СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОГО ГОРЯЧЕОЦИНКОВАННОГО ПРОКАТА С ПОЛИУРЕТАНОВЫМ ПОКРЫТИЕМ Российский патент 2018 года по МПК C21D8/04 C23C28/00 

Описание патента на изобретение RU2649486C1

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству холоднокатаного горячеоцинкованного проката с полиуретановым покрытием, с массой цинкового покрытия не более 300 г/м2.

Для оценки прочности полимерного покрытия при изгибе от 0Т и более ГОСТ Р 52146-2003 предусматривает специальное испытание, основанное на изгибе образца на 180° до образования трещин. Если на поверхности покрытия отсутствуют трещины, то прочность при первом изгибе соответствует 0Т. В случае наличия трещин испытания продолжают. При отсутствии трещин прочность полимерного покрытия при втором изгибе составляет Образец изгибают до исчезновения трещин на поверхности покрытия.

В соответствии с ГОСТ Р 52146 качественный показатель прочности при изгибе на 180° отсутствие трещин и повреждений для лакокрасочного покрытия не должен превышать 3Т. Однако существует необходимость по требованию потребителей оцинкованного проката с лакокрасочным покрытием при изготовлении изделий с особо сложной формой ограничить значение этого показателя до и менее.

Причиной образования трещин полимерного покрытия при изгибе, как правило, являются трещины цинкового покрытия, на которое оно нанесено. Трещины цинкового покрытия, в свою очередь, образуются из-за высокой степени деформации внешней поверхности изгиба.

Деформация поверхностного слоя листового проката при изгибе на 180° определяется соотношением:

где ε - деформация поверхностного слоя проката;

h - толщина проката;

D - наружный диаметр при испытании проката;

Rн - наружный радиус изгиба при испытании проката.

Формула показывает, что деформация наружной поверхности изгиба зависит от его радиуса. Чем меньше радиус изгиба, тем больше степень деформации. Для показателя прочности степень деформации внешнего поверхностного слоя составляет 33%. Это относится к изгибу, выполненному точно по радиусу. Однако радиус в разных локальных точках поверхности изгиба может меняться. Это может произойти в результате образования излома стальной холоднокатаной основы образца в процессе испытания. В месте излома образуется угол с очень маленьким радиусом изгиба. В результате степень деформации, согласно формуле, возрастает в несколько раз и цинковое покрытие, которое могло выдержать деформацию в 33%, трескается.

Таким образом, положительное влияние на результаты испытаний прочности покрытия при Т-изгибе будут оказывать те параметры технологии, которые уменьшают вероятность образования излома стальной основы. К ним относятся химический состав стали, на которую нанесено защитное покрытие, режимы горячей прокатки, режим отжига в печи линии горячего цинкования и деформационная обработка оцинкованного проката.

Также положительное влияние на результат испытания прочности покрытия при Т-изгибе оказывает использование эластичного полимерного покрытия достаточной толщины.

Известен способ получения оцинкованной стальной полосы, включающий холодную прокатку полос с величиной шероховатости (Ra), равной 1,1-1,5 мкм, и плотностью пиков 80-160 на 1 см, химическую очистку поверхности полосы, предварительный нагрев, рекристаллизационный отжиг, горячее цинкование, влажную дрессировку с величиной обжатия 0,5-0,8% на валках с шероховатостью, равной 2,5-3,0 мкм, плотностью пиков, равной 150-200 на 1 см после предварительной обкатки их в дрессировочной клети без полосы с удельным усилием 100-200 Н/мм2 в течение 0,1-0,3 ч, при дрессировке и обкатке осуществляют очистку рабочей поверхности бочек валков (Патент РФ №2149717, МПК B21B 1/28, опубл. 27.05.2000 г.).

При реализации данного способа улучшается адгезия лакокрасочного покрытия, однако при испытании проката с лакокрасочным покрытием на изгиб не исключается появление изломов оцинкованной полосы, что приведет к появлению трещин и уменьшению прочности лакокрасочного покрытия.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ производства оцинкованной полосы для последующего нанесения полимерного покрытия массой цинкового покрытия, преимущественно не более 300 г/м2, включающий горячую прокатку стальной полосы из малоуглеродистой стали, смотку в рулон, травление, холодную прокатку, обезжиривание, непрерывный отжиг, нанесение цинкового покрытия, охлаждение, дрессировку и смотку в рулон, согласно которому температуру конца горячей прокатки и смотки устанавливают 830-900°C и 670-720°C соответственно, непрерывный отжиг холоднокатаной полосы ведут при температуре 680-820°C, дрессировку ведут с обжатием 0,4-1,2%, при этом сталь имеет следующий химический состав, мас. %: углерод 0,02-0,05, кремний не более 0,04, марганец 0,12-0,25, сера не более 0,018, фосфор не более 0,020, хром не более 0,05, никель не более 0,06, медь не более 0,08, алюминий 0,025-0,070, азот не более 0,007, железо и неизбежные примеси - остальное (Патент РФ №2529323, МПК C21D 8/04, B21B 1/24, C22C 38/00, C21D 9/48, C23C 2/00, опубл. 27.09.2014).

Недостатком данного способа является то, что при реализации данной технологии не возможно обеспечить прочность полиуретанового покрытия при изгибе менее чем 1Т.

Техническим результатом данного изобретения является увеличение прочности полиуретанового покрытия при испытании на изгиб с 3Т до менее 1Т.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе производства холоднокатаного горячеоцинкованого проката с полиуретановым покрытием, включающем горячую прокатку стальной полосы из особонизкоуглеродистой микролегированной стали, смотку в рулон, травление, холодную прокатку, обезжиривание, непрерывный отжиг, нанесение цинкового покрытия, охлаждение, дрессировку, смотку в рулон и нанесение полиуретанового покрытия в линии нанесения полимерного покрытия, согласно изобретению температуру конца горячей прокатки и смотки устанавливают 840-900°C и 660-720°C соответственно, непрерывный отжиг холоднокатаной полосы ведут при температуре 700-850°C, дрессировку ведут с обжатием 0,75-1,2%, общую толщину полиуретанового покрытия наносят 40-50 мкм, при этом сталь имеет следующий химический состав, мас. %:

Углерод не более 0,005 Кремний не более 0,04 Марганец 0,08-0,15 Сера не более 0,010 Фосфор не более 0,015 Хром не более 0,04 Никель не более 0,04 Медь не более 0,04 Алюминий не более 0,070 Азот не более 0,005 Титан не более 0,100 Молибден не более 0,008 Ниобий не более 0,005 Ванадий не более 0,008 Железо и неизбежные примеси остальное

Кроме того, для улучшения плоскостности проката, в некоторых случаях целесообразно после дрессировки проводить правку полосы на изгиборастяжной машине.

Кроме того дрессировку горячеоцинкованной полосы производят на валках с шероховатостью Ra 2,2-2,6 мкм.

Сущность изобретения состоит в следующем. Для уменьшения вероятности образования излома стальной основы, а также для исключения площадки текучести на диаграмме растяжения образцов (в процессе определения механических свойств) выплавляют сталь типа IF без элементов внедрения, таких как углерод, азот, сера. Для связывания этих элементов производят микролегирование титаном и ниобием.

Углерод - один из упрочняющих элементов. Увеличение содержания углерода более 0,005% приводит к снижению пластичности, ухудшению штампуемости.

Кремний в стали применен как раскислитель. При увеличении кремния более 0,04% имеет место охрупчивание стали, снижается пластичность, ухудшается штампуемость.

Марганец обеспечивает получение заданного комплекса механических свойств. При содержании марганца менее 0,08% прочность стали ниже допустимой. Увеличение содержания марганца более 0,15% чрезмерно упрочняет сталь, ухудшает ее пластичность.

Сера является примесным элементом и упрочняет ферритную матрицу за счет образования сульфидов марганца. Увеличение содержания серы более 0,010% приводит к ухудшению штампуемости.

Фосфор упрочняет сталь, повышает твердость феррита и усиливает выделение дисперсных карбидных включений. Увеличение содержания фосфора более 0,015% упрочняет сталь, ухудшает ее штампуемость.

Хром, никель, медь упрочняют ферритную матрицу. При содержании каждого из этих элементов более 0,04% снижается пластичность стали, ухудшается ее штампуемость.

Титан и ниобий применены как легирующие элементы. Микролегирование титаном и ниобием обеспечивает удаление из твердого раствора примесей внедрения (углерода, азота и серы). Минимальное содержание титана и ниобия определяется требованием достаточного удаления из твердого раствора примесей внедрения. Увеличение содержания титана более 0,100% и ниобия более 0,005% нецелесообразно вследствие чрезмерного упрочнения стали, из-за удорожания стали.

Ванадий и молибден упрочняют ферритную матрицу. При содержании ванадия более 0,008% и молибдена более 0,008% ухудшается штампуемость и увеличивается себестоимость стали.

Алюминий введен в сталь как раскислитель. Увеличение содержания алюминия более 0,07% приводит к ухудшению штампуемости.

Азот является элементом, упрочняющим сталь. Увеличение содержания азота более 0,005% приводит к снижению пластичности и способствует старению стали.

Для нанесения полиуретанового покрытия поверхность горячеоцинкованного проката должна иметь равномерно шероховатую, хорошо развитую поверхность.

Дрессировка горячеоцинкованного проката с обжатием менее 0,75% приведет к тому, что прокат будет иметь на поверхности плохо дрессированные гладкие участки. В результате дальнейшей обработки на этих участках могут образоваться тонкие трещины цинкового покрытия, которые в процессе испытания на Т-изгиб увеличиваются и приводят разрыву полиуретанового покрытия. Увеличение степени обжатия при дрессировке выше 1,2% приведет к снижению пластических свойств горячеоцинкованного проката и проката с полиуретановым покрытием. Дрессировка полос с обжатием 0,75-1,2% обеспечивает также оптимальный уровень механических свойств.

Нанесение эластичного полиуретанового покрытия толщиной 40-50 мкм позволяет скрыть трещины цинковой основы. Нанесение эластичного полиуретанового покрытия толщиной менее 40 мкм не обеспечивает достижение технического результата. Нанесение полиуретанового покрытия толщиной более 50 мкм приводит к перерасходу лакокрасочных материалов и удорожанию проката.

В ряде случаев после дрессировки проводят правку горячеоцинкованной полосы на изгиборастяжной машине с удлинением до 0,5%.

Кроме того, для обеспечения необходимой шероховатости покрытия дрессировку горячеоцинкованной полосы производят на валках с шероховатостью Ra 2,2-2,6 мкм.

Примеры реализации способа.

Полосу из стали, химический состав которой приведен в таблице 1, прокатывали на стане горячей прокатки, сматывали в рулон, травили на непрерывной травильной линии, прокатывали на стане холодной прокатки. Химическую очистку, рекристаллизационный отжиг, нанесение цинкового покрытия, дрессировку и правку проводили на агрегате непрерывного горячего цинкования. Полученный таким образом оцинкованный прокат обрабатывали на линии нанесения полимерных покрытий.

Деформационно-термические режимы обработки полосы и толщина полимерного покрытия приведены в таблице 2.

Прочность полимерного покрытия при изгибе на 180° определяли по ГОСТ 52146-2003. Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Из таблиц 1 и 2 видно, что в случае реализации предложенного способа (составы №1-5) прочность полиуретанового покрытия при изгибе на 180° не превышает При запредельных значениях заявленных параметров (составы №6-9) прочность полимерного покрытия составляет 1Т,

Применение предложенного способа позволяет получить прокат с полиуретановым покрытием с более жесткими требованиями по прочности покрытия при изгибе на 180°.

Похожие патенты RU2649486C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕОЦИНКОВАННОГО ПРОКАТА ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ 2014
  • Мишнев Петр Александрович
  • Адигамов Руслан Рафкатович
  • Никитин Дмитрий Иванович
  • Щелкунов Игорь Николаевич
RU2570144C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕОЦИНКОВАННОГО ПРОКАТА ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ 2008
  • Кузнецов Виктор Валентинович
  • Струнина Людмила Михайловна
  • Шишина Антонина Кирилловна
  • Ордин Владимир Георгиевич
  • Артюшечкин Александр Викторович
  • Иванов Дмитрий Викторович
  • Кузнецов Анатолий Александрович
  • Никитин Дмитрий Иванович
RU2361935C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ОЦИНКОВАННОЙ ПОЛОСЫ ДЛЯ ПОСЛЕДУЮЩЕГО НАНЕСЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ 2013
  • Мишнев Петр Александрович
  • Адигамов Руслан Рафкатович
  • Щелкунов Игорь Николаевич
  • Антонов Павел Валерьевич
  • Филатова Анна Андреевна
  • Митрофанов Артем Викторович
  • Петрова Анастасия Геннадьевна
  • Никитин Дмитрий Иванович
  • Казанджиян Ованес Амбарцумович
  • Мороз Анатолий Терентьевич
  • Левенков Владимир Васильевич
RU2529323C1
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 СТАЛЬНОЙ ПОЛОСЫ (ВАРИАНТЫ) 2011
  • Мишнев Петр Александрович
  • Щелкунов Игорь Николаевич
  • Долгих Ольга Вениаминовна
  • Сушкова Светлана Андреевна
  • Струнина Людмила Михайловна
RU2478729C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕОЦИНКОВАННОЙ ПОЛОСЫ (ВАРИАНТЫ) 2010
  • Кузнецов Виктор Валентинович
  • Щелкунов Игорь Николаевич
  • Долгих Ольга Вениаминовна
  • Никитин Дмитрий Иванович
  • Серов Сергей Владимирович
  • Сушкова Светлана Андреевна
  • Струнина Людмила Михайловна
RU2445380C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОГО ГОРЯЧЕОЦИНКОВАННОГО ПРОКАТА ИЗ СТАЛИ С ДВУХФАЗНОЙ ФЕРРИТО-МАРТЕНСИТНОЙ СТРУКТУРОЙ 2020
  • Адигамов Руслан Рафкатович
  • Никитин Дмитрий Иванович
  • Кройтор Евгения Николаевна
  • Родионова Ирина Гавриловна
  • Бакланова Ольга Николаевна
  • Ефимов Александр Алексеевич
  • Нищик Александр Владимирович
RU2749411C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛИ ДЛЯ ГЛУБОКОЙ ВЫТЯЖКИ 2006
  • Куницын Глеб Александрович
  • Злов Владимир Евгеньевич
  • Папшев Андрей Викторович
  • Родионова Ирина Гавриловна
  • Фомин Евгений Савватьевич
  • Бурко Дмитрий Александрович
RU2330887C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕОЦИНКОВАННОГО ПРОКАТА ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ 2017
  • Мишнев Петр Александрович
  • Адигамов Руслан Рафкатович
  • Никитин Дмитрий Иванович
  • Антковьяк Александр Александрович
RU2645622C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТОНКИХ ХОЛОДНОКАТАНЫХ ПОЛОС ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ 2018
  • Мишнев Петр Александрович
  • Адигамов Руслан Рафкатович
  • Щелкунов Игорь Николаевич
  • Филатова Анна Андреевна
  • Грузднев Виктор Константинович
RU2689491C1

Реферат патента 2018 года СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОГО ГОРЯЧЕОЦИНКОВАННОГО ПРОКАТА С ПОЛИУРЕТАНОВЫМ ПОКРЫТИЕМ

Изобретение относится к области черной металлургии. Для увеличения прочности проката с полиуретановым покрытием при испытании на изгиб с 3Т до менее 1Т способ включает горячую прокатку стальной полосы из низкоуглеродистой микролегированной стали, содержащей, мас. %: углерод не более 0,005, кремний не более 0,04, марганец 0,08-0,15, сера не более 0,010, фосфор не более 0,015, хром не более 0,04, никель не более 0,04, медь не более 0,04, алюминий не более 0,070, азот не более 0,005, титан не более 0,100, молибден не более 0,008, ниобий не более 0,005, ванадий не более 0,008, железо и неизбежные примеси - остальное, смотку в рулон, травление, холодную прокатку, обезжиривание, непрерывный отжиг, нанесение цинкового покрытия массой не более 300 г/м2, охлаждение, дрессировку, смотку в рулон и нанесение полиуретанового покрытия в линии нанесения полимерного покрытия, при этом температуру конца горячей прокатки и смотки устанавливают 840-900°C и 660-720°C соответственно, непрерывный отжиг холоднокатаной полосы ведут при температуре 700-850°C, дрессировку ведут с обжатием 0,75-1,2%, общую толщину полиуретанового покрытия наносят 40-50 мкм. Кроме того, дрессировку оцинкованной полосы производят на валках с шероховатостью Ra 2,2-2,6 мкм, а после дрессировки дополнительно проводят правку полосы. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Формула изобретения RU 2 649 486 C1

1. Способ производства холоднокатаной горячеоцинкованной стальной полосы с полиуретановым покрытием, включающий горячую прокатку стальной полосы из низкоуглеродистой микролегированной стали, смотку в рулон, травление, холодную прокатку, обезжиривание, непрерывный отжиг, нанесение цинкового покрытия, охлаждение, дрессировку, смотку в рулон и нанесение полиуретанового покрытия в линии нанесения полимерного покрытия, отличающийся тем, что полосу получают из стали, содержащей, мас. %:

углерод не более 0,005 кремний не более 0,04 марганец 0,08-0,15 сера не более 0,010 фосфор не более 0,015 хром не более 0,04 никель не более 0,04 медь не более 0,04 алюминий не более 0,070 азот не более 0,005 титан не более 0,100 молибден не более 0,008 ниобий не более 0,005 ванадий не более 0,008 железо и неизбежные примеси остальное,

причем температуру конца горячей прокатки и смотки стальной полосы устанавливают 840-900°С и 660-720°С соответственно, непрерывный отжиг холоднокатаной полосы осуществляют при температуре 700-850°С, а дрессировку ведут с обжатием 0,75-1,2%, при этом на оцинкованную полосу наносят полиуретановое покрытие толщиной 40-50 мкм.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дрессировку оцинкованной полосы производят на валках с шероховатостью Ra 2,2-2,6 мкм.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после дрессировки дополнительно проводят правку полосы.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2649486C1

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ОЦИНКОВАННОЙ ПОЛОСЫ ДЛЯ ПОСЛЕДУЮЩЕГО НАНЕСЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ 2013
  • Мишнев Петр Александрович
  • Адигамов Руслан Рафкатович
  • Щелкунов Игорь Николаевич
  • Антонов Павел Валерьевич
  • Филатова Анна Андреевна
  • Митрофанов Артем Викторович
  • Петрова Анастасия Геннадьевна
  • Никитин Дмитрий Иванович
  • Казанджиян Ованес Амбарцумович
  • Мороз Анатолий Терентьевич
  • Левенков Владимир Васильевич
RU2529323C1
СТАЛЬНОЙ ЛИСТ С ПОКРЫТИЕМ 2006
  • Сасаки Мотохиро
  • Кародзи Дзунпеи
  • Саито Коити
  • Морисита Ацуси
  • Такахаси Акира
  • Канаи Хироси
  • Фуда Масахиро
RU2404289C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛЬНОЙ ПОЛОСЫ (ВАРИАНТЫ) 2011
  • Мишнев Петр Александрович
  • Щелкунов Игорь Николаевич
  • Долгих Ольга Вениаминовна
  • Сушкова Светлана Андреевна
  • Струнина Людмила Михайловна
RU2478729C2
JP 2001214283 A, 07.08.2001
US 4544419 A1, 01.10.1985.

RU 2 649 486 C1

Авторы

Филатова Анна Андреевна

Райский Сергей Николаевич

Максимов Алексей Николаевич

Никитин Дмитрий Иванович

Даты

2018-04-03Публикация

2017-05-31Подача