СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВОЙ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ Российский патент 2013 года по МПК B21B1/22 B21B1/28 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения холоднокатаной листовой низкоуглеродистой стали, стабилизированной алюминием, для изготовления изделий методом глубокой вытяжки.

Известен способ производства листовой низкоуглеродистой стали, включающий холодную прокатку горячекатаных полос, рекристаллизационный отжиг и дрессировку с относительным обжатием 1,1-1,4% и приложением к полосе переднего и заднего натяжений [1].

Недостаток известного способа состоит в том, что на листовой низкоуглеродистой стали после дрессировки сохраняется площадка текучести. Это снижает выход годного.

Известен также способ производства листовой низкоуглеродистой стали марки 08кп, включающий холодную прокатку, отжиг и дрессировку с передним и задним натяжениями, по которому переднее натяжение устанавливают в соответствии с предложенным соотношением, исходя из температуры полосы [2].

Недостаток этого способа состоит в том, что листовая низкоуглеродистая сталь имеет низкие вытяжные свойства, что снижает выход годного.

Ближайшим аналогом к предлагаемому изобретению является способ производства листовой низкоуглеродистой стали марки 08пс, включающий рекристаллизационный отжиг холоднокатаных полос и дрессировку с передним и задним натяжениями. Величину относительного обжатия при дрессировке устанавливают в диапазоне 0,5-2,2% в зависимости от температуры металла [3].

Недостаток известного способа также состоит в том, что листовая низкоуглеродистая сталь имеет низкие вытяжные свойства, Это снижает выход годного при ее использовании для глубокой вытяжки.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в увеличении выхода годного.

Для решения технической задачи в известном способе производства листовой низкоуглеродистой стали для глубокой вытяжки, включающем холодную прокатку горячекатаных полос, рекристаллизационный отжиг и дрессировку с передним и задним натяжениями, согласно изобретению величины удельных переднего и заднего натяжений поддерживают в пределах 20-40 Н/мм² и 25-60 Н/мм², при этом величину обжатия при дрессировке устанавливают по соотношению:

$${\epsilon }_{др}=0,04+0,087\cdot {\epsilon }_{пр}^2-0,106\cdot {\epsilon }_{пр}$$ ,

где ε_др, и ε_пр - относительное обжатие при холодной прокатке и дрессировке.

Сущность изобретения состоит в следующем. Для увеличения вытяжных свойств и выхода годного при дрессировке листовой холоднокатаной отожженной стали необходимо обеспечить минимально необходимое обжатие ε_др, которое исключит наличие площадки текучести на диаграмме растяжения образца, и, в тоже время, не приведет к заметному увеличению предела текучести. Отожженная листовая сталь, как показали исследования, наследует свойства, приобретенные полосой в процессе холодной прокатки: чем больше относительное обжатие ε_пр было при холодной прокатке, тем мельче зеренная структура отожженной стали, и при больших значениях относительного обжатия при дрессировке ε_др будет происходить исчезновение площадки текучести. Эксперименты показали, что минимально необходимое обжатие ε_др для низкоуглеродистой стали марки стабилизированной алюминием, связано с относительным обжатием при холодной прокатке следующим эмпирическим соотношением: $${\epsilon }_{др}=0,04+0,087\cdot {\epsilon }_{пр}^2-0,106\cdot {\epsilon }_{пр}$$ . Данное соотношение справедливо при удельном переднем натяжении полосы q₁=20-40 Н/мм² и удельном заднем натяжении q₀=25-60 Н/мм².

Экспериментально установлено, что увеличение удельного переднего натяжения более 40 Н/мм² или удельного заднего натяжения более 60 Н/мм² не исключает появления на поверхности отожженной полосы линий сдвига (линий Чернова-Людерса), наличие которых недопустимо, так как уменьшает выход годного. Снижение удельного переднего натяжения менее 20 Н/мм² или удельного заднего натяжения менее 25 Н/мм² приводит к нарушению стабильности процесса дрессировки, увеличению неплоскостности листовой низкоуглеродистой стали и снижению выхода годного.

Примеры реализации способа

Горячекатаную травленую полосу толщиной H₀=3,8 мм шириной B=1850 мм из низкоуглеродистой стали марки 08Ю, стабилизированной алюминием, подвергают холодной прокатке на непрерывном 5-клетевом стане 2030 до толщины H₁=0,7 мм с относительным обжатием

$${\epsilon }_{пр}=\frac{H_0-H_1}{H_0}=\frac{3,8-0,8}{3,8}=0,789$$

Холоднокатаную полосу, смотанную в рулон, подвергают рекристаллизационному отжигу в садочной печи с защитной водородной атмосферой при температуре 720°С.

Рулон отожженной полосы устанавливают на разматывателе одноклетевого дрессировочного стана кварто 2030. Передний конец полосы пропускают через валки и закрепляют на барабане моталки.

С помощью электродвигателя моталки создают переднее натяжение полосы Т₁=38850 Н, что соответствует значению удельного переднего

натяжения, равному: $$q_1=\frac{T_1}{B\cdot H_1}=\frac{38850}{1850\cdot 0,7}=30H/\text{}м{м}^{{}_2}$$

Одновременно с помощью электродвигателя разматывателя создают заднее натяжение полосы Т₀=54390 Н, что соответствует значению удельного заднего натяжения, равному: $$q_0=\frac{T_0}{B\cdot H_1}=\frac{54390}{1850\cdot 0,7}=42H/м{м}^{{}_2}$$

Затем производят расчет относительного обжатия при дрессировке в зависимости от относительного обжатия при холодной прокатке:

$${\epsilon }_{др}=0,04+0,087\cdot {\epsilon }_{пр}^2-0,106\cdot {\epsilon }_{пр}=0,04+0,087\cdot 0,789^2-0,106\cdot 0,789=0,011$$

С помощью нажимных механизмов дрессировочной клети устанавливают относительное обжатие полосы, равное 0,011 (то есть 1,1%) и осуществляют дрессировку полосы.

От полос после дрессировки отбирают пробы и осуществляют испытание механических свойств с контролем диаграммы растяжения образцов. Испытания показывают, что дрессировка с относительным обжатием ε_др=0,011, удельным передним натяжением q₁=30 Н/мм² и удельным задним натяжением q₀=42 Н/мм² полос, подвергнутых холодной прокатке с относительным обжатием ε_пр=0,789, обеспечила исключение площадки текучести на диаграмме растяжения образцов и не привела к повышению предела текучести. Готовые полосы имели высокую плоскостность и не содержали на поверхности линий сдвига. Благодаря этому выход годной листовой низкоуглеродистой стали категории «весьма особо сложная вытяжка» (ВОСВ) составил W=99,8%.

Варианты реализации предложенного способа производства листовой низкоуглеродистой стали для глубокой вытяжки приведены в таблице.

Таблица Режимы производства и выход годной листовой низкоуглеродистой стали для ВОСВ, прокатанной с относительным обжатием ε_пр=0,789 № варианта q₁, Н/мм² q₀, Н/мм² ε_др W, % 1. 19 24 0,010 79,9 2. 20 25 0,011 99,7 3. 30 42 0,011 99,8 4. 40 60 0,011 99,7 5. 42 62 0,012 81,5 6. 29 40 0,013 80,4 7.[3] 45 65 0,020 52,4

Из данных, представленных в таблице, следует, что при реализации предложенного способа (варианты №2-4) имеет место увеличение выхода годного. При запредельных значениях заявленных параметров (варианты №1, №5, №6) а также при реализации известного способа (вариант №7) выход годного W снижается.

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что дрессировка с относительным обжатием, определяемым но предложенной эмпирической формуле в зависимости от относительного обжатия при холодной прокатке, при увеличении которого нижнее значение предела текучести возрастает, позволяет при регламентированных удельных переднем и заднем натяжениях исключить площадку текучести на диаграмме растяжения образца, не допустить повышения прочностных свойств листовой низкоуглеродистой стали для глубокой вытяжки, предотвратить образование линий скольжения. В результате имеет место увеличение выхода годного.

В качестве базового объекта при определении технико-экономической эффективности предложенного способа принята технология производства низкоуглеродистой листовой стали [1]. Использование предложенного способа обеспечивает повышение рентабельности производства холоднокатаной листовой низкоуглеродистой стали, стабилизированной алюминием, применяемой для глубокой вытяжки, на 8-15%.

Литературные источники, использованные при составлении описания изобретения:

1. Ксензук Ф.А. и др. Вальцовщик станов холодной прокатки. М.: Металлургия, 1979 г., с.133, 238-241.

2. Патент Российской Федерации №2016680, МПК В21В 1/22, 1994 г.

3. Патент Российской Федерации №2164179, МПК В21В 1/22, 2001 г.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения холоднокатаной полосы из листовой низкоуглеродистой стали, стабилизированной алюминием, для изготовления изделий методом глубокой вытяжки. Способ включает холодную прокатку горячекатаных полос, рекристаллизационный отжиг и дрессировку с передним и задним натяжениями, при котором величины удельные переднее и заднее натяжения поддерживают в пределах величин 20-40 Н/мм² и 25-60 Н/мм² соответственно, а величину относительного обжатия при дрессировке ε_др устанавливают по соотношению

$${\epsilon }_{др}=0,04+0,087\cdot {\epsilon }_{пр}^2-0,106\cdot {\epsilon }_{пр}$$ ,

где ε_др - относительное обжатие при холодной прокатке, что обеспечивает увеличение выхода годного. 1 табл., 1 пр.

Способ производства полосы из листовой низкоуглеродистой стали для глубокой вытяжки, включающий холодную прокатку горячекатаных полос, рекристаллизационный отжиг и дрессировку с передним и задним натяжениями, отличающийся тем, что удельные переднее и заднее натяжения поддерживают в пределах величины q₁=20-40 Н/мм² и q₀=25-60 Н/мм², а величину относительного обжатия при дрессировке ε_др устанавливают по соотношению:
$${\epsilon }_{др}=0,04+0,087\cdot {\epsilon }_{пр}^2-0,106\cdot {\epsilon }_{пр}$$ ,
где ε_пр - заданное относительное обжатие при холодной прокатке.