Способ производства нестареющей раскисленной алюминием малоуглеродистой холоднокатаной листовой стали Советский патент 1984 года по МПК B21B3/00 

Изобретение относится к прокатно му производству, а именно к способу производства раскисленной алюминием малоуглеродистой холоднокатаной стали для весьма и особо сложной вытяжки. Известны способы производства ли стов для сверхглубокой вытяжки из раскисленной алюминием стали, при которых используется специально обе углероженная сталь, сталь с особо низким содержанием азота или дополнительно легированная титаном. Цирконием, ниобием и другими дефицитными карбидо- и нитридообразукяцими элементами в сочетании с различными режимами термообработки в агрегате непрерывного отжига Il1. Недостатками этих способов являются трудность и сложность их реали зации в отечественной металлургичес кой промышленности из-за отсутствия в действующих цехах холодной прокат ки капиталоемких ДНО, дефицита пере численных легирующих элементов и дру гого специсшьного оборудования. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ производства холоднокатаной нестареющей Ст. 08Ю, при слитки Ст, 08Ю прокатываются на обжимном стане с температурой конца прокатки SSO-llSO C. После ма1шнной огневой зачистки поверхности слябных раскатов в потоке стана слябы охлаждают на воздухе в штабелях Или водой поштучно. Охлажденные до слябы направляют на стеллажи ручной огневой зачистки для удаления глубоких местных дефектов, оставшихся после машинной обработки раскатов. Подготовленные к дальнейшей прокатке.слябы передают на оклад широкополосового стана. Слябы, не требующие.дозачистки поверхности, можно направлять сразу на дальней111УЮ прокатку, т.е. транзитом, или для подогрева в нагревательные печи. Дальнейший передел слябов включает 1орячую прокатку на полосу с темпера турой конца прокатки 8.50-920°С, обмотку полосы в рулон при 550-580с холодную прокатку полосы и рекристаллизационный отжиг при 690-720с« Исследованиями установлено влияние, температур горячей прокатки полосы и ее смотки в рулон на механические свойства готовых холоднокатаных лис тов Ст, 08:0: .при высокой -температуре конца прокатки (860°С и выше) нитрид алюминия, растворенный при нагреве под прокатку,, сохраняется в твердом растворе и при холодной смотке (менее б20°с-)полосы не вьщеляется. Вьшадение нитридов из пересыценного твердого раствора пгюисходит при отжиге холоднокатаиных листов с образованием вытянутых зерен феррита. Режим термической обработки холоднокатанных полос и листов оказывает заметное влияние на уровень механических свойств и микроструктуру стали. Технологическая схема рекристаллизационного отжига обычно состоит из кагрева до температур верхней части су§критического интервала 690710 0, изотермической выдержки и (дения, садки рулонов, осуществляемых в колпаковых печах с использованием защитной атмосферы. После отжига холоднокатанные листы и полосы подвергают дрессировке с относительным обжатием 0,8-1,4% С21. Недостатком известной технологии производства высркокачественной нестареющей холоднокатаной стали 08Ю для весьма и особо сложной вытяжки является то, что на переделе слиток полоса не учитьлвается .эффект механизмс1 полиморфного превращения при различных температурных условиях охлаждения слябов после прокатки на обжимном стане, так как допускается замедленное охлаждение в штабелях, ускоренно - водой, передача транзитом для дальнейшей прокатки или подогрева в печах. Цель изобретения - улучшение штампуемости за счет повышения пластических свойств стали путем сохранения азота в твердом растворе металла и предотвращения выделения нитридов алюминия. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производства нестареющей раскисленной алюминием малоуглеродистой холоднокатанной листовой стали, в.ключающему прокатку слитка, охлаждение, горячую прокатку с температурой ее конца 850-920°С, смотку полосы в рулон при 550-580°С, холодную прокатку и отжиг, охлаждение слябов с температуры конца их прокатки ведут со скоростью 45-150°С/ /мин,до среднемассоЁой температуры 300-600°С, причем устанавливают эту скорость исходя из зависимости W ft к:.ПР. utT Р Ък .ОХА охл дд5Н - 0,01 te-O,- VgHO где V(. - скорость охлаждения слябов после, прокатки на обжимном стане до 300-бОО°С, С/мин; .щ. - температура конца прокатки слябов, °С; - потери температуры при резке и транспортировке слябов, С (tKnp. -Ь-TQ tj/ (j - конечная температура охлаждения в -пределах 300боо сгН - толщина слябов, м; tg - температура охлаждакхдей воды, °С; V - скорость перемещения потока охлаждакяцей воды, м/с,. Сущность способа заключается в том, что при ускоренном охлаждении слябов из стабилизированной алюминием стали очень резко сокращается вре мя пребывания металла при температурах полиморфного превращения, особен но в температурной области 95.0-750 С (наиболее интенсивного выделения нитридов алюминия), что приводит в свою очередь к следукмцим последствиям:1.Увеличивается концентрационная и структурная микрооднородность металла. Конструкционные стали с низким пределом текучести относятся по химическому составу к малоуглеродистым, которые затвердевают ферритными При охлаждении их происходит вначале полиморфное превращение феррит (5) аустенит (у), затем при более низких температурах происходит обратное пре вращение аустенит iy-} - феррит (st) . Эти превращения сопровождаются между фазовым перераспределением примесей: у - стабилизирующие (углерод марганец, никель, медь и т.п.) диффундируют в аустенит, dt- стабилизи-рующие примеси (кремний, фосфор и т.пЛ - в феррит. Чем медленнее стал проходит при охлаждении двухфазный 1П1тервал феррит + аустенит, тем боль ше перераспределение примесей между фазами. Поэтому ускоренное охлаядаение слябов и сокращение времени пребывания металла при температурах полиморфного превращения способствует получению более равномерного распределения примесей в структуре, а также увеличению ее дисперности. 2.Уменьшается время пребывания металла при температурах высокой диф фузионной подвижности поверхностноактивных (горофильных) примесей. Поэтому понижается на границах зерен сегрегация таких примесей, как фосфор, сера, кислород. Затрудняется возможность процессов образования, некоторых химических соединений, прежде всего процесса внутреннего окисления, т.е. образование окислов вследствие взаимодействия металла с кислородом из твердого раствора. Благодаря этому предотвращается выделение дисперсных окисных включений, в особенности по границам зерен По этой же причине подавляется вьщеление включении оксисульфидов и суль фидов марганца, а также нитридов и |Карбонитридов, 3, Увеличивается достаточное соде жание в твердом растворе некоторых примесей (алюминия, азота, серы) изза затруднения выделений интерметаллическик фаз. Вследствие этого из пересыщенного твердого раствора в процессе последующих высокотемпературных обработок (горячей прокатки, смотки и остыкания, рекристаллизационного отмсига могут вьщеляться новые дисперсные включения интерметаллидов, которые влияют на формирование определенных типов кристаллогеометрической текстуры феррита (ребровая текстура) , величину и форму ферритных зерен. В совокупности все отмеченные эффекты способствуют повышению пластических характеристик листовой стали, получаемой из ускоренно охлажденных слябов. Способ производства нестареющей раскисленной алюминием малоуглеродистой холоднокатакой листовой стали для особо сложной вытяжки осуществляется следующим образом. .Слитки Ст. 08Ю прокатываются в слябы заданного сечения на обжимном стане с температурой конца прокатки gSO-llSOC. После машинной огневой , зачистки поверхности, обрезки головной и донной частей раската, порезки его при необходимости на заданные длины слябы транспортируют на адъюстаж или непосредственно в нагревательные печи широкополосового стана горячей прокатки, В потоке этой транспортной линии слябы с температурой не менее подвергают ускоренному охлаждению в воде со скоростью 45-150вС/мин до 300-600°С, после чего скорость охлаждения слябов не регламентируется, а последующие технологические переделы и операции для получения высококачественного холоднокатаного нестареющего листа строго регламёнтированы температурные режимы горячей прокатки слябов на полосы, обеспечивающие прокатку с температурой ее конца 850920°С м смотку полосы в рулон при SSO-SSO C, холодную прокатку полосы и рекристаллизационный отжиг при 690720°С). Диапазон, изменения среднемассовой температуры при охлаждении слябов с температуры конца прокатки до 300600°С определяется достижением максимальной скорости охлаждения в воде, исходя из характера кривой охла.ждения, для предотвращения вьщеления нитридов алюминия и сохранения азота в твердом- растворе металла, учитывая, что наиболее интенсивное выделение нитридов 1одет при 950-750°С, а также достижением максимального эффёкта за счет исключения nporiecca окалинообразования на поверхности при быстром охлаждении до . Диапазон изменения скорости охлаждения 45-150 С/мйн определяется на основании расчетных и экспериментальных данных ДЛЯ слябов толщиной 120-250 мм. Скорость охлаждения 45 С/мин достаточна для охлаяд ения слябов толщиной 250 мм до , а 150с/мин - для охлаждения слябов толщиной 120 1ЛМ до 600°С, По формуле можно определить необходимые параметры для обеспечения требуемой максимальной скорост-и охлаждения слябов заданной толщины с учетом температуры и -скорости пере мещения потока охлаждающей воды. При этом формула обеспечивает Достаточную точность при температурах воды в пределах 20-80 С и скоростях перемещения потока охлаждающей воды в пределах 1-8 м/с. Пример. Слитки весом 16 т одной плавки Ст. 08tO (химический состав, %: Мп 0,27; S 0,022; Р 0,:018;-Si 0,02; Alonw, 0,032; (й) 0,|008) прокатывают на блюминге слябинге 1250 в слябы размером 150 X 1140 X 5600-600 мм (два сляба из слитка). Пять опытных слябов с пе редаточного стеллажа с TeNmepaTypou 1020, 1000., 990, 950 и с помощью мостовых кранов подвергают ускоpeннo 1y охлаждению в воде (окунанием в ямы-отстойники окалины) с выдержко соответственно 10, 10, 9, 8 и 7 мин. После ускоренного охлаждения и вы держки для выравнивания температуры измеряют среднёмассовую температуру слябов с помощью TepMonajjbi. Во всех случаях температура слябов не превышает , что обеспечивает необходимую расчетную скорость охлаждения в пределах 70-100°С/мин. Остальные слябы плавки охлаждают на воздухе в штабелях. Дальнейшая прокатка опытной плавки слябов Ст. 08Ю на горячекатаные полосы толщиной 2,75 мм, охлаждение рулонов, травление и холодная прокixка полос на толщину 0,9 мм, отжиг и дрессировка холоднокатаных полос осуществляются по принятой для этой стали технологии. В результате испытаний опытного и сравнительно металла Ст.08Ю установлено, что холоднокатаный лист из ускоренно охлажденных слябов имеет лучшие пластические свойства по сравнению с обычным. Предел текучести на нем 16-17 кгс/см, на сравнительном 18-19,5 кгс/см, предел прочности соответственно 31-33 и 33-35 кгс/мм, относительное удлинение (й , % 40-42 и 38-39%, твердость HRB 41 и 43,6. Опытный металл весь соответствует группе вытяжки ВОСВ, а сравнительный - ОСВ-СВ ГОСТ 9045-80. Ускоренное охлаждение слябов приводит к усилен -) в готовом прокате относительной доли благоприятных для штампоВки компонент текстуры {ffi| и сопровождается увеличением примерно на 30% текстурного параметра 2. характеризующего штампуемость -металла. Применение предлагаемого способа по сравнению с базовьн« объектом, в качестве которого взята технология производства нестареющей стабилизированной алюминке1 1 холоднокатаной стали позволяет значительно повысить пластические свойства и улучшить ее штампуемость. Б результате можно обесп чить надежное производство дефицитной холоднокатаной стали для весьма и особо сложной вытяжки по ГОСТ 9045--80 для нужд народного хозяйства, а также увеличить выход годного. Разница в цене листов для ВОСВ и ОСЕ составляет в среднем, в зависямости от толщины, 15 руб. При объеме производства холоднокатаной Ст. 120 тыс. т/год и получении голько 30% продукции категории ВОСВ экономический эффект составляет 540000 руб.

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НЕСТАРЕЮЩЕЙ РАСКИСЛЕННОЙ АЛКМИНИЕМ МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ ХОЛОДНОКАТАНОЙ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ, вкйочающий прОКатку слитКа, охлаждение, горючую прокатку с. температурой ее конца 850-920 С, смотку полосы в рулон при 550-580 С, холодную прокатку и отжиг, отличающийся тем, что, с целью улучшения штампуемости за счет повышения пластических свойств стали сохранения азота в твердом JpacTBOpe металла и предотвращения вьщеления нитридов алюминия, охлаждение слябов с температуры конца их прокатки ведут до 300-600 С со скоростью, исходя из зависимости :(С.Пр. А Тр )-Ь..ОХЛ. 125 Н + o,oita -o,ive -10 тдё УОХД, - скорость охлаждения слябов после прокатки на обжимном стане до 300бОО С, °С/мин;. Ьк-.пр температура конца прокатки слябов, С; - потери температуры при it Я (Л резке и транспортировке слябов, С (t. -it-rp ) 900°Cj К-Охл конечная температура охлаждения в пределах 300600°С} Н - толщина слябов, м; ta - температура охлаждающей воды, Cf 05 V - скорость перемещения потока охлаждающей воды, 00 м/с. 00 4