повысился при ε_Σ более 72% и 74%. При прокатке на реверсивном стане в валках с Ra>3 мкм возникали трудности с выкатываемостью данного сортамента вследствие превышения нагрузок 1 клети. Дело в том, что повышенная величина шероховатости Ra (более 3 мкм) приводит к увеличению усилия прокатки. Поэтому поддерживать прокатку с заявленными обжатиями (70-74%) не представлялось возможным. Появлению дефекта «излом» способствовало и повышение величин удельных натяжений на барабане моталки и добавочных натяжений на барабане моталки, а снижение этих величин сверх рекомендуемых приводило к росту выхода царапин и линий скольжения на готовом прокатке.

Несоблюдение рекомендуемых режимов рекристаллизационного отжига ухудшало качество поверхности холоднокатаных листов: например, увеличение скорости охлаждения и температуры охлаждения водой, равно как и уменьшение времени охлаждения под нагревательным колпаком, вызывало увеличение выхода дефекта «излом». Уменьшение обжатий при дрессировке (ε<1,0%) и их увеличение (ε>1,2%) приводили к результатам, аналогичным тем, которые наблюдались при несоблюдении рекомендуемых величин ε_Σ во время холодной прокатки.

Технология, выбранная в качестве ближайшего аналога (см. выше), в опытах не использовалась ввиду неопределенности ее режимов для получения холоднокатаной стали 08пс толщиной менее 0,5 мм. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

Технико-экономические исследования показали, что внедрение заявляемого изобретения в производствах, аналогичных существующему в ОАО «ММК», повысит выход качественной вышеназванной листовой стали не менее чем на 2% с соответствующим ростом прибыли от ее реализации.

Примеры конкретного выполнения

1. Холодная прокатка на насеченных валках I клети реверсивного стана с ε_Σ=71%;

Ra валков- 2 мкм; удельное натяжение на моталке - 70 Н/мм² при добавочном удельном натяжении 70 Н/мм². Охлаждение после отжига: I - охлаждение до t₁=680-30°С с V_охл=7,5 град/ч; II - от t₁ до 600°С с V_охл=15 град/ч в течение 3 часов; III - под нагревательным колпаком с отключенными горелками - в течение 5 ч и окончательное водоохлаждение от 280°С. Дрессировка с ε=1,1%.

2. Холодная прокатка на насеченных валках I клети реверсивного стана с Ra валков- 3 мкм и ε_Σ=73,5%; удельное натяжение на моталке - 60 Н/мм² при добавочном удельном натяжении 70 Н/мм². Холодная прокатка на насеченных валках клети реверсивного стана с ε_Σ=71%; Ra валков - 2 мкм; удельное натяжение на моталке - 70 Н/мм² при добавочном удельном натяжении 70 Н/мм².

Отжиг и дрессировка - с теми же параметрами.

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к производству тонколистовой холоднокатаной рулонной стали толщиной до 0,5 мм. Для улучшения качества листовой стали за счет уменьшения дефектов ее поверхности: царапин, изломов и линий скольжения подкат подвергают холодной прокатке с получением полосы толщиной менее 0,5 мм, смотке в рулон, отжигу и дрессировке, при этом холодную прокатку осуществляют в два прохода с суммарным обжатием подката толщиной h₁=1,5 мм в пределах 70-72%, а подката h₂=1,8-2,0 мм - 73-74% на насеченных валках первой клети двухклетевого реверсивного стана с шероховатостью их бочек Ra=2-3 мкм, устанавливая удельное натяжение на барабане моталки для полос шириной до 1,2 м - 70 Н/мм², а для полос шириной свыше 1,2 до 1,28 м - 60 Н/мм² при добавочном натяжении в обоих случаях - 70 Н/мм², охлаждение после отжига полос толщиной менее 0,5 мм осуществляют: на первом этапе после стадии нагрева до температуры t₁ на 30°С ниже температуры окончательной выдержки со скоростью 7,5 град/ч, на втором этапе - от температуры t₁ до 600°С по стендовой термопаре со скоростью 8-20 град/ч и продолжительностью 3 ч, на третьем этапе под нагревательным колпаком с отключенными горелками в течение 5 ч, окончательно охлаждают водой от температуры 250-280°С по стендовой термопаре, а дрессировку отожженных полос ведут с обжатием 1,1±0,1%.

Способ производства холоднокатаной рулонной стали, включающий холодную прокатку подката, смотку полосы толщиной менее 0,5 мм в рулон на барабан моталки, отжиг и дрессировку, отличающийся тем, что холодную прокатку осуществляют в два прохода с суммарным обжатием подката толщиной h₁=1,5 мм в пределах 70-72%, а подката h₂=1,8-2,0 мм - 73-74% на насеченных валках первой клети двухклетевого реверсивного стана с шероховатостью их бочек Ra=2-3 мкм, устанавливают удельное натяжение на барабане моталки для полос шириной до 1,2 м равное 70 Н/мм², а для полос шириной свыше 1,2 до 1,28 м - 60 Н/мм² при добавочном натяжении в обоих случаях - 70 Н/мм², охлаждение полос после отжига осуществляют: на первом этапе после нагрева до температуры t₁ на 30°С ниже температуры окончательной выдержки со скоростью 7,5 град/ч, на втором этапе от температуры t₁ до 600°С по стендовой термопаре со скоростью 8-20 град/ч и продолжительностью 3 ч, на третьем этапе под нагревательным колпаком с отключенными горелками в течение 5 ч, а окончательное охлаждение проводят водой от температуры 250-280°С по стендовой термопаре, при этом дрессировку отожженных полос ведут с обжатием 1,1±0,1%.