Способ производства ленты из низкоуглеродистых сталей Российский патент 2024 года по МПК B21B1/22 C21D7/02 C21D8/02 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам изготовления лент из низкоуглеродистых сталей.

Известен способ изготовления холоднокатаной ленты из углеродистой стали, включающий травление, холодную прокатку с обжатием 30-60 % и отжиг, после которого осуществляют дополнительную холодную прокатку с обжатием 5-10 % и отжиг в две ступени с выдержками при заданных температурах (см. патент РФ №2155645).

Недостатком данного способа является то, что при холодной прокатке ленты при данных технологических режимах прокатки невозможно достичь уровня технологической пластичности металла, который позволил бы использовать горячекатаный подкат больших толщин для прокатки холоднокатаной ленты и сократить технологический цикл производства ленты. При этом толщина горячекатаного проката не меняется при данных технологических режимах прокатки и производительность стана горячей прокатки не повышается.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ производства ленты из низкоуглеродистой стали, включающий горячую прокатку слябовой заготовки на широкополосном стане, подготовительные операции, холодную прокатку за несколько проходов на стане, заключительный отжиг, дрессировку, отделочные операции (см. патент РФ №2487176).

Недостатком данного способа является то, что при холодной прокатке ленты при данных технологических режимах прокатки невозможно достичь уровня технологической пластичности металла, который позволил бы использовать горячекатаный подкат больших толщин для получения холоднокатаной ленты и сократить технологический цикл производства ленты. При этом толщина горячекатаного проката не меняется при данных технологических режимах прокатки и производительность стана горячей прокатки не повышается.

Техническая проблема заключается в повышении технологической пластичности стальной ленты, что позволит использовать горячекатаный подкат с большей исходной толщиной при обеспечении требуемых параметров качества.

Технический результат, обеспечивающий решение проблемы, заключается в усовершенствовании технологического процесса изготовления стальной ленты из низкоуглеродистых марок сталей за счет повышения технологической пластичности металла вследствие больших сдвиговых деформаций при асимметричной холодной прокатке во втором, третьем и четвертом проходах, что позволит использовать подкат большей толщины и повысить производительность стана горячей прокатки.

Поставленная проблема решается тем, что в способе производства ленты из низкоуглеродистых сталей, включающем горячую прокатку слябовой заготовки на широкополосном стане, подготовительные операции, холодную прокатку полученной заготовки с заданной толщиной H за несколько проходов на стане, заключительный отжиг, дрессировку, отделочные операции, согласно изменению, при горячей прокатке производят заготовку, толщину которой определяют из выражения: , где H - толщина задаваемой горячекатаной заготовки, используемой в случае асимметричной холодной прокатки во втором, третьем и четвертом проходах, мм; H_c - толщина горячекатаной заготовки, используемой в случае симметричной холодной прокатки, мм; k =1,25-1,80, коэффициент учитывающий возможность осуществления последующей асимметричной холодной прокатки для выбранных толщин, при этом холодную прокатку во втором, третьем и четвертом проходах осуществляют при соотношении окружных скоростей валков: , где V₂- окружная скорость нижнего валка, V₁ - окружная скорость верхнего валка, при этом единичные обжатия во втором, третьем и четвертом проходе составляют ε = 28 - 40 %, а суммарное обжатие составляет не менее 75 %.

В заявляемом способе окружные скорости валков, задаваемые из соотношения, единичные и суммарные степени деформации, приведенные в формуле изобретения, позволяют создать необходимые условия в очаге деформации во втором, третьем и четвертом проходах, способствующие значительным сдвиговым деформациям в металле при асимметричной холодной прокатке ленты. Это позволит повысить технологическую пластичность металла и использовать горячекатаный подкат большей толщины.

Осуществлять холодную прокатку при использовании асимметричной прокатки во втором, третьем и четвертом проходах с рассогласованием их окружных скоростей менее чем в 1,1 раза с единичной степенью деформации менее 28 % нецелесообразно, так как при этом снижается интенсивность сдвиговой деформации и не происходит достаточного фрагментирования структуры металла, а следовательно, это приведет к снижению технологической пластичности и невозможности прокатки подката большей толщины.

При рассогласовании окружных скоростей более чем в 1,5 раз с единичным обжатием свыше 40 % за один проход будет происходить разогрев ленты, и как следствие, нагрев валков приведет к появлению брака в виде трещин.

Применение суммарного обжатия менее 75 % нецелесообразно, поскольку достигаемая при этом технологическая пластичность металла будет недостаточна.

Осуществлять горячую прокатку заготовки толщиной, которую определяют из выражения: , где H - толщина задаваемой горячекатаной заготовки, используемой в случае асимметричной холодной прокатки во втором, третьем и четвертом проходах, мм; H_c - толщина горячекатаной заготовки, используемой в случае симметричной холодной прокатки, мм, при k < 1,25 экономически нецелесообразно.

Осуществлять горячую прокатку полосы толщиной, которую определяют из выражения: , где H - толщина задаваемой горячекатаной заготовки, используемой в случае асимметричной холодной прокатки во втором, третьем и четвертом проходах, мм; H_c - толщина горячекатаной заготовки, используемой в случае симметричной холодной прокатки, мм, при k ˃ 1,80 нецелесообразно, так как в металле появляются разрывы и трещины.

Совокупность признаков заявляемого способа позволяет обеспечить интенсификацию процесса фрагментирования зерен металла за счет действия больших сдвиговых деформаций в процессе асимметричной прокатки во втором, третьем и четвертом проходах.

Способ производства ленты из низкоуглеродистых сталей осуществляют следующим образом. Технологический процесс производства холоднокатаной ленты включает горячую прокатку слябовой заготовки на широкополосном стане до толщины, которую определяют из выражения: , где H - толщина задаваемой горячекатаной заготовки, используемой в случае асимметричной холодной прокатки во втором, третьем и четвертом проходах, мм; H_c - толщина горячекатаной заготовки, используемой в случае симметричной холодной прокатки, мм; k = 1,25-1,80, коэффициент учитывающий возможность осуществления последующей асимметричной холодной прокатки для выбранных толщин. Затем осуществляют подготовительные операции, холодную прокатку ленточной заготовки за несколько проходов, заключительный отжиг, дрессировку, отделочные операции. Использование подката с большей толщиной возможно в случае осуществления асимметричной холодной прокатки во втором, третьем и четвертом проходах. В результате чего увеличивается технологическая пластичность прокатываемого металла за счет больших сдвиговых деформаций, что позволяет использовать большие единичные обжатия при холодной прокатке. Предварительно исходя из конечной толщины холоднокатаной ленты задают соответствующие степени обжатия горячекатаной заготовки по проходам. В соответствии с формулой изобретения нижнему и верхнему валку во втором, третьем и четвертом проходах задают разные окружные скорости.

Примеры реализации способа.

Прокатку осуществляли на одноклетьевом прокатном стане. Листовые заготовки из стали марки 08пс имели исходные размеры: толщина 2,8 мм, ширина 100 мм, длина 500 мм.

В ходе лабораторного эксперимента осуществляли прокатку по действующему режиму симметричной прокатки без промежуточных отжигов со следующими единичными обжатиями по клетям:

В результате получили ленту толщиной 1,0 мм.

Затем прокатывали ленту из стали марки 08пс толщиной 5,0 мм за 5 проходов без промежуточных отжигов с использованием асимметричной прокатки во втором, третьем и четвертом проходах:

Асимметрия создавалась только во втором, третьем и четвертом проходах за счет разницы окружных скоростей рабочих валков, которые задавали из соотношения V₂/V₁=1,5.

Было проведено 15 экспериментов, в которых осуществляли асимметричную прокатку. При этом окружные скорости валков задавали из соотношения: V₂/V₁ = 1,1-1,5, единичное обжатие варьировалось от 28 до 40%, а суммарное обжатие по стану создавалось не менее 75% (эксперименты №№ 2-4, 6, 8, 10, 12, 13). Также были проведены испытания с параметрами, выходящими за заявляемые пределы (эксп. №№1, 5, 7, 9, 11, 14, 15). Основные параметры прокатки ленты во втором, третьем и четвертом проходах представлены в таблице.

Результаты испытаний показали, что при суммарном обжатии на стане не менее 75% и при прокатке с единичным обжатием 28 - 40 % во второй, третьей и четвертой клетях при соотношении окружных скоростей валков:V₂/V₁=1,1-1,5 получали ленту с требуемыми параметрами качества. Это обусловлено повышением технологической пластичности металла за счет создания условий для большой сдвиговой деформации во втором, третьем и четвертом проходах при асимметричной прокатке.

Асимметричная прокатка за счет рассогласования скоростей рабочих валков позволяет существенно снизить усилие прокатки и повысить обжимную способность клети.

Режимы симметричной прокатки не могут обеспечить получение лент требуемого качества при данном режиме прокатки, а также не могут обеспечить выполнение ограничений по усилиям 225 тс.

Таким образом, совокупность заявляемых признаков способа позволяет обеспечить условия прокатки ленты с требуемыми свойствами и качеством поверхности из горячекатаного подката с большей толщиной.

Реализация указанного способа приведет к повышению производительности стана горячей прокатки за счет производства горячекатаной полосы большей толщины и позволит существенно сократить усилия при асимметричной холодной прокатке металла во втором, третьем и четвертом проходах.

Таблица №
эксперимента Соотношения скоростей,
V₂/V₁ Суммарное обжатие, % Единичное обжатие, % k Примечание 1 1,25 76 36 1,22 применение асимметричного
процесса прокатки
технологически нецелесообразно 2 1,25 76 36 1,25 лента требуемого качества 3 1,25 76 36 1,50 лента требуемого качества 4 1,25 76 36 1,80 лента требуемого качества 5 1,25 76 36 1,9 появление трещин на ленте 6 1,25 75 36 1,5 лента требуемого качества 7 1,25 74 36 1,5 появление трещин на ленте 8 1,10 76 36 1,5 лента требуемого качества 9 1,09 76 36 1,5 появление трещин на ленте 10 1,50 76 36 1,5 лента требуемого качества 11 1,51 76 36 1,5 появление трещин на ленте 12 1,25 76 28 1,5 лента требуемого качества 13 1,25 76 40 1,5 лента требуемого качества 14 1,25 76 27 1,5 появление трещин на ленте 15 1,25 76 41 1,5 появление трещин на ленте

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам изготовления лент из низкоуглеродистых сталей. Способ включает горячую прокатку слябовой заготовки на широкополосном стане с получением заготовки заданной толщины Н, подготовительные операции, холодную прокатку полученной заготовки за пять проходов на стане, заключительный отжиг, дрессировку, при этом первый и пятый проход осуществляют путем симметричной прокатки, а второй, третий и четвертый проход - путем асимметричной прокатки, причем толщину заготовки, производимой при горячей прокатке, определяют из выражения: Н=k⋅Н_с, где Н - толщина задаваемой горячекатаной заготовки, используемой в случае асимметричной холодной прокатки во втором, третьем и четвертом проходах, мм; Н_с - толщина горячекатаной заготовки, используемой в случае симметричной холодной прокатки, мм; k=1,25-1,80, коэффициент, учитывающий возможность осуществления последующей асимметричной холодной прокатки для выбранных толщин, при этом холодную прокатку во втором, третьем и четвертом проходах осуществляют при соотношении окружных скоростей валков: , где V₂ - окружная скорость нижнего валка, V₁ - окружная скорость верхнего валка, при этом единичные обжатия во втором, третьем и четвертом проходе составляют ε=28-40%, а суммарное обжатие составляет не менее 75%. Технический результат - повышение производительности стана горячей прокатки. 1 табл., 1 пр.

Способ производства ленты из низкоуглеродистых сталей, включающий горячую прокатку слябовой заготовки на широкополосном стане с получением заготовки заданной толщины Н, подготовительные операции, холодную прокатку полученной заготовки за пять проходов на стане, заключительный отжиг, дрессировку, отличающийся тем, что первый и пятый проход осуществляют путем симметричной прокатки, а второй, третий и четвертый проход - путем асимметричной прокатки, причем толщину заготовки, производимой при горячей прокатке, определяют из выражения: Н=k⋅Н_с, где Н - толщина задаваемой горячекатаной заготовки, используемой в случае асимметричной холодной прокатки во втором, третьем и четвертом проходах, мм; Н_с - толщина горячекатаной заготовки, используемой в случае симметричной холодной прокатки, мм; k=1,25-1,80, коэффициент, учитывающий возможность осуществления последующей асимметричной холодной прокатки для выбранных толщин, при этом холодную прокатку во втором, третьем и четвертом проходах осуществляют при соотношении окружных скоростей валков: , где V₂ - окружная скорость нижнего валка, V₁ - окружная скорость верхнего валка, при этом единичные обжатия во втором, третьем и четвертом проходе составляют ε=28-40%, а суммарное обжатие составляет не менее 75%.