Способ производства низколегированного толстолистового проката с повышенной огнестойкостью на реверсивном стане Российский патент 2023 года по МПК C21D8/02 B21B1/22 B21B1/46 C22C38/40 B21B3/00 B21B37/74 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к прокатному производству, и может быть использовано для изготовления листового проката из строительных сталей с повышенной огнестойкостью.

Низколегированные малоуглеродистые стали, используемые для изготовления строительных металлоконструкций, не всегда характеризуются достаточно высокой огнестойкостью. Тяжелые последствия пожаров на объектах промышленного и гражданского строительства являются следствием сравнительно низкой огнестойкости строительного металлопроката. При этом основной причиной разрушения металлоконструкций является обычно потеря устойчивости металлоконструкций ввиду критического снижения предела текучести под воздействием высоких температур. Таким образом, разработка новых более совершенных видов высокопрочного огнестойкого листового металлопроката для строительных металлоконструкций и подготовка технических решений для их производства является достаточно актуальной задачей.

Для проката, используемого при изготовлении строительных металлоконструкций, огнестойкость оценивается, как способность материала максимально долго сохранять достаточно высокие значения предела текучести (σ_т) при нагреве до высокой температуры, т.е. сохранять несущую способность всей конструкции в пожароопасных ситуациях. В качестве основного критерия огнестойкости непосредственно строительного проката, без учета характера изготовляемых из него металлоконструкций, обычно принимают степень сохранения предела текучести металла при критической температуре 600°С на уровне не менее, чем 0,6 от его номинальных значений при комнатной температуре. Прокат рассматриваемого сортамента может производиться в толщинах и в толщинах 8-40 мм на реверсивных толстолистовых станах в виде листов. Для изготовления несущих и ограждающих строительных металлоконструкций наиболее часто используется толстолистовой низкоуглеродистый прокат, изготовляемый на реверсивных станах.

Известен способ производства штрипсов из низколегированной стали на реверсивных станах. Технический результат состоит в повышении качества толстолистового проката. Способ включает отливку слябов, их нагрев, многопроходную реверсивную прокатку вначале в черновой, затем в чистовой клети. Нагрев слябов осуществляют до температуры 1150-1200^oС, прокатку в чистовой клети ведут с суммарным обжатием не менее 70% и завершают при температуре не выше 820^oС, причем перед прокаткой в чистовой клети промежуточный раскат подстуживают до температуры 920-980^oС. Кроме того, прокатку в черновой клети ведут с обжатием за проход не менее 8%, а слябы отливают из стали, содержащей мас. %: 0,003-0,14 углерода, 0,15-0,70 кремния, 0,50-1,65 марганца, не более 0,3 хрома, не более 0,3 никеля, не более 0,3 меди, 0,02-0,05 алюминия, 0,005-0,03 титана, 0,02-0,14 ванадия, 0,015-0,060 ниобия, не более 0,15 молибдена, 0,0003-0,05 кальция, остальное - железо и примеси [1].

К недостаткам данного способа можно отнести то, что толстолистовой прокат, полученный согласно известному способу, характеризуется сравнительно низким уровнем низкотемпературной ударной вязкости, необходимой для строительного проката. Это связано с низкой скоростью охлаждения в естественных условиях (на воздухе) полученного листа до температуры окружающей среды. Кроме того, получаемый при использовании указанного способа листовой прокат из низколегированной стали не обладает достаточно высокой огнестойкостью. В то же время требования по огнестойкости являются достаточно важными для строительных металлоконструкций в случае использования для ответственных зданий и сооружений. Это обуславливает необходимость разработки технических решений, обеспечивающих производство на реверсивном стане строительного проката с повышенной огнестойкостью.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является способ производства на реверсивном стане огнестойкого листового проката 06МБФ в толщинах 8…40 мм, включающий получение заготовки из низколегированной малоуглеродистой стали, содержащей, мас. %: С=0,09; Mn=0,79; Si=0,32; Cr=0,76; Ni=0,20; Cu=0,13; Mo=0,12; Al=0,04; Nb=0,02; V=0,06; Ti=0,023; N=0,008 с высокой чистотой по вредным примесям S<0,005%; P<0,010%; железо и примеси – остальное. Указанные листы изготовляют на толстолистовом реверсивном стане 2800 ПАО «Уральская сталь». Температура начала деформации составляет 1200-1210°C, а ее окончания 760-1000°C в зависимости от толщины листов. Полученный прокат подвергают термической обработке - ускоренному отпуску или закалке с ускоренным отпуском [2].

Общим с предлагаемым техническим решением является назначение изобретения, а также наличие на стадии прокатки таких операций, как получение заготовки из стали схожего качественного и количественного состава, аустенизацию заготовки, предварительная и окончательная деформации, термообработка. Указанный способ обеспечивает получение уровня механических свойств проката, соответствующего требованиям к строительной стали С355. Однако, часто для строительства необходим более высокопрочный огнестойкий прокат с более высоким уровнем прочностных характеристик - предела текучести при условной температуре пожара 600°С. Также актуальной задачей является снижение стоимости легирования, так как присутствующий в составе стали 06МБФ молибден значительно удорожает сталь, тем самым ограничивая ее применимость. Это обуславливает необходимость разработки способа производства низколегированных листового проката для строительных металлоконструкций с более высокими значениями прочностных характеристик и огнестойкости.

Технический результат изобретения состоит в получении на реверсивном стане огнестойкого листового проката с высоким уровнем прочностных характеристик.

Данный технический результат достигается тем, что в способе производства на реверсивном стане листового проката с повышенной огнестойкостью, включающем выплавку стали в сталеплавильном агрегате, внепечную обработку, получение непрерывнолитой заготовки, аустенизацию полученной заготовки, черновую прокатку до толщины промежуточного раската, его промежуточное подстуживание, чистовую прокатку с регламентированной температурой конца прокатки и ускоренное водяное охлаждение полученного листа до заданной температуры, согласно изобретению, непрерывнолитую заготовку получают из стали, содержащей, мас.%:

углерод 0,05-0,09

марганец 0,5-0,9

кремний 0,20-0,50

хром 0,6-0,80

медь не более 0,10

никель не более 0,10

алюминий 0,02-0,06

ванадий 0,07-0,20

титан 0,01-0,03

ниобий 0,015-0,040

бор не более 0,0015

сера не более 0,005

фосфор не более 0,012

азот не более 0,006

железо и неизбежные примеси - остальное,

при этом суммарное содержание ниобия, ванадия и титана - не превышает 0,25 мас.%, углеродный эквивалент Сэ не превышает 0,37, причем аустенизацию непрерывнолитой заготовки осуществляют при температуре на выходе из методической печи не ниже 1200°С, последующую черновую прокатку заготовки по «поперечной» схеме производят на толщину промежуточного раската Н, которую устанавливают в зависимости от толщины готового листа h из соотношения H=k₁*h, мм, где k₁ - эмпирический коэффициент, составляющий k₁=2,5-4, после чего промежуточный раскат подстуживают до температуры начала чистовой прокатки, определяемой в зависимости от толщины промежуточного раската из соотношения Т=(900+Н/k₂), °С, где k₂ – эмпирический коэффициент, составляющий k₂ = 0,6-2, при этом чистовую прокатку производят при величине единичных относительных обжатий не более 25%, температуру конца чистовой прокатки устанавливают в диапазоне 810-920°С, а ускоренное охлаждение листов после прокатки производят до температуры 530-600°С.

Ускоренное охлаждение листов после прокатки производят со скоростью 15-25°С/сек.

После ускоренного охлаждения осуществляют охлаждение листов в штабеле до их температуры не более 100°С.

Охлаждение листов в штабеле осуществляют при их количестве не менее 10 штук.

Сущность изобретения состоит в том, что полное использование ресурса механических и эксплуатационных свойств, имеющегося в низколегированной стали данного химического состава, обеспечивается деформационно-термическим режимом ее производства. Технология прокатки направлена на получение оптимальной ферритно-бейнитной структуры, измельчение элементов микроструктуры, упрочнение твердого раствора, дисперсионное твердение, дислокационное и текстурное упрочнение, обеспечивающие высокий уровень прочностных характеристик и огнестойкости, соответствующий прокату категории прочности не ниже С390П.

Сначала выплавляют заготовку из стали с заданным химическим составом. Содержание углерода в низколегированной стали определяет ее прочностные характеристики. Содержание углерода менее 0,05% технологически сложно обеспечить на сталеплавильном переделе. В то же время увеличение содержания углерода более 0,09% ухудшает ударную вязкость и огнестойкость рулонной полосы и приводит к появлению неравномерности свойств по ее толщине в результате зональной ликвации.

В низколегированном листовом прокате рассматриваемого сортамента легирование марганцем и хромом способствует твердорастворному упрочнению металла, и, соответственно, повышению его прочностных характеристик. Снижение содержания марганца менее 0,5% приводит к снижению предела текучести и предела прочности ниже допустимых пределов. В то же время содержание марганца не должно превышать 0,9%, поскольку только до этих значений он способствует растворению в твердом растворе микролегирующих элементов, образующих дисперсные термически устойчивые частицы карбонитридных фаз, способствующие повышению огнестойкости. Относительно низкое содержание углерода и марганца способствует получению низких значений углеродного эквивалента, т.е. хорошей свариваемости проката.

Использование кремния необходимо для проведения раскисления стали при выплавке и для повышения прочностных характеристик рулонной полосы. Снижение содержания кремния менее 0,2% существенно усложняет сталеплавильный процесс, за счет негативного влияния на жидкотекучесть расплава, и приводит к неоправданному повышению себестоимости металла. В то же время повышение содержания кремния более 0,5% сопровождается возрастанием количества силикатных включений, снижающих ударную вязкость и огнестойкость проката. Кроме того, это приводит к ухудшению свариваемости полосы.

Алюминий используется для раскисления и модифицирования стали, что не позволяет обеспечить его содержание ниже 0,02%. Связывая излишки азота в нитриды, он подавляет его негативное воздействие на свойства листов. Это обуславливает необходимость снижения содержания алюминия до уровня не более 0,06%.

Микролегирование никелем в пределах до 0,10% способствует повышению качества поверхности полосы при прокатке за счет предотвращения налипания металла на рабочие валки и благоприятно сказывается на повышении огнестойкости. В то же время при увеличении содержания никеля более 0,10% эффективность его использования сохраняется прежней, а себестоимость металла возрастает, т.е. имеет место необоснованное удорожание проката.

Хром является важным легирующим элементом для сталей рассматриваемого сортамента, поскольку в заявленном диапазоне он уменьшает интенсивность снижения прочностных характеристик металла при пожаре, повышая сопротивление разупрочнению при повышенных температурах. Легирование хромом в количестве не менее 0,6% повышает прочностные характеристики и огнестойкость металла. В заявленных температурных интервалах черновой и чистовой прокатки хром способствует формированию не менее чем 30% микроструктуры низкоуглеродистого бейнита, необходимой как для обеспечения требуемых прочностных свойств проката при комнатной температуре, так и предела текучести при 600°C. В рамках указанной концентрации хром не оказывает вредного влияния на свариваемость полосового проката при производстве строительных металлоконструкций. Однако при увеличении концентрации хрома более 0,8% существенно возрастает себестоимость легирования без улучшения эксплуатационных и механических свойств.

В объеме около 0,01% титан необходим для связывания азота в нитриды. Частицы нитрида титана препятствуют росту зерна аустенита в ходе огневого воздействия при пожаре и, соответственно, снижают интенсивность разупрочнения. Однако, для этого содержание титана не должно превышать 0,03%.

В процессе горячей прокатки перед началом ферритного превращения в металле формируются вытянутые зерна наклепанного аустенита с высокой плотностью центров зарождения ферритной фазы, что способствует возникновению в прокате дислокационной ячеистой микроструктуры, обеспечивающей сочетание требуемых прочностных и пластических характеристик металла, в том числе при повышенной температуре. При содержании ниобия 0,015-0,040% мелкодисперсные карбонитриды ниобия тормозят рекристаллизацию аустенита, что способствует измельчению зерна. Ниобий, сохранившийся в твердом растворе после прокатки, повышает устойчивость аустенита и увеличивает долю бейнита в микроструктуре, что благотворно влияет на огнестойкость. Ванадий, содержащийся в количестве 0,07-0,20%, как и часть ниобия, не выделившаяся в виде частиц при прокатке, при рекомендованных режимах конца ускоренного охлаждения, после прокатки сохраняются в твердом растворе. При нагреве проката до температуры пожара эти элементы образуют по границам зерен мелкодисперсные термически устойчивые частицы карбонитридных фаз, которые препятствуют деформации и способствуют повышению огнестойкости. Выделяясь в диапазоне температур 550-600°С, указанные дисперсные частицы повышают атермическую составляющую прочностных характеристик стали и, обладая повышенным сопротивлением к коагуляции, достаточно эффективно сдерживают снижение прочности, в случае повышения температуры при пожаре. Однако, увеличение суммарного содержания указанных элементов более 0,25% может сопровождаться снижением низкотемпературной вязкости проката. Кроме того, это неоправданно ухудшает свариваемость горячекатаных полос при изготовлении металлоконструкций без дальнейшего повышения механических свойств.

Микролегирование в минимальном количестве до 0,004% бором сталей рассматриваемого сортамента позволяет получить после прокатки высокодислокационную бейнитную микроструктуру с вытянутыми вдоль оси прокатки пакетами, что благоприятно сказывается на огнестойкости полученных листов. Также удается повысить ударную вязкость проката, что обусловлено образованием мелкодисперсной фазы – нитрида бора.

Сталь предложенного состава может содержать в виде примесей не более 0,012% фосфора и не более 0,005% серы. При указанных предельных концентрациях эти элементы в толстолистовом прокате из стали предложенного состава не оказывают заметного негативного воздействия на механические и эксплуатационные свойства, тогда как их удаление из расплава существенно повышает затраты на производство и усложняет технологический процесс. Увеличение концентрации этих вредных примесей, особенно – серы, выше предложенных значений существенно ухудшает эксплуатационные характеристики проката и, в особенности, низкотемпературную ударную вязкость.

В целом приведенное содержание элементов обеспечивает получение необходимого фазового состава и эксплуатационные свойства толстолистового проката при реализации предлагаемых технологических режимов производства. Углеродный эквивалент полученного проката определяют из принятого для строительных сталей соотношения:

С_экв = С+Mn/6 +Si//5+Ni/40+Cu/13+V/14+P/2.

Аустенизация непрерывнолитой заготовки под горячую прокатку при температуре на выходе из методической печи не ниже 1200°С является необходимым условием получения равновесной структуры по всему объему заготовки. При этом происходит полное растворение в аустенитной матрице сульфидов, фосфидов, нитридов, легирующих и примесных соединений, карбонитридных упрочняющих частиц. Одновременно повышается технологическая пластичность и деформируемость заготовок при прокатке.

Черновая прокатка заготовки, находящейся в пластичном состоянии после нагрева, является подготовительной ступенью деформации и обеспечивает получение исходной однородной структуры подката путем измельчения зерна аустенита за счет статической рекристаллизации. Она производится по «поперечной» схеме, в соответствии с которой сначала осуществляют получение требуемой ширины листа (разбивка ширины).

Толщину промежуточного раската после черновой прокатки Н устанавливают в зависимости от толщины готового листа h из соотношения H=k₁*h, мм где k₁ - эмпирический коэффициент, составляющий k₁=2,5-4,0, поскольку именно такой диапазон толщин позволяет обеспечить требуемое измельчение зерна аустенита при последующей чистовой прокатке за счет развития текстуры и образования субзерен аустенита для формирования дополнительных центров зарождения ферритной фазы.

Диапазон температуры начала чистовой прокатки (температуру конца подстуживания) устанавливают в зависимости от толщины промежуточного раската из соотношения Т =(990+Н/k₂), °С, где k₂ – эмпирический коэффициент, составляющий k₂ = 0,6-2,0. Температура конца чистовой прокатки в диапазоне, определяемом указанными значениями коэффициента k₂, позволяет обеспечить получение высоких прочностных характеристик готового проката. Это дает возможность провести последующую контролируемую чистовую прокатку в области отсутствия рекристаллизации аустенита, и обеспечить получение после превращения мелкозернистой структуры, как фактора, повышающего огнестойкость.

Чистовую прокатку производят при величине единичных относительных обжатий не более 25%, поскольку в диапазоне малых толщин величина обжатия за проход ограничена энергосиловыми возможностями прокатного стана в результате существенного повышения усилия прокатки.

При этом температуру конца чистовой прокатки устанавливают в диапазоне 860-900°С, поскольку при этих температурах обеспечивается возможность начала ускоренного охлаждения листа при температуре для данного состава стали, обеспечивающей оптимальный характер структурно-фазовых превращений.

Ускоренное охлаждение прокатанного листа до температуры 530-600°С со скоростью 15-25°С/сек позволяет получить мелкодисперсную оптимальную ферритно-перлитную структуру с долей бейнита не менее 30% и морфологию фаз, обеспечивающие высокие прочностные характеристики и необходимый уровень огнестойкости проката.

Для стабилизации свойств полученного проката, после ускоренного охлаждения листы необходимо охлаждать более медленно, чтобы обеспечить снятие остаточных внутренних напряжений. Это позволяет повысить уровень механических свойств полученного проката. Такое медленное охлаждение достигается путем штабелирования листов после ускоренного охлаждения в стопу, содержащую не менее 10 листов, с последующим вылеживанием до температуры не выше 100°С, что способствует получению мелкозернистой равновесной структуры металла.

В целом режимы прокатки и последующего охлаждения огнестойкой стали С390П обеспечивают получение феррито-бейнитной структуры с большой плотностью дислокаций и большим количеством дисперсных фаз, выделяющихся при нагреве до температур пожара, за счет сохранения в твердом растворе определенного количества ванадия и ниобия для последующего выделения в процессе нагрева, что способствует торможению процессов разупрочнения и повышению огнестойкости готового проката до требуемого уровня.

Применение способа поясняется примером его реализации при производстве листового проката размером 12×1635х6000 мм, категории прочности С390П. Производят изготовление непрерывнолитых заготовок толщиной 195 мм из стали, содержащей, мас.%: С=0,09; Мn=0,65; Si=0,22; Сr=0,61; Ni=0,04; Nb=0,02; Сu=0,08; Al=0,03; V=0,07; Ti=0,016; В=0,0013; Р=0,008; N₂ =0,005 железо и примеси, с содержанием каждого примесного элемента менее 0,03% – остальное. При этом суммарное содержание ниобия, ванадия и титана составляет 0,106%, т.е. соответствует условиям рассматриваемого технического решения. Углеродный эквивалент полученной стали составляет Сэ = 0,345, т.е. соответствует заявленному диапазону.

Следует также отметить, что выплавленная сталь предложенного состава содержала в виде примесей 0,008% фосфора и 0,004% серы. При указанных предельных концентрациях эти элементы в подобной стали не оказывают заметного негативного воздействия на качество проката, тогда как их удаление из расплава существенно повышает затраты на производство и усложняет технологический процесс.

При нагреве непрерывнолитой заготовки до температуры 1210°С в течении 7 часов, происходила аустенизация низколегированной стали, растворение дисперсных карбонитридных упрочняющих частиц. После выдачи заготовки из печи осуществляли её черновую прокатку до толщины промежуточного раската Н=36 мм, что соответствует заявленному диапазону H=k₁*h=(3*12)=36. Затем производили подстуживание указанного раската на рольганге стана, путем естественного охлаждения на воздухе, после которого осуществляли его чистовую прокатку. Температура начала чистовой прокатки составляла 924°С, что соответствует заявленной зависимости Т =(900+Н/k₂) = (900+36/1,5)=924°С при k₂ = 1,5. При этом величина единичных относительных обжатий составляла 10-23%, т.е. менее 25%. Температура конца чистовой прокатки составляла 890°С. Такой температурный режим способствует субзеренному упрочнению, которое существенно влияет на формирование механических свойств.

После чистовой прокатки лист подвергали ускоренному охлаждению водой со скоростью 20°С/сек до температуры 550°С, что соответствует параметрам заявленного технического решения. Ускоренное охлаждение обеспечивало повышение дисперсности фазовых составляющих и формирование феррито-бейнитной структуры. После ускоренного охлаждения прокатанные листы были уложены в стопу из 8 листов и подвергнуты вылеживанию в естественных условиях в стопе до комнатной температуры. Замедленное охлаждение металла при остывании листов в стопе способствовало снятию внутренних термических напряжений в металле и завершению структурно-фазовых превращений.

Механические свойства полученного проката определяли на поперечных образцах. Температурно-деформационный режим прокатки обеспечил получение мелкозернистой феррито-бейнитной структуры с заметной поперечной и продольной анизотропией зерен. Испытания на статическое растяжение при комнатной температуре и при температуре 600°С осуществляли на плоских образцах по ГОСТ 1497, а на ударный изгиб на образцах с V-образным надрезом по ГОСТ 9454 при температуре -40°С. Получены следующие механические свойства для поперечных образцов при комнатной температуре: временное сопротивление σ_в²⁰=549-581 Н/мм²; предел текучести σ_т²⁰=447-532 Н/мм²; относительное удлинение δ²⁰=21-23%; ударная вязкость КСV^-40=68-86Дж/см². При повышенной температуре 600°С: временное сопротивление σ_в⁶⁰⁰=315-364 Н/мм²; предел текучести σ_т⁶⁰⁰=273-334 Н/мм². Указанный уровень свойств полностью соответствует требованиям, предъявляемым к огнестойкому листовому прокату С390П.

Таким образом, применение предложенного способа прокатки обеспечивает достижение требуемого результата – получение на реверсивном прокатном стане огнестойкого проката с высоким уровнем механических свойств в диапазоне толщин 8-40 мм.

Оптимальные параметры реализации способа были определены эмпирическим путем. Экспериментально установлено, что при температуре аустенизации перед прокаткой ниже 1200°С заготовка не может достаточно прогреться и не удается обеспечить гомогенизацию аустенитной структуры, что препятствует получению требуемого уровня свойств готового проката.

Черновая прокатка нагретой непрерывнолитой заготовки по «поперечной» схеме позволяет уже на данной стадии получить заданную ширину листа и в дальнейшем использовать только «продольную» схему. При этом удается получить структуру с зернами чечевицеобразной конфигурации, наиболее благоприятными с точки зрения обеспечения эксплуатационных и механических свойств.

Из опыта установлено, что если толщина промежуточного раската выходит за нижнюю границу диапазона, установленного соотношением H=k₁*h, мм, т.е. при слишком тонком раскате, величина суммарной деформации чистовой прокатки недостаточна для существенной проработки структуры в низкотемпературной области, обеспечивающей получение требуемого уровня механических и эксплуатационных свойств. В то же время при превышении допустимых значений толщины промежуточного раската операция его промежуточного подстуживания между черновой и чистовой стадиями прокатки занимает слишком много времени. Иначе говоря, промежуточный раскат долго остывает до заданной температуры, что неоправданно замедляет производственный процесс и приводит к снижению производительности стана.

Экспериментально установлено, что если температура начала чистовой прокатки промежуточного раската ниже уровня, определяемого диапазоном из соотношения Т =(990+Н/k₂), °С, то сопротивление деформации при прокатке слишком велико и усилие прокатки может превышать допустимые значения для данного стана. В то же время, при превышении допустимых из указанного соотношения значений температуры начала чистовой прокатки не удается получить дисперсность микроструктуры, необходимую для обеспечения огнестойкости готового проката.

Практика показывает, что при величине единичных относительных обжатий промежуточного раската в ходе чистовой прокатки, превышающих 25%, усиливается вероятность сверхнормативного повышения усилия прокатки и нагрузки на рабочие валки стана, что может привести к возникновению аварийной ситуации.

Экспериментально установлено, что, если для рассматриваемого сортамента высокопрочного строительного проката температура окончания чистовой прокатки выше 900°С, то в процессе чистовой прокатки не всегда удается достигнуть степени измельчения микроструктуры, необходимой для получения требуемого уровня механических свойств готовой продукции, т.е. величина предела текучести может опускаться ниже допустимых для данного сортамента значений. В то же время при температуре окончания чистовой прокатки ниже 860°С имеет место повышение сопротивления деформации металла раската и, соответственно, усилий прокатки, которое может приводить к возникновению аварийной ситуации при превышении допустимых значений этих усилий для чистовой клети реверсивного стана. Кроме того, величина пластических характеристик (относительного удлинения) при этом может опуститься ниже допустимых для данного сортамента значений.

Ускоренное охлаждение полученного листа заданного химического состава на отводящем рольганге со скоростью менее 15°С/с приводит к получению преимущественно ферритной структуры с недостаточным уровнем прочностных характеристик для высокопрочного строительного проката. В то же время повышение скорости охлаждения до уровня выше 25°С/с может приводить к слишком большому снижению пластических характеристик за счет увеличения доли бейнитной составляющей в структуре.

Следует отметить, что при ускоренном охлаждении листа до температуры выше 600°С, не всегда удается обеспечить полное протекание фазовых превращений в металле, что приводит к сохранению значительного количества феррита в структуре проката и обуславливает снижение прочностных свойств готового изделия. В то же время, ускоренное охлаждение листа до температуры ниже 530°С может сопровождаться появлением в структуре металла мартенситной составляющей, что приведет к снижению вязкостных характеристик проката ниже допустимых значений.

Как следует из приведенного анализа, при реализации предложенного технического решения требуемый уровень качества огнестойкого проката для строительных металлоконструкций достигается за счет выбора наиболее рациональных технологических режимов производства и химического состава стали. Однако, в случае выхода варьируемых технологических параметров за установленные для этого способа границы, не всегда удается обеспечить соответствие качества полученного проката требованиям к огнестойкости и прочностным характеристикам. Таким образом, подтверждается достоверность рекомендаций по выбору допустимых значений технологических параметров предложенного способа производства огнестойкого листового проката на реверсивном стане.

Технико-экономические преимущества рассматриваемого изобретения состоят в том, что предложенные температурно-деформационные режимы производства толстолистового проката с повышенной огнестойкостью позволяют наиболее эффективно использовать все механизмы повышения эксплуатационных свойств низколегированного проката данного химического состава: измельчение зерен микроструктуры, дислокационное упрочнение, дисперсионное твердение. Использование предложенного способа позволяет освоить промышленное производство огнестойкого толстолистового проката строительного назначения.

Литературные источники, использованные при составлении описания изобретения:

1. Патент РФ 2201972, «Способ производства штрипсов из низколегированной стали». ПАО «Северсталь», от 23.04.2001, Ильинский В.И., Попова Т.Н. и др., МКИ С21D 8/02,

2. Одесский П.Д., Ведяков И.И. Сталь в строительных металлических конструкциях. Металлургиздат, 2018, 906 с.

Изобретение относится к производству листового проката с повышенной огнестойкостью с прокаткой на реверсивном стане. Осуществляют выплавку стали в сталеплавильном агрегате, внепечную обработку, получение непрерывнолитой заготовки, аустенизацию полученной заготовки, черновую прокатку до толщины промежуточного раската, его промежуточное подстуживание, чистовую прокатку с регламентированной температурой конца прокатки и ускоренное водяное охлаждение полученного листа до заданной температуры. Аустенизацию непрерывнолитой заготовки осуществляют при температуре на выходе из методической печи не ниже 1200°С. Черновую прокатку заготовки производят на толщину промежуточного раската Н. Промежуточный раскат подстуживают до температуры начала чистовой прокатки, определяемой из соотношения Т=(900+Н/k₂), °С, где k₂=0,6-2. Чистовую прокатку производят при величине единичных относительных обжатий не более 25%, температуру конца чистовой прокатки устанавливают в диапазоне 810-920°С. Ускоренное охлаждение листов после прокатки производят до температуры 530-600°С. В результате получают огнестойкий листовой прокат с высокими прочностными характеристиками. 3 з.п. ф-лы.

1. Способ производства листового проката с повышенной огнестойкостью с прокаткой на реверсивном стане, включающий выплавку стали в сталеплавильном агрегате, внепечную обработку, получение непрерывнолитой заготовки, аустенизацию полученной заготовки, черновую прокатку до толщины промежуточного раската, его промежуточное подстуживание, чистовую прокатку с регламентированной температурой конца прокатки и ускоренное водяное охлаждение полученного листа до заданной температуры, отличающийся тем, что непрерывнолитую заготовку получают из стали, содержащей, мас.%:

углерод 0,05-0,09 марганец 0,5-0,9 кремний 0,20-0,50 хром 0,6-0,80 медь не более 0,10 никель не более 0,10 алюминий 0,02-0,06 ванадий 0,07-0,20 титан 0,01-0,03 ниобий 0,015-0,040 бор не более 0,0015 сера не более 0,005 фосфор не более 0,012 азот не более 0,006 железо и неизбежные примеси остальное,

при этом суммарное содержание ниобия, ванадия и титана не превышает 0,25 мас.%, углеродный эквивалент Сэ не превышает 0,37, причем аустенизацию непрерывнолитой заготовки осуществляют при температуре на выходе из методической печи не ниже 1200°С, последующую черновую прокатку заготовки производят по поперечной схеме на толщину промежуточного раската Н, которую устанавливают в зависимости от толщины готового листа h из соотношения H=k₁*h, мм, где k₁ - эмпирический коэффициент, составляющий k₁=2,5-4, после чего промежуточный раскат подстуживают до температуры начала чистовой прокатки, определяемой в зависимости от толщины промежуточного раската из соотношения Т=(900+Н/k₂), °С, где k₂ – эмпирический коэффициент, составляющий k₂=0,6-2, при этом чистовую прокатку производят при величине единичных относительных обжатий не более 25%, температуру конца чистовой прокатки устанавливают в диапазоне 810-920°С, а ускоренное охлаждение листов после прокатки производят до температуры 530-600°С.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ускоренное охлаждение листов после прокатки производят со скоростью 15-25°С/с.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после ускоренного охлаждения осуществляют охлаждение листов в штабеле до их температуры не более 100°С.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что охлаждение листов в штабеле осуществляют при их количестве не менее 10 штук.