ТОНКАЯ СТАЛЬНАЯ ПЛАСТИНА СПЕЦИФИКАЦИИ NM450 И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2024 года по МПК C22C38/54 C22C38/44 C22C33/04 C21D8/02 

Область техники

Настоящее изобретение относится к тонкой стальной пластине спецификации NM450 и способу ее получения. Оно относится к области техники специальной выплавки стали и железа.

Уровень техники

Низколегированные износостойкие стальные пластины применяются в качестве стального материала, обладающего сравнительно высокой износостойкостью, и в настоящее время уже широко применяются в рудниках, на железной дороге, в металлургии и других областях применения, для которых характерны неблагоприятные условия окружающей среды; кроме износостойкости они также обладают такими характеристиками, как высокая прочность, хорошая пластичность, высокая свариваемость и др. В настоящее время в Китае производство низколегированных износостойких стальных пластин в основном сосредоточено на сорте NM500 и ниже, при этом объем применения стальных пластин NM450 составляет достаточно большую долю рынка.

Основная применяемая толщина стальной пластины NM450 обычно составляет 50 мм и менее; в частности, толщина 8-30 мм является наиболее часто используемой, при этом толщина, применяемая в случае некоторого механического оборудования, является наименьшей и достигает 4 мм.

В настоящее время в Китае и за рубежом на предприятиях по производству широких и толстых пластин, за исключением предприятий по производству стали, владеющих оборудованием для непрерывной прокатки, общепринятая наименьшая предельная толщина, которая достигается на предприятиях по производству стальных пластин, составляет 6 мм, однако даже стальные пластины толщиной 6 мм также подвергаются прокатке только с использованием прокатных станов, содержащих печи и оборудование для сматывания в рулоны, и поскольку печи с моталкой, расположенные на обоих концах прокатного стана, могут поддерживать стальные пластины теплыми, и даже нагревать их, чем поддерживать температуру стального проката, то наименьшая толщина, обеспечиваемая прокатным станом, не содержащим такого оборудования, составляет только приблизительно 8 мм; когда толщина дополнительно уменьшается, температура сляба быстро понижается, а момент скручивания при прокатке чересчур большой, что будет влиять на срок службы оборудования, при этом форма полученной прокаткой стальной пластины сравнительно плохая и тяжело осуществлять контроль точности в отношении толщины, особенно для высокопрочной стальной пластины.

В патентной публикации Китая № CN1121444A раскрыта новая технология получения тонкой пластины последовательной прокаткой пакетом с применением нескольких прокатных станов, в которой несколько одновалковых прокатных станов расположены последовательно друг за другом, и тонкий сляб после нагревания проходит в первый прокатный стан для осуществления прокатки одного слоя, второй прокатный стан для осуществления прокатки два в одном и третий прокатный стан для осуществления прокатки четыре в одном. В процессе прокатки в каждом стане регулируют температуру, при этом в третьем и четвертом стане температуру регулируют в диапазоне 400-500°C. Этот способ за счет того, что в процессе прокатки заготовки кладут друг на друга для совместной прокатки, подходит лишь для производства, в котором вес материала на единицу сравнительно небольшой.

В патентных публикациях Китая № CN101439348A «Производственная технология для производства особенно толстого листа», № CN101590596A «Способ производства особенно толстого сляба с применением комбинации пакетной прокатки и сварки» и других патентных документах говорится о способе сборки пластины, в котором осуществляют совместную прокатку двух или более заготовок непрерывного литья. Тем не менее, в них говорится о приваривании двух и более существующих материалов друг к другу в процессе прокатки для осуществления изготовления толстой стальной пластины определенной спецификации.

Сущность изобретения

Техническая задача, которая решается с помощью настоящего изобретения, заключается в предоставлении, с учетом вышеуказанного уровня техники, широкой пластины NM450 толщиной 4-8 мм и способа ее получения, при этом максимальная ширина достигает 3200 мм, и не только обеспечивается то, что ширина изделия превышает общепринятую ширину тонкой пластины, полученной горячей непрерывной прокаткой, но и решается проблема того, что часть предприятий по производству широких и толстых пластин, у которых нет прокатного оборудования с возможностью сматывания в рулоны, не может производить такие тонкие стальные пластины, что улучшает спецификации поставки изделий и повышает конкурентоспособность на рынке.

Техническое решение согласно настоящему изобретению, которым решается вышеуказанная задача, следующее: тонкая стальная пластина спецификации NM450 толщиной 4-8 мм, при этом химический состав стальной пластины в процентном отношении по весу следующий: C: 0,15-0,30, Si: 0,25-0,45, Mn: 0,80-1,20, Cr: 0,20-0,60, Mo: 0,10-0,50, Ni: 0,10-0,50, Al: 0,02-0,08, B: 0,0010-0,0030, P меньше или равняется 0,020, S меньше или равняется 0,010; остальное представляет собой Fe и неизбежные примеси. У конечного готового изделия в виде стальной пластины углеродный эквивалент составляет не больше чем 0,52%.

Согласно настоящему изобретению также предложен способ получения вышеуказанной тонкой стальной пластины спецификации NM450, при этом основные операции этого способа получения следующие: в отношении тонкой стальной пластины 4-8 мм устанавливают химический состав с низким углеродным эквивалентом и путем сталеварения, рафинирования и непрерывного литья под вакуумом получают непрерывнолитые слябы толщиной 150-400 мм; полуфабрикаты с одинаковыми размерами или промежуточные полуфабрикаты, прошедшие прокатку посредством обжимного стана до определенной толщины, приваривают друг к другу по периметру для объединения, при этом обеспечивают отсутствие вакуума в середине; объединенные полуфабрикаты после нагревания подвергают прокатке до целевой толщины; стальные пластины после прокатки ввиду отсутствия вакуума в середине не подвергают прокатке и сварке и после удаления элементов сварного соединения по периметру срезанием их могут разделить на две стальные пластины; после срезания по периметру прокатанных стальных пластин с целью разделения в отношении одинарных стальных пластин проводят термическую обработку (стальные пластины толщиной 4-5 мм после термической обработки могут быть снова разделены); стальные пластины с посредственной прямолинейностью перед закаливанием необходимо рихтовать. Полученная этим способом получения стальная пластина характеризуется конечным состоянием поставки Q+T и толщиной готового изделия 4-8 мм; максимальная ширина стальной пластины 3200 мм, и ее характеристики изделия и качество внешнего вида соответствуют требованиям GB/T24186-2009.

Способ получения, в частности, включает следующие этапы:

1) получение полуфабрикатов:

(1) осуществляют сталеварение, при этом точно контролируют легирующие элементы в стали, чем обеспечивают отклонение углеродного эквивалента между разными номерами плавки не больше чем 0,02%, при этом точный контроль компонентов способствует стабильности характеристик стальных пластин в крупных партиях; проводят рафинирование в печи LF с полным раскислением и десульфурацией; время предельного вакуума RH обеспечивают равным более 20 мин, снижают содержание H и N в стали; осуществляют операцию обработки кальцием, что способствует преобразованию и всплытию примесей;

(2) непрерывное литье слябов, при этом посредством криволинейной машины непрерывного литья заготовок с прямым кристаллизатором осуществляют непрерывное литье толстых слябов 150-400 мм, с помощью технологии индукционного нагрева в промежуточном ковше осуществляют операцию вытягивания с низкой степенью перегрева и постоянной скоростью и с применением аргонового щита, динамического мягкого обжатия и других технологий получают высококачественные непрерывнолитые слябы; качества слябов при малом увеличении соответствуют: осевая ликвация не больше чем 1,0 балла по C; осевая пористость не больше чем 1,0 балла; прочих дефектов, таких как трещины в треугольной области, нет;

(3) предварительное получение промежуточных слябов, при этом для получения стальных пластин толщиной 4-5 мм необходима комплексная прокатка предварительно полученных промежуточный слябов сравнительно небольшой толщины. Для предварительно полученных промежуточных полуфабрикатов используют непрерывнолитые слябы 150-400 мм, которые нагревают до приблизительно 1220°C и подвергают прокатке, при этом толщину предварительно полученных промежуточных слябов регулируют в диапазоне 60-100 мм. Для стальных пластин толщиной >5-8 мм могут применять непосредственную комплексную прокатку слябов толщиной 150 мм без необходимости в объединении после прокатки предварительно полученных промежуточных слябов. Если ширина готового изделия в виде стальной пластины превышает ширину непрерывнолитого сляба, полуфабрикат необходимо подвергнуть прокатке и расширить до предварительно полученного промежуточного сляба, ширина которого больше, чем ширина готового изделия, при этом максимальная ширина предварительно полученного промежуточного сляба не больше чем 3400 мм;

2) калибрование и объединение полуфабрикатов:

проверяют качество внешнего вида непрерывнолитых слябов или предварительно полученных промежуточных слябов согласно YB/T2012; согласно требованиям к размерам в производственном плане полуфабрикаты, у которых качество внешнего вида соответствует требованиям, разрезают на секции; два полуфабриката одинаковых размеров после фрезерования и шлифования поверхностей соединяют сваркой по периметру, а их середину подвергают невакуумной обработке; ширину сварки от краев полуфабрикатов регулируют в диапазоне 50-80 мм, при этом, с одной стороны, обеспечивается невозможность расслоения по периметру в ходе прокатки полуфабрикатов, а с другой стороны, должен быть учтен коэффициент пригодности стальных пластин;

3) нагревание и прокатку объединенных полуфабрикатов:

(1) нагревают объединенные полуфабрикаты, при этом на участках с низкой температурой температуру со скоростью 60-100 °C/ч повышают до 850±20 °C и поддерживают температуру 2-3 часа; на участках со средней температурой температуру со скоростью не больше чем 120 °C/ч повышают до 1000±20 °C и поддерживают температуру 2-3 ч; на участках с высокой температурой температуру со скоростью не больше чем 100 °C/ч повышают до 1200-1250 °C и поддерживают температуру 5-9 часов. Соответствующие снижение скорости нагревания участков с высокой температурой и увеличение времени поддержания температуры после ее достижения способствуют склеиванию металлов в областях сварки;

(2) осуществляют прокатку объединенных полуфабрикатов, при этом в прокатном стане для широких и толстых пластин прокатка включает 10-15 пропусков через валки; прокатывают до удвоения целевой толщины готового изделия в виде одинарной стальной пластины; допустимое отклонение по толщине объединенных стальных пластин регулируют в диапазоне 0-0,6 мм. В процессе прокатки не происходит прокатки с расширением, и имеет место полностью продольная прокатка. Во время 2 первых пропусков через валки для прокатки применяют малое обжатие, а промежуточные пропуски через валки включают 2-3 пропуска через валки с обжатием 30-50 мм для обеспечения приваривания в областях сварки. Стальные пластины после прохождения машины горячей правки направляют на охладительный стол для охлаждения, при этом, когда стальные пластины охлаждают до приблизительно 300 °C, если имеются искривления, их могут направлять в машину холодной правки для обработки рихтовкой;

4) термическую обработку стальных пластин:

(1) осуществляют закаливание, при этом объединенные стальные пластины толщиной 4-5 мм посредством закалочной машины подвергают обработке закаливанием и после закаливания объединенные стальные пластины обрезают по периметру и разделяют на верхнюю и нижнюю пластины с получением двух стальных пластин одинаковой толщины; в случае объединенных стальных пластин с толщиной >5-8 мм ввиду ограничения в отношении закаливаемости материала после обрезания объединенных стальных пластин по периметру и их разделения на верхнюю и нижнюю пластины необходимо выполнить обработку закаливанием одинарных стальных пластин. Технология закаливания стальных пластин следующая: температура нагревания 900-940 °C, время поддержания температуры (20-25) мин+3 мин/мм×толщина стальной пластины (объединенную стальную пластину рассчитывают на основании общей толщины верхней и нижней пластин), водяное охлаждение после выемки из печи;

(2) осуществляют отпуск, при этом посредством непрерывной печи проводят низкотемпературный отпуск стальных пластин с выемкой из печи; технология отпуска следующая: температура нагревания 180-220 °C, время поддержания температуры 1-2 часа, воздушное охлаждение после выемки из печи. Стальные пластины с искривлениями можно после выемки из печи нагреть и подвергнуть усиленной обработке рихтовкой, при этом обеспечивают неровность стальных пластин не больше чем 5 мм/м;

5) проверку и контроль:

откалиброванные стальные пластины NM450 подвергают проверке качества внешнего вида согласно GB/T24186-2009 и отбирают образцы для осуществления контроля разных характеристик, при этом решения принимают на основании требований GB/T24186-2009.

По сравнению с аналогами, известными из уровня техники, преимущества настоящего изобретения следующие:

cогласно настоящему изобретению предложен способ получения широкой пластины NM450 4-8 мм, при этом максимальная ширина достигает 3200 мм, и не только обеспечивается то, что ширина изделия превышает общепринятую ширину тонкой пластины, полученной горячей непрерывной прокаткой, но и решается проблема того, что часть предприятий по производству широких и толстых пластин, у которых нет прокатного оборудования с возможностью сматывания в рулоны, не может производить такие тонкие стальные пластины, что улучшает спецификации поставки изделий и повышает конкурентоспособность на рынке.

Конкретный способ осуществления

Ниже настоящее изобретение описано подробно с помощью примеров осуществления и сравнительных примеров.

Пример осуществления 1

У тонкой широкой пластины спецификации NM450, к которой относится этот пример осуществления, толщина составляет 4 мм, ширина составляет 3200 мм, при этом ее химический состав в процентном отношении по весу следующий: C: 0,20, Si: 0,35, Mn: 1,10, Cr: 0,30, Mo: 0,20, Ni: 0,20, Al: 0,03, B: 0,0020, P: 0,005, S: 0,002; остальное представляет собой Fe и неизбежные примеси; углеродный эквивалент составляет 0,50%.

Технология получения этой стальной пластины следующая:

сталеварение→непрерывное литье→предварительное получение промежуточных слябов→объединение→прокатка→закаливание→разделение на верхнюю и нижнюю пластины→отпуск→калибрование→контроль→помещение на склад.

Конкретные операции основной последовательности следующие:

cталеварение: в процессе сталеварения строго контролируют пять основных вредных элементов в стали, при этом N не больше чем 25 ppm, O не больше чем 8 ppm, H не больше чем 1,2 ppm; технологические операции рафинирования и дегазации требуют выполнения обработки кальцием для регулирования размера и состава примесей.

Непрерывное литье: из жидкой стали посредством криволинейной машины непрерывного литья заготовок с прямым кристаллизатором непрерывно отливают непрерывнолитые слябы толщиной 300 мм и шириной 2500 мм, при этом слябы при малом увеличении демонстрируют следующее: осевая ликвация 1,0 балла по C; осевая пористость 0,5 балла; прочих дефектов, таких как трещины в треугольной области, нет.

Прокатка и объединение предварительно полученных промежуточных слябов: непрерывнолитые слябы после нагревания сначала расширяют прокаткой до 3350 мм, затем подвергают продольной прокатке до 65 мм; горячекатаные стальные пластины после рихтовки посредством машины горячей правки направляют на охладительный стол для охлаждения с обеспечением прямолинейности предварительно полученных промежуточных слябов. Горячекатаные стальные пластины разрезают на два предварительно полученных промежуточных сляба одинаковых размеров с последующим фрезерованием и шлифованием, затем объединяют путем сварки по периметру, а в середине обеспечивают отсутствие вакуума; расстояние от мест объединения сваркой до краев полуфабрикатов находится в диапазоне 50-80 мм; толщина полуфабрикатов после объединения составляет 124±2 мм.

Нагревание и прокатка объединенных полуфабрикатов: поэтапно нагревают объединенные полуфабрикаты, при этом на участках с низкой температурой температуру со скоростью 70 °C/ч повышают до 850±20 °C и поддерживают температуру 2 часа; на участках со средней температурой температуру со скоростью 100 °C/ч повышают до 1000±20 °C и поддерживают температуру 2 ч; на участках с высокой температурой температуру со скоростью 80 °C/ч повышают до 1220±20 °C и поддерживают температуру 5,5 часа. В процессе прокатки объединенных полуфабрикатов не происходит прокатки с расширением, и имеет место полностью продольная прокатка; прокатка в общем включает 12 пропусков через валки, при этом во время первых двух пропусков через валки обжатие составляет 5 мм и 8 мм, во время 5-го пропуска через валки и 6-го пропуска через валки обжатие составляет соответственно 35 мм и 32 мм; прокатанные стальные пластины после прохождения машины горячей правки направляют на охладительный стол для охлаждения, при этом нет заметных искривлений. Толщина объединенных стальных пластин после прокатки составляет 8,2 мм

Термическая обработка: в непрерывной печи объединенные стальные пластины нагревают до 920 °C и после поддержания температуры в течение 48 мин направляют в закалочную машину для водяного охлаждения; после охлаждения стальных пластин срезают области сварки по периметру и после их разделения на верхнюю и нижнюю пластины получают закаленные стальные пластины, ширина которых составляет 3200 мм; посредством непрерывной печи в отношении закаленных стальных пластин своевременно осуществляют термическую обработку с отпуском, при этом стальные пластины нагревают до 200 °C и после поддержания температуры в течение 1 часа вынимают из печи; стальные пластины нагревают и подвергают усиленной обработке рихтовкой с получением тонких пластин NM450 с неровностью не больше чем 5 мм/м.

Стальные пластины NM450 толщиной 4 мм и шириной 3200 мм, полученные с помощью вышеуказанной технологии получения, характеризуются хорошей формой и равномерной твердостью, и их основные характеристики представлены в таблице 1.

Пример осуществления 2

У тонкой широкой пластины спецификации NM450, к которой относится этот пример осуществления, толщина составляет 6 мм, ширина составляет 2500 мм, при этом ее химический состав в процентном отношении по весу следующий: C: 0,19, Si: 0,29, Mn: 1,15, Cr: 0,25, Mo: 0,21, Ni: 0,18, Al: 0,03, B: 0,0018, P: 0,006, S: 0,002; остальное представляет собой Fe и неизбежные примеси; углеродный эквивалент составляет 0,49%.

Технология получения этой стальной пластины следующая:

сталеварение→непрерывное литье→объединение→прокатка→разделение на верхнюю и нижнюю пластины→закаливание→отпуск→калибрование→контроль→помещение на склад.

Конкретные операции основной последовательности следующие:

cталеварение: в процессе сталеварения строго контролируют пять основных вредных элементов в стали, при этом N не больше чем 25 ppm, O не больше чем 8 ppm, H не больше чем 1,2 ppm; технологические операции рафинирования и дегазации требуют выполнения обработки кальцием для регулирования размера и состава примесей.

Непрерывное литье: из жидкой стали посредством криволинейной машины непрерывного литья заготовок с прямым кристаллизатором непрерывно отливают непрерывнолитые слябы толщиной 150 мм и шириной 2600 мм, при этом слябы при малом увеличении демонстрируют следующее: осевая ликвация 0,5 балла по C; осевая пористость 0,5 балла; прочих дефектов, таких как трещины в треугольной области, нет.

Объединение полуфабрикатов: в отношении двух непрерывнолитых слябов одинаковых размеров осуществляют фрезерование и шлифование, затем их объединяют путем сварки по периметру, а в середине обеспечивают отсутствие вакуума; расстояние от мест объединения сваркой до краев полуфабрикатов находится в диапазоне 50-80 мм; толщина полуфабрикатов после объединения составляет 294±2 мм.

Нагревание и прокатка объединенных полуфабрикатов: поэтапно нагревают объединенные полуфабрикаты, при этом на участках с низкой температурой температуру со скоростью 70 °C/ч повышают до 850±20 °C и поддерживают температуру 3 часа; на участках со средней температурой температуру со скоростью 100 °C/ч повышают до 1000±20 °C и поддерживают температуру 3 ч; на участках с высокой температурой температуру со скоростью 80 °C/ч повышают до 1220±20 °C и поддерживают температуру 9 часов. В процессе прокатки объединенных полуфабрикатов не происходит прокатки с расширением, и имеет место полностью продольная прокатка; прокатка в общем включает 14 пропусков через валки, при этом во время первых двух пропусков через валки обжатие составляет 5 мм и 8 мм, во время 5-го, 6-го и 7-го пропуска через валки обжатие составляет соответственно 50 мм, 50 мм и 45 мм; прокатанные стальные пластины после прохождения машины горячей правки направляют на охладительный стол для охлаждения, при этом нет заметных искривлений. Толщина объединенных стальных пластин после прокатки составляет 12,3 мм

Термическая обработка: перед термической обработкой объединенных стальных пластин удаляют области сварки по периметру и после их разделения на верхнюю и нижнюю пластины получают горячекатаные стальные пластины шириной 2500 мм. В непрерывной печи разделенные стальные пластины нагревают до 920 °C и после поддержания температуры в течение 40 мин направляют в закалочную машину для водяного охлаждения; посредством непрерывной печи в отношении закаленных стальных пластин своевременно осуществляют термическую обработку с отпуском, при этом стальные пластины нагревают до 190 °C и после поддержания температуры в течение 1,2 часа вынимают из печи; стальные пластины нагревают и подвергают усиленной обработке рихтовкой с получением тонких пластин NM450 с неровностью не больше чем 5 мм/м.

Стальные пластины NM450 толщиной 6 мм и шириной 2500 мм, полученные с помощью вышеуказанной технологии получения, характеризуются хорошей формой и равномерной твердостью, и их основные характеристики представлены в таблице 1.

Пример осуществления 3

У тонкой широкой пластины спецификации NM450, к которой относится этот пример осуществления, толщина составляет 8 мм, ширина составляет 3000 мм, при этом ее химический состав в процентном отношении по весу следующий: C: 0,21, Si: 0,25, Mn: 1,11, Cr: 0,25, Mo: 0,23, Ni: 0,17, Al: 0,03, B: 0,0016, P: 0,005, S: 0,003; остальное представляет собой Fe и неизбежные примеси; углеродный эквивалент составляет 0,50%.

Технология получения этой стальной пластины следующая:

сталеварение→непрерывное литье→предварительное получение промежуточных слябов→объединение→прокатка→разделение на верхнюю и нижнюю пластины→закаливание→отпуск→калибрование→контроль→помещение на склад.

Конкретные операции основной последовательности следующие:

cталеварение: в процессе сталеварения строго контролируют пять основных вредных элементов в стали, при этом N не больше чем 25 ppm, O не больше чем 8 ppm, H не больше чем 1,2 ppm; технологические операции рафинирования и дегазации требуют выполнения обработки кальцием для регулирования размера и состава примесей.

Непрерывное литье: из жидкой стали посредством криволинейной машины непрерывного литья заготовок с прямым кристаллизатором непрерывно отливают непрерывнолитые слябы толщиной 370 мм и шириной 2200 мм, при этом слябы при малом увеличении демонстрируют следующее: осевая ликвация 1,0 балла по C; осевая пористость 0,5 балла; прочих дефектов, таких как трещины в треугольной области, нет.

Прокатка и объединение предварительно полученных промежуточных слябов: непрерывнолитые слябы после нагревания сначала расширяют прокаткой до 3150 мм, затем подвергают продольной прокатке до 80 мм; горячекатаные стальные пластины после рихтовки посредством машины горячей правки направляют на охладительный стол для охлаждения с обеспечением прямолинейности предварительно полученных промежуточных слябов. Горячекатаные стальные пластины разрезают на два предварительно полученных промежуточных сляба одинаковых размеров с последующим фрезерованием и шлифованием, затем объединяют путем сварки по периметру, а в середине обеспечивают отсутствие вакуума; расстояние от мест объединения сваркой до краев полуфабрикатов находится в диапазоне 50-80 мм; толщина полуфабрикатов после объединения составляет 154±2 мм.

Нагревание и прокатка объединенных полуфабрикатов: поэтапно нагревают объединенные полуфабрикаты, при этом на участках с низкой температурой температуру со скоростью 70 °C/ч повышают до 850±20 °C и поддерживают температуру 2,5 часа; на участках со средней температурой температуру со скоростью 100 °C/ч повышают до 1000±20 °C и поддерживают температуру 2,5 ч; на участках с высокой температурой температуру со скоростью 85 °C/ч повышают до 1220±20 °C и поддерживают температуру 6,5 часа. В процессе прокатки объединенных полуфабрикатов не происходит прокатки с расширением, и имеет место полностью продольная прокатка; прокатка в общем включает 12 пропусков через валки, при этом во время первых двух пропусков через валки обжатие составляет 5 мм и 8 мм, во время 5-го и 6-го пропуска через валки обжатие составляет соответственно 50 мм и 45 мм; прокатанные стальные пластины после прохождения машины горячей правки направляют на охладительный стол для охлаждения, при этом нет заметных искривлений. Толщина объединенных стальных пластин после прокатки составляет 16,3 мм.

Термическая обработка: перед термической обработкой объединенных стальных пластин удаляют области сварки по периметру и после их разделения на верхнюю и нижнюю пластины получают горячекатаные стальные пластины шириной 3000 мм. В непрерывной печи разделенные стальные пластины нагревают до 910 °C и после поддержания температуры в течение 46 мин направляют в закалочную машину для водяного охлаждения; посредством непрерывной печи в отношении закаленных стальных пластин своевременно осуществляют термическую обработку с отпуском, при этом стальные пластины нагревают до 200 °C и после поддержания температуры в течение 1,5 часа вынимают из печи; стальные пластины нагревают и подвергают усиленной обработке рихтовкой с получением тонких пластин NM450 с неровностью не больше чем 5 мм/м.

Таблица 1. Механические свойства и состояние с неровностью стальных пластин NM450, полученных согласно каждому примеру осуществления

Кроме вышеуказанных примеров осуществления настоящее изобретение также предусматривает другие способы реализации, и все технические решения, полученные на основании внесения эквивалентных изменений или эквивалентных замен, должны входить в объем защиты настоящего изобретения, определенный формулой изобретения.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стальной пластине толщиной 4-8 мм спецификации NM450, используемой в качестве материала, применяемого в рудниках, на железной дороге и в металлургии. Стальная пластина имеет следующий химический состав, в мас.%: C: 0,15-0,30, Si: 0,25-0,45, Mn: 0,80-1,20, Cr: 0,20-0,60, Mo: 0,10-0,50, Ni: 0,10-0,50, Al: 0,02-0,08, B: 0,0010-0,0030, P меньше или равняется 0,020, S меньше или равняется 0,010; остальное представляет собой Fe и неизбежные примеси. Обеспечивается получение тонких пластин, обладающих высоким уровнем механических свойств. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

1. Стальная пластина толщиной 4-8 мм спецификации NM450, отличающаяся тем, что химический состав стальной пластины, в мас.%, следующий: C: 0,15-0,30, Si: 0,25-0,45, Mn: 0,80-1,20, Cr: 0,20-0,60, Mo: 0,10-0,50, Ni: 0,10-0,50, Al: 0,02-0,08, B: 0,0010-0,0030, P меньше или равняется 0,020, S меньше или равняется 0,010; остальное представляет собой Fe и неизбежные примеси.

2. Пластина по п. 1, отличающаяся тем, что у конечного готового изделия в виде стальной пластины углеродный эквивалент составляет не больше чем 0,52%.

3. Пластина по п. 1, отличающаяся тем, что у конечного готового изделия в виде стальной пластины толщина составляет 4-8 мм, максимальная ширина достигает 3200 мм, неровность не больше чем 5 мм/м.

4. Способ изготовления стальной пластины толщиной 4-8 мм спецификации NM450 по п. 1, отличающийся тем, что способ включает следующее: устанавливают химический состав стальной пластины, содержащий в мас.%: C: 0,15-0,30, Si: 0,25-0,45, Mn: 0,80-1,20, Cr: 0,20-0,60, Mo: 0,10-0,50, Ni: 0,10-0,50, Al: 0,02-0,08, B: 0,0010-0,0030, P меньше или равняется 0,020, S меньше или равняется 0,010; остальное – Fe и неизбежные примеси, при этом значение углеродного эквивалента составляет не более 0,52% и путем сталеварения, рафинирования и непрерывного литья под вакуумом получают непрерывнолитые слябы толщиной 150-400 мм; два сляба одинакового размера, прошедшие прокатку посредством обжимного стана до требуемой толщины, после фрезерования и шлифования поверхностей объединяют друг с другом сваркой по периметру; объединенные слябы после нагревания подвергают прокатке до целевой толщины; стальные пластины после прокатки ввиду отсутствия вакуума в середине не подвергают прокатке и сварке и после удаления элементов сварного соединения по периметру разделяют на две стальные пластины; в отношении одинарных стальных пластин, полученных после разрезания прокатанных стальных пластин по периметру для разделения, проводят термическую обработку; стальные пластины перед закаливанием при необходимости подвергают рихтовке.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что способ включает следующие этапы:

1) получение слябов:

(1) осуществляют сталеварение, при этом точно контролируют легирующие элементы в стали с обеспечением отклонения углеродного эквивалента между разными номерами плавки не больше чем 0,02%; проводят рафинирование в печи с полным раскислением и десульфурацией; время предельного вакуума обеспечивают равным более 20 мин;

(2) непрерывное литье слябов, при этом посредством криволинейной машины непрерывного литья заготовок с прямым кристаллизатором осуществляют непрерывное литье толстых слябов 150-400 мм; с помощью технологии индукционного нагрева в промежуточном ковше, а также с помощью технологии аргонового щита и динамического мягкого обжатия получают высококачественные непрерывнолитые слябы;

(3) предварительное получение промежуточных слябов, при этом для получения стальных пластин толщиной 4-5 мм применяют комплексную прокатку предварительно полученных промежуточных слябов; предварительно получают промежуточные слябы путем нагревания непрерывнолитых слябов 150-400 мм до 1220°С и осуществления прокатки, при этом толщину предварительно полученных промежуточных слябов регулируют в диапазоне 60-100 мм; для стальных пластин, у которых толщина больше 5-8 мм, применяют непосредственную комплексную прокатку слябов толщиной 150 мм; если ширина готового изделия в виде стальной пластины превышает ширину непрерывнолитого сляба, сляб подвергают прокатке и расширению до предварительно полученного промежуточного сляба, ширина которого больше, чем ширина готового изделия, при этом максимальная ширина предварительно полученного промежуточного сляба не больше чем 3400 мм;

2) калибрование и объединение слябов:

проверяют качество внешнего вида непрерывнолитых слябов или предварительно полученных промежуточных слябов согласно YB/T2012; разрезают на секции; два сляба одинаковых размеров после фрезерования и шлифования поверхностей соединяют сваркой по периметру; ширину сварки от краев слябов регулируют в диапазоне 50-80 мм;

3) нагревание и прокатку объединенных слябов:

(1) нагревают объединенные слябы, при этом на участках со скоростью 60-100°С/ч температуру повышают до 850±20°С и поддерживают температуру 2-3 часа; на участках со скоростью не больше чем 120°С/ч температуру повышают до 1000±20°С и поддерживают температуру 2-3 ч; на участках со скоростью не больше чем 100°С/ч температуру повышают до 1200-1250°С и поддерживают температуру 5-9 часов;

(2) осуществляют прокатку объединенных слябов, при этом в прокатном стане для широких и толстых пластин прокатка включает 10-15 пропусков через валки; прокатывают до удвоения целевой толщины готового изделия в виде одинарной стальной пластины; допустимое отклонение по толщине объединенных стальных пластин регулируют в диапазоне 0-0,6 мм, стальные пластины после прохождения машины горячей правки направляют на охладительный стол для охлаждения, при этом стальные пластины охлаждают до 300°С;

4) термическую обработку стальных пластин:

(1) закаливание, при этом технология закаливания стальных пластин следующая: температура нагревания 900-940°С, время поддержания температуры 20-25 мин+3 мин/мм×толщина стальной пластины, при этом объединенную стальную пластину рассчитывают на основании общей толщины верхней и нижней пластин, водяное охлаждение после выемки из печи;

(2) осуществляют отпуск, при этом посредством непрерывной печи проводят низкотемпературный отпуск стальных пластин с выемкой из печи; технология отпуска следующая: температура нагревания 180-220°С, время поддержания температуры 1-2 часа, воздушное охлаждение после выемки из печи;

5) проверку и контроль:

откалиброванные стальные пластины NM450 подвергают проверке качества внешнего вида согласно GB/T24186-2009 и отбирают образцы для осуществления контроля разных характеристик, при этом решения принимают на основании требований GB/T24186-2009.

6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в процессе прокатки объединенных слябов не происходит прокатки с расширением, и имеет место полностью продольная прокатка; во время 2 первых пропусков через валки для прокатки применяют малое обжатие, а промежуточные пропуски через валки включают 2-3 пропуска через валки с обжатием 30-50 мм для обеспечения приваривания в областях сварки.

7. Способ по п. 4, отличающийся тем, что осуществляют этап закаливания стальных пластин: объединенные стальные пластины толщиной 4-5 мм посредством закалочной машины подвергают обработке закаливанием и после закаливания объединенные стальные пластины обрезают по периметру и разделяют на верхнюю и нижнюю пластины с получением двух стальных пластин одинаковой толщины; в случае объединенных стальных пластин, у которых толщина больше 5-8 мм, после обрезания по периметру и их разделения на верхнюю и нижнюю пластины выполняют обработку закаливанием одинарных стальных пластин.