Способ охлаждения широкополосной горячекатаной стали Советский патент 1987 года по МПК C21D1/02 

11

Изобретение относится к термической обработке стали, в частности к способам охлаждения горячекатаной

стальной полосы на широкополосном

стане горячей прокатки.

Цель изобретения - повышение однородности механических свойств по дпине полосы.

Охлаждение горячекатаных полос предлагаемым способом на непрерьш- ном широкополосном стане осуществляют следуюиц1м образом.

Получен}1ую горячекатаную полосу по выходе из стана транспортируют по отводящему рольгангу, на котором ее подвергают ступенчатому охлаждению до требуемой дифференцированной по длине полосы температуры смотки.

При этом на первой стадии осу- ществляют охлаждение на воздухе вплоть до завершения полигонизации. Применительно к охлаждению горячекатаных полос 4-6 мм из стали время первой ступени устанавливают на уровне 4-5 с.

На второй ступени осуществляют ускоренное охлаждение со скоростью на 5-10 град/с меньше критической до температуры Л, .

Критической считаем наименьшую скорость непрерьшного охлаждения, при которой фазовые превращения происходят без распада твердого раствора, т.е. происходит закалка сплава.

Величина скорости охлаждения обуловлена химсоставом, количеством воды, подаваемой на полосу, скоростью .перемещения полосы по рольгангу и ее толш}1ной. Для о1кролегированной ванадием стали с одной стороны скорость охлаждения не должна быть менее 450 град/с, так как в противном случае неэффективно подавляется процесс рекристаллизации, и более 55 град/с, так как в противном случае в структуре образуются участки бейнита. Выполнением второй ступени тормозят рекристаллизацию и быстро достигают температуры начала выпаде ния дисперсных фаз VN, VCN (600- ) .

Применительно к охлаждению горячкатаных полос толщиной 4-6 мм из стали 09Г2СФ охлаждение осуществля- ют со скоростью 50-55 град/с до температуры 600-630 ° С.

На третьей ступени вновь осуществляют ох.паждение на воздухе до температуры Л -30-40°С. Этим обеспечивают выделение дисперсньгх фаз, ограничиваюидах рост зерна. Применительно к прокатке горячекатаных полос толиц ной 4-6 мм из стали 09Г2СФ третью ступень охлаждения заканчивают при 560-590 С. Применение на этом этапе более интенсивного охлаждения приводит к торможению процесса выпадения дисперсных фаз, сохраняя азот и углерод в твердом растворе, что приводит к повьпчению прочностных свойств и снижению вязкости стали.

На четвертой ступени ускоренному охлаждению подвергают среднюю часть полосы, охлаждаюшуюся в рулоне с параметрами отпуска, со скоростью на 5-10 град/с меньше критической до нижней границы (470-510°С) температурного интервала обративой отпускной хрупкости.

Охлаждение полосы до температуры 470-510°со скоростью на 5-10 град/с меньше критической приводит к образованию в структуре игольчатого феррита. На концевых участках полосы игольчатый феррит сохраняется при дальнейшем охлаждении и обуславливает повышение прочности и резкое снижение вязкости. Поэтому концевые участки повторно ускоренно охлаждат нельзя. Оптимальной температурой смотки концевых участков является 550-580 С. В средней части полосы игольчатый феррит при медленном охлаждении с температуры 510-470 С 1 1ревращается в глобулярный.

Таким образом, на этом этапе полчают в средней части полосы игольчатый феррит, исключают возможность охлаждения средних витков рулона с параметрами отпуска, предотвращают выделение фосфидов и карбидов по границам зерен, не допуская проявления отпускной хрупкости стали в эти витках рулона.

Если же охлаждать полосу известным способом, то сталь, в средней части полосы свернутой в рулоны, переходит в хрупкое состояние в резултате медленного охлаждения в интервале температур высокого отпуска (450-650 С). Например, средняя час полосы из стали 09Г2СФ за исключением 15-17 внутреьших витков (55- 65 м) и 9-12 наружных витков (65- 75м), охлаждаясь известным спосо;i

бом, переходит в хрупкое состояние. Ударная вязкость в средних по намотке витках рулона в 1,5-3 раэа меньше, чем на концевых участкйх и не удовлетворяет требованиям ГОСТ.

Применительно к прокатке горячекатаных полос толщиной 4-6 мм из стли 09Г2СФ четвертую ступень охлаждения начинают при 560-590 С после прхождения участка длиной 55-65 м со скоростью 50-55 град/с до температуры 470-510°С, заканчивая за 65-75 м до конца полосы.

Длину неохлажденных участков на полосах из других сталей, склонных отпускной хрупкости, можно определить на основе экспериментальных данных распределен1 я ударной вязкости по длине полос прокатанных извесным способом.

На заключительной ступени охлаждения полос вновь осуществляют на воздухе до смотки их в рулон,

Этим обеспечивается превращение игольчатого феррита в стали средних витков рулона, в глобулярный, стабилизация температуры, структуры и свойств по толщине горячекатаной полосы.

Способ охлаждения горячекатаных полос позволяет контролировать процесс структурообразования стали при транспортировке по отводящему рольгангу и охлаждении в рулоне. Он обеспечивает прохождение рекристаллизации и выпадение дисперсных фаз в таком режиме, когда рекристаллизация подается как в - -области, так и в области Y t превращения, а выпадение дисперсных фаз стимулируется при температуре ниже Л, . Кроме того, предотвращается выпадение фосфидов и карбидов по границам зерен при медленном охлаждении стали в рулоне. Все это приводит к получению мелкого однородного зерна феррита, способствует повыг:ению вязкости при сохранении высокого уровня прочности и пластичности стали по всей длине полосы. При использовании этого способа охлаждения снимается ограничение по весу рулона для сталей, склонных к отпускной хрупкости.

Пример. При осуществлении предлагаемого способа применяли следуюп(ие параметры охлаждения горячекатаных полос: скорость охлаждения п различных температурньк интер412)84

валах в области от нижней критической температуры обратимой отпускной хрупкости; температуру смотки в рулон от 450 до 650° длтя всей полосы и отдельных чаете ; длину полосы от 200 до 400 м (вес рулона от 15 до 32 т).

Бьшо проверено три многоступенча10 тых режима охлаждения полос различ

ной длины на отводящем рольганге стана.

Режим I. Первая ступень - охлаждение на воздухе от температуры кон- 15 ца прокатки 840-820 С в течение 4- 5 с. Вторая ступень - принудительное охлаждение со скоростью 50- 55 град/с до температуры 600-630( (в области превращения). Третья сту20 пень - охлажде}1ие на воздухе от 600630°С до 560-590°С. Четвертая ступень - принудительное охлаждение средней по длине части полосы после прохождения участка длиной 55-65 м

25 со скоростью 50-55 град/с до температуры 470-51О С, прекращающееся за 65-75 м до конца полосы. Пятая ступень - охлаждение на воздухе до начала смотки.

30Режим 2. Первая ступень - охлаждение на воздухе от температуры конца прокатки 840-820 С в течение 4-5 с. Вторая ступень принудительное охлаждение со скоростью 30-35 град/с до

„ температуры 600-630 С. Третья ступень - охлаждение на воздухе до температуры смотки 550-580 С.

Режим 3. Первая ступень - охлаждение на воздухе от 840-820 С в те40 чение 8-10 с. Вторая ступень - принудительное охлг1ждение со скоростью 60-65 град/с до 600-630 С. Третья ступень - охлаждение на воздухе до температуры смотки 550-580 с.

С целью исключения влияния химсостава на механические свойства сравнительные режимы опробовали на металле одной плавки.

Режим 1 обеспечил получение наилучших показателей вязкости,пластичности и прочности ПС всей длине полос длиной от 200 до 400 м. Следовательно, предла- гаемый способ по сравнению с исполь- в настоящее время на Череповецком металлургическом комбютптг имеет С1 :едующие преимущества: тя счет улучшения вязкости в средней

513412186

яется возможностьтельности стан

лона с 15 до 33 т,15-20% и умеиы

это приводит к увеличению произведи-отходов на 2Z,

части полосы появляется возможностьтельности стана горячей прокатки на

увеличения веса рулона с 15 до 33 т,15-20% и уменьшению технологических