СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНЫХ ПОЛОС НА ЧЕТЫРЕХКЛЕТЕВОМ НЕПРЕРЫВНОМ СТАНЕ 2500 Российский патент 2012 года по МПК B21B1/28 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в технологии производства холоднокатаных полос из низкоуглеродистых сталей с заданной чистотой поверхности и шероховатостью полосы, используемых в автомобильной промышленности.

Известен способ производства полос, преимущественно из автолистовой стали, включающий горячую и холодную прокатку, термообработку и дрессировку полос с заданными режимами процессов и отличается тем, что для получения листового проката толщиной 0,63…1,2 мм весьма особо сложной категории вытяжки с микронеровностью поверхности в пределах Ra=0,7…1,2 мкм из стали, содержащей 0,02…0,04 мас.% углерода, 0,15…0,25% марганца, не более 0,01% кремния, хром, никель и медь в суммарном количестве не более 0,1%, а также серу, фосфор, азот и алюминий, горячую прокатку полос до толщины 2,0…2,8 мм ведут с температурой в шестой клети непрерывного стана Т₆=1060…1100°C, заканчивают горячую прокатку при Т_кп=865…895°C, осуществляя смотку полос при температуре Т_см=545…575°C, а ускорение при этой прокатке принимают не более 0,04 м/сек², холодную прокатку производят с суммарным обжатием в пределах 57…70%, отжиг рулонов осуществляют при температуре окончательной выдержки 710°C и без ее снижения, а дрессировку отожженных полос ведут в валках с шероховатостью их бочек Ra=2,5…3,0 мкм при величине относительного обжатия в пределах 0,9…1,1% (реферат 59). Поверхность полосы, полученной известным способом, имеет низкое качество.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ производства холоднокатаных полос, включающий холодную прокатку полос на шероховатых рабочих валках последней клети стана с величиной шероховатости бочки Ra, равной 0,30-0,60 мкм, с подачей СОЖ, смотку полос в рулоны, рекристаллизационный отжиг рулонов в колпаковых печах с защитной атмосферой, охлаждение рулонов от конечной температуры выдержки отжига 710°C до температуры 400°C с увеличением скорости охлаждения от 5-8°C/час в начальном периоде охлаждения, до 25°C в конечном периоде охлаждения (патент RU №2296018 С1 опубл. 27.03.2007).

Недостатком данного способа производства холоднокатаных полос является отсутствие данных о применении системы подачи СОЖ, о параметрах СОЖ, применяемой при холодной прокатке, кроме того, величина шероховатости бочки рабочих валков Ra последней клети, равная 0,30-0,60 мкм, в значительной степени увеличивает вероятность сваривания витков полосы в рулоне в процессе описанного колпакового отжига металла за счет создания повышенного межвиткового давления.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение чистоты поверхности полосы при отсутствии дефектов «полосы-линии скольжения», «излом» из-за снижения загрязненности полосы в процессе прокатки на насеченных валках и за счет предотвращения слипания витков во время отжига.

Для решения этой задачи в предлагаемом способе производства холоднокатаных полос на 4-клетевом непрерывном стане 2500, включающем прокатку полос на шероховатых рабочих валках последней клети с подачей СОЖ, смотку полос в рулоны и последующий рекристаллизационный отжиг рулонов в колпаковых печах с защитной атмосферой, кроме того, величина шероховатости бочки последней катающей клети стана имеет заданное значение, в отличие от ближайшего аналога подачу СОЖ осуществляют с раздельной подачей эмульсии по двум системам: система Э1 - подача эмульсии на клети №№1-3, система Э2 - подача эмульсии на клеть №4, при этом общее содержание масел для системы Э1 принимают в диапазоне 1,2-3,2%, для системы Э2 - 0,80-2,50%, отжиг металла производят в печах с водородной защитной атмосферой с увеличением объема продувки защитным газом до 30 м³/час в интервале температур максимального испарения эмульсии (450-550°C по стендовой термопаре) продолжительностью 5 часов, кроме того, величина шероховатости бочки последней катающей клети стана имеет значение 4,0-4,5 мкм.

Приведенные параметры технологического процесса получены опытным путем и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в использовании при холодной прокатке насеченных валков, применении раздельной системы охлаждения жидкости с нормированным содержанием общих масел в применяемой эмульсии, а также в оптимизации режимов отжига холоднокатаной рулонной стали. В результате этого достигается максимальный выход листов с заданной чистотой поверхности.

Объем продувки защитного газа 30 м³/час в интервале температур максимального испарения эмульсии (450-550°C по стендовой термопаре) позволяет более полно удалить остатки эмульсии и обеспечить требуемый уровень загрязненности поверхности проката после отжига.

Уменьшение объема продувки менее 30 м³/час и продолжительности менее 5 часов не обеспечивает требуемый уровень загрязненности проката после отжига.

Увеличение объема продувки более 30 м³/час и продолжительности более 5 часов экономически нецелесообразно.

Увеличение объема продувки в температурных интервалах ниже 450°C и выше 550°C не улучшает качество поверхности проката.

Использование насеченных рабочих валков 4-й клети с шероховатостью бочки Ra в диапазоне 4,0-4,5 мм позволит в дальнейшем обеспечить шероховатость поверхности полос Ra в диапазоне 0,8-1,2 мкм.

Шероховатость поверхности бочки рабочего валка менее 4,0 мкм с учетом коэффициента отпечатываемости приводит к низкой шероховатости поверхности полосы после прокатки и к свариваемости полосы при колпаковом отжиге.

Шероховатость поверхности бочки рабочего валка более 4,5 мкм увеличивает шероховатость поверхности полосы после прокатки и не позволит в дальнейшем получить требуемый уровень шероховатости полосы в диапазоне 0,8-1,2 мкм

Прокатка металла на 4-клетевом стане с СОЖ с общим содержанием масел в эмульсии ниже 1,2% (в системе Э1) приводит к уменьшению слоя СОЖ при прокатке и перегреву металла в зоне деформации в клетях №№1-3, где обжатие составляет 18-40%, что в свою очередь приводит к образованию дефектов «протектор», «риски перегрева» на поверхности х/к проката и увеличению энергосиловых нагрузок.

Прокатка металла на 4-клетевом стане с СОЖ с общим содержанием масел в эмульсии выше 3,2% (в системе Э1) приводит к тому, что на после прокатки на полосе остается большее количество углеродосодержащих остатков эмульсии, хорошо абсорбирующих механические примеси с поверхности металла, что является одной из основных причин образования дефекта «сажа» при отжиге в колпаковых печах.

Применение системы раздельной подачи эмульсии в клети №№1-3 и №4 позволяет снизить содержание общих масел в эмульсии до 0,8-2,5% в последней катающей клети, что позволяет использовать применяемую эмульсию не только в качестве смазывающей и охлаждающей жидкости, но и увеличивает моющую способность эмульсии. Это позволяет в большей степени удалять с поверхности прокатанной полосы механические загрязнения. Так как обжатие в последней катающей клети стана составляет менее 10%, то при снижении содержания общих масел до 0,8-2,5% отсутствует риск возникновения перегрева в зоне деформации, увеличения энергосиловых нагрузок и образованию дефектов поверхности, связанных с этими факторами. Содержание общих масел в эмульсии в системе Э2 менее 0,8% приводит в образованию дефектов поверхности, таких как «пятна загрязнения». Содержание общих масел в эмульсии в системе Э2 более 2,5% экономически нецелесообразно.

Пример конкретного выполнения способа.

Холоднокатаный прокат толщиной 1,0 мм шириной 1250 мм прокатывают на 4-клетевом непрерывном стане 2500 с шероховатостью бочки рабочих валков Ra 4,2 мкм с использованием раздельной системы охлаждающей жидкости.

Варианты технологических параметров, по которым по заявленному способу осуществлялось производство холоднокатаных полос и результаты исследований представлены в таблице.

Таблица Способ производства холоднокатаных полос на 4-клетевом непрерывном стане 2500 Номер Объем продувки защитным газом, м3/час Температура по стендовой термопаре, °C Содержание масел для системы Э1, % Содержание масел для системы Э2, % Выход годного по показателю чистота поверхности, % 1 35 500-600 3,0 2,0 91 2 25 350-450 1,2 0,8 80 3 30 450-550 1,3 1,0 100

Изобретение предназначено для повышения потребительских свойств холоднокатаных полос из низкоуглеродистых сталей, используемых в автомобильной промышленности. Способ включает прокатку полос на шероховатых рабочих валках последней клети с подачей СОЖ, смотку полос в рулоны и последующий рекристаллизационный отжиг рулонов в колпаковых печах с защитной атмосферой. Улучшение чистоты поверхности холоднокатаной полосы обеспечивается за счет того, что подачу СОЖ осуществляют с раздельной подачей эмульсии по двум системам: система Э1 - подача эмульсии на клети №№1-3, система Э2 - подача эмульсии на клеть №4, при этом общее содержание масел для системы Э1 принимают в диапазоне 1,2-3,2%, для системы Э2 - 0,80-2,50%, отжиг металла производят в печах с водородной защитной атмосферой с увеличением объема продувки защитным газом до 30 м /час в интервале температур максимального испарения эмульсии 450-550°C по стендовой термопаре продолжительностью 5 часов, кроме того, величина шероховатости бочки последней катающей клети стана имеет значение 4,0-4,5 мкм. 1 табл. 1 пр.

Способ производства холоднокатаных полос на 4-клетевом непрерывном стане 2500, включающий прокатку полос с подачей СОЖ в рабочих валках последней клети с заданной величиной шероховатости бочек, смотку полос в рулоны и последующий рекристаллизационный отжиг рулонов в колпаковых печах с защитной атмосферой, отличающийся тем, что величина шероховатости бочек последней клети стана составляет 4,0-4,5 мкм, подачу СОЖ осуществляют раздельно, с подачей эмульсии по двум системам, первая из которых, система Э1 - подача эмульсии на клети №1-3, а вторая, система Э2 - подача эмульсии на клеть №4, при этом общее содержание масел в эмульсии для системы Э1 составляет 1,2-3,2%, а для системы Э2 - 0,80-2,50%, отжиг металла производят в печах с водородной защитной атмосферой с увеличением объема продувки защитным газом до 30 м³/ч в интервале температур максимального испарения эмульсии 450-550°C по стендовой термопаре продолжительностью 5 ч.