Способ прокатки слябов Советский патент 1993 года по МПК B21B1/02 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано для изготовления прецизионных лент из малоуглеродистых сталей, применяемых при производстве теневых масок кинескопов цветных телевизионных приемников.

Холоднокатаные ленты из малоуглеродистой стали, предназначенные для изготовления теневых масок кинескопов со щелевой структурой, должны обладать комплексом механических, магнитных и технологических свойств, обеспечивающих длительную и надежную эксплуатацию кинескопа, высокое качество цветоразделения и цветного изображения, низкий процент отбраковки.

Комплекс механических и магнитных свойств, которому должна отвечать кине- скопная лента, представлен в табл. 1.

Показатель

оь вдоль

характеризует поперек ет отношение значений временного сопротивления разрыву, измеренных на образцах, вырезанных вдоль и поперек направления прокатки. Остаточная намагниченность Не и магнитная проницаемость характеризуют магнитные свойства ленты, а показатель магнитного старения

А Нс

-п-, повышение остаточной намагничен- мс

ности во времени. Балл зерна помимо механических и магнитных свойств определяет точность травления растровых отверстий.

Известен способ производства ленты из малоуглеродистой стали, преимущественно для теневых масок кинескопов цветных телевизионных приемников, включающий холодную прокатку полосы, обезуглероживающий отжиг, вторую холодную прокатку, рекристаллизационный отжиг, третью хоXI

00

VI о

g

лодную прокатку, рекристаллизационный отжиг и четвертую холодную прокатку, причем рекристаллизационный отжиг ведут при 640-680°С, а обжатие при четвертой холодной прокатке поддерживают в интервале 28-35%.

Недостатки данного способа состоят в том, что он не обеспечивает получения заданного комплекса физико-механических свойств, а холодная прокатка в 4 этапа с промежуточными термообработками уменьшают производительность оборудования., . }

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к изобретению является способ производства кинескопной ленты из малоуглеродистой стали для теневых масок цветных телевизионных приемников, включающий холодную прокатку за три этапа в рабочих валках с регламентированными обжатиями и двумя промежуточными отжигами при этом обжатие на 3-м этапе за проход поддерживают в пределах 20-40%, а последний отжиг ведут при температуре 580-640°С - прототип.

Недостатки такого способа состоят в том, что готовая кинескопная лента имеет низкие механические и магнитные свойства, а также неудовлетворительную трави- мость растровых отверстий из-за неоптимальной микроструктуры. Это ухудшает качество ленты. Холодная прокатка за 3 этапа с двумя промежуточными отжигами снижает производительность процесса.

Цель изобретения состоит в улучшении качества ленты при одновременном повышении производительности.

Это достигается тем, что в способе производства кинескопной ленты, включающем холодную прокатку в рабочих валках с регламентированными обжатиями и промежуточным отжигом, согласно предложению, прокатку осуществляют за два этапа с суммарными обжатиями 47-52% и 37-45% при отношениях диаметров рабочих валков к средней толщине ленты в очаге деформации на каждом из этапов 100-160 и 300-500 соответственно, при этом отжиг ведут при 690-730°С.

Известное и предложенное технические решения имеют следующие общие признаки. Оба они являются способами производства кинетической ленты и включают холодную прокатку в рабочих валках с регламентированными обжатиями и промежуточным обжигом. Холодную прокатку в обоих случаях осуществляют за несколько этапов.

Отличия предложенного способа состоят в том, что прокатку осуществляют за два

этапа с суммарными обжатиями 47-52% и 37-45%, а в известном - за три этапа, с обжатием на 3-м этапе за проход 20-40%. В предложенном способе прокатку ведут

при отношении диаметра рабочих валков к средней толщине ленты в очаге деформации на первом и втором этапах 100-160 и 300- 500 соответственно, а в известном эти отношения не регламентированы. И, наконец, в

предложенном способе отжиг ведут при 690-730°С, а в известном - 580-640°С.

Указанные отличительные признаки проявляют во всей совокупности новые свойства, не присущие им в известных совокупностях признаков, и заключающиеся в улучшении качества ленты и повышении производительности. В способе получения холоднокатаных полос обжатия за проход составляют, %: 20-22; 5-27; 5-33, что обеспечивает снижение разнотолщинности. В способе получения кинескопной стали прокатку ведут за два этапа с обжатиями 80- 90% и 40-57%, что однако не обеспечивает получения требуемых свойств (табл. 1), т.к.

.разработан для изготовления лент для масок с дельта-структурой и уменьшает производительность в связи с увеличением числа проходов на первом этапе.

Здесь необходимо также отметить, что

холодной прокатке за 2 этапа подвергают полосу, уже подвергнутую первой холодной прокатке и термообработке, т.е. по существу холодную прокатку осуществляют за три этапа с регламентированными обжатиями

на последних двух. В техническом решении холодную прокатку ведут с обжатием 10- 35% до толщины 0,2 мм, после чего ленту обжигают в рулоне при 520-600°С в течение 2 ч и дрессируют с обжатием 0,3-0,8%. Это

снижает коэрцитивную силу.

Сущность предполагаемого изобретения заключается в следующем. Холоднокатаная лента для теневых масок кинескопов

со щелевой структурой перед травлением растровых отверстий должна иметь равномерную ферритную микроструктуры в на- гартованном состоянии, формирование которой закладывается на стадии первого

этапа холодной прокатки, промежуточного отжига и завершается на втором этапе холодной прокатки. Характер деформированной структуры и текстуры ленты определяет механические и магнитные свойства, изотропность механических свойств, траг.и- мость растровых отверстий. Последний параметр определяется числом дефектов НФО (нарушение формы отверстий) - их должно быть не более 5 на одной теневой маске.

Реализация предложенных режимов позволяет одновременно сформировать как заданный комплекс физико-механических свойств, необходимых для получения масок со щелевой структурой, так и повысить производительность процесса за счет минимизации количества этапов холодной прокатки и промежуточных отжигов.

Экспериментально установлено, что при суммарном обжатии на первом этапе менее 47% и при отношении диаметра рабочих валков Dp к средней толщине полосы в очаге деформации Нср менее 100 (Dp/Hep 100) не достигается требуемая степень деформирования микроструктуры и оптимальная ориентация кристаллографической текстуры, что ухудшает качество лелты (снижает прочностные свойства, ухудшаеттравимость растровых отверстий), а также требует дополнительного, третьего этапа холодной прокатки для подтягивания свойств до допустимого уровня. Это снижает производительность процесса. При суммарном обжатии на первом этапе более 52% или отношении Dp/HCp 160 увеличивается анизатропия механических свойств, снижается интенсивность ориентации зерен в благоприятном кристаллографическом направлении {111}. Получение равномерной микроструктуры стали в этом случае достигается за счет удлинения цикла отжига, что снижает производительность процесса. Указанное увеличение суммарного обжатия требует увеличения числа проходов при холодной прокатке, что также снижает производительность.

При температуре промежуточного отжига более 730°С снижается прочность готовой ленты ниже допустимого уровня, чрезмерно укрупляется зерно микроструктуры, возрастает коэрцитивная сила и магнитное старение готовых масок, что недопустимо. Для получения оптимальной степени наклепа в этом случае необходимо увеличение числа проходов на последнем этапе холодной прокатки, приводящего к снижению производительности процесса. При температуре отжига ниже 690°С лента имеет высокую прочность, недостаточную пластичность, сохраняет анизотропию механических свойств, имеет недостаточную магнитную проницаемость и мелкое зерно микроструктуры.

Суммарное обжатие на втором этапе холодной прокатки 37-45% при отношении Dp/Hep 300-500 позволяет окончательно сформировать оптимальную микроструктуру и физико-механические свойства готовой ленты. Отношение Dp/HCp определяет характер напряженно-деформированного со0

5

0

5

0

5

стояния металла в очаге деформации, а следовательно, равномерность распределения накопленной деформации и текстуры. При степени суммарной деформации менее 37% снижается прочность ленты, ухудшается травимость растровых отверстий. Увеличение суммарной деформации более 45% приводит к росту анизотропии механических свойств, ухудшению магнитных характеристик ленты. Для получения высоких степеней суммарной деформации требуется увеличение числа проходов при холодной прокатке, что снижает производительность.

При отношении Dp/Hep менее 300 снижается равномерность зерен микроструктуры, ухудшается кристаллографическая текстура, снижаются механические и магнитные свойства стали. Увеличение отношения Dp/Hep помимо увеличения показателя магнитного старения снижает магнитную проницаемость ленты. В этом случае, для повышения комплекса физико-механических свойств для допустимых пределов потребуется проведение дополнительных отжига и третьего этапа холодной прокатки, что приводит к снижению производительности.

Примеры. Полосу из малоуглеродистой стали толщиной 0,5 мм подвергают холодной прокатке на реверсивном 20-валковом.стане 720. Прокатку осуществляют за два прохода с суммарной степенью деформации еу 49% для промежуточной толщины 0,255 мм по схеме:

0,5мм-- 0,36 ,255мм

При первом проходе применяют рабочие валки диаметром 56 мм, что обеспечи40

вает отношение Dpi/HCpi

56/(0 5t° 36)

130. При втором проходе применяют рабочие валки диаметром 40 мм: Dpi/HCpi

40/(0-36t°-255)130.

Прокатанную полосу подвергают рекри- сталлизационному отжигу в защитной атмосфере при 710°С и затем второму этапу холодной прокатки до конечной толщины 0,15 мм с суммарной степенью деформации по схеме

0,255 ,195 ,165 мм-М),15 мм

Диаметры рабочих валков по проходам составляют I - 90 мм; II - 72 мм; III - 63 мм. Это обеспечивает отношение Dp2/HCp2 во всех трех проходах, равным 400.

От готовой ленты отбирают пробы для оценки механических и магнитных свойств, определяют относительную часовую производительность процесса производства.

Варианты реализации способа приведены в табл. 2, а показатели качества ленты и относительной производительности процесса - в табл. 3. Относительная часовая производительность изменяется при изменении числа проходов, количества этапов холодной прокатки и отжигов, что зависит от схемы деформации ленты.

Как следует из табл. 3, реализация предложенного способа (варианты 2-4) обеспечивает улучшение качества ленты при одновременном повышении производительности. В случае запредельных значений заявленных параметров (варианты 1,5-11) ухудшается комплекс механических и магнитных свойств, снижается производительность. При реализации способа-прототипа (вариант 12) также имеет место ухудшение качества ленты при снижении производительности производства.

Технико-экономические преимущества предложенного способа заключаются в том, что холодная -прокатка за два этапа с суммарными обжатиями 47-52% и 37-45% при отношениях Dp/HCp по этапам 100-160 и

300-500 с промежуточным отжигом при 690-730°С обеспечивают формирование оптимальных микроструктуры и текстуры ленты для масок со щелевой структурой при минимальном чисчле переделов. Это приводит к улучшению качества ленты при одновременном повышении производительности.

Ф о р м у л а и з о б р ете н и я

Способ производства прецизионной ленты из малоуглеродистой стали для теневых масок кинескопов, включающий ее холодную прокатку в валках с регламентированными обжатиями и промежуточным отжигом, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества ленты при одновременном повышении производительности, прокатку осуществляют за два этапа с

суммарными обжатиями 47-52% и 37-45% при отношениях диаметров рабочих валков к средней толщине ленты в очаге деформации-на каждом из этапов 100-160 и 300-500 соответственно, при этом отжиг ведут при

690-730°С.

Использование: прокатка прецизионных лент из малоуглеродистых сталей, применяемых при производстве теневых масок кинескопов цветных телевизионных приемников. Сущность изобретения: способ включает холодную прокатку ленты в рабочих валках с регламентированными обжатиями и промежуточным отжигом. Прокатку осуществляют за два этапа с суммарными обжатиями 47-52 и 37-45% при отношениях диаметров рабочих валков к средней толщине ленты в очаге деформации на каждом из этапов 100-160 и 300-500 соответственно. Отжиг ведут при 640-730°С. 3 табл.

Т а б л и ц а 1 Свойства кинескопной ленты в состоянии поставки (ТУ 14-1-1420-90)

Таблица 2 Режимы производства кинескопной ленты для теневых масок со щелевой структурой

Таблица 3 Показатели качества кинескопной ленты и производительности процесса

Редактор

Составитель Е. Воронкова

Техред М.МоргенталКорректор 3. Салко

Заказ 29Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

#йНИЗИМ1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЬЖЯЯТ1

ЬИЬЛИОТЕКА

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

(21)4788841/27

(22) 05.02.90

(46) 15.01.93. Бюл. №2

(71) Мариупольский металлургический институт

(72) Н.А.Карнаушенко, Г.Е.Змиевский, Г.И.Налча, Э.Н.Шебаниц, Г.Ф.Кузнецов, В.М.Пефтиев, В.С.Кривоклуб, М.И.Капустина, Е.И.Резниченко, А.Ф.Тодуров, А.Н.Вагин, М.В.Слизень, В.Д.Векличев, И.А.Пасько и В.А.Клименко

(56) Авторское свидетельство СССР № 1026852, кл. В 21 В 1/06, 1987.

Авторское свидетельство СССР № 716652, кл. В 21 В 1/02, 1978.

Изобретение относится к металлургии, в частности к технологии прокатки слябов и последующей прокатки из них листов на широкополосных станах.

Известен способ прокатки слябов, а также способ прокатки металлов, в которых, с целью снижения потерь металла в обрезь при дальнейшей прокатке, концу заготовки- сляба придают определенный профиль по шаблону или волнистой кривой путем термической резки.

Недостатком этих способов является дополнительная потеря металла в обрезь при профильной резке сляба.

Известны способы обжатия сляба по ширине, в которых нормируют обжатие в вертикальных валк.зх, прокатывая в них оба конца сляба как передние, что уменьшает потери с обрезью.

Недостатком этих способов является отсутствие корреляции режима прокатки в вертикальных и горизонтальных валках, что

ЖЯЯТ

ЬИЬЛИОТЕКА

(54) СПОСОБ ПРОКАТКИ СЛЯБОВ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к технологии прокатки слябов и последующей прокатки из них листов на широкополосных станах. Цель - повышение качества листов путем уменьшения их раз- ноширинности и снижения обрези. Разно- толщинность слябов компенсируется их утолщением у кромок, для чего прокатку слябов на обжимных станах заканчивают обжатием по ширине, определяемым по зависимости, приведенной в тексте описания. Способ позволяет уменьшить торцевую и боковую обрези. 5 ил., 2 табл.

ел

с

приводит к увеличению потерь металла с обрезью.

Также известен способ регулирования бокового обжатия на стане горячей прокатки, по которому передний конец сляба обжимается с боков только в выходных вертикальных валках после горизонтальных, а средний - только во входных вертикальных валках.

Недостаток этого способа - отсутствие корреляции с профилем горизонтальных валков, что также приводит к разноширин- ности раската и увеличенной обрези.

Наиболее близким техническим решением по достигаемым результатам и его сути является способ прокатки непрерывно- литых слябов, в котором с целью уменьшения торцевой обрези и улучшения качества поверхности проката, перед обжатием сляба по ширине его центральную часть обжимают до толщины, равной толщине боковых кромок, а также ведут переменное обжатие

по толщине. Недостатком этого способа является отсутствие корреляции обжатия в валках по ширине и выпуклости широкой грани сляба, что не позволяет уменьшить торцевую обрезь, вызванную этими причинами.

Допустимая стрела выработки горизонтальных валков обжимных станов весьма существенна и на промышленном слябинге может составить до 15 мм и более. Сляб, полученный в таких валках, при максимальной егоi ширине nWeef ШпуМость по широкой грани н а сторон тако и же величины. При последующей прбкатке в окалинолома- теле и черновой группе клетей широкополосного стана передний и задний торцы дополнительно искажаются за счет большей вытяжки средней по ширине части раската, увеличивая так называемый язык на переднем и заднем торцах. При этом происходит веерообразное расширение переднего и заднего концов.раската, вследствие чего затрудняется прокатка в последующей клети с вертикальными валками. Кроме того, вследствие наличия менее обжимаемых в первых проходах частей раската вблизи боковых кромок, раскат получает неравномерную по длине утяжку ширины раската, что приводит к получению готовых листов в средней части длины раскатов уже номинала, что недопустимо по техническим условиям и к тому же приводит к получению готовых листов разной ширины.

Цель способа - уменьшение обрези листов на широкополосном стане, вызванной поперечной разнотолщинностью слябов из- за выработки горизонтальных валков обжимного стана.

Это достигается тем, что в способе прокатки сляба на обжимном стане, включающем обжатие его по толщине и ширине, прокатку заканчивают обжатием раската по ширине, определимым следующей зависимостью:

A hB Кэф + Кн G, мм

I4v

Чуш

(1)

где КЭф - коэффициент эффективности;

KB - коэффициент выработки верхнего валка обжимного стана;

Кн - коэффициент выработки нижнего валка обжимного стана;

Куш - показатель уширения при обжатии сляба по ширине;

G - масса металла, прокатанного на обжимном стане с начала кампании валков, т.

Местное уширение, образовавшееся в последнем проходе при обжатии сляба по ширине, компенсирует его поперечную раз- нотолщинность, полученную вследствие выработки горизонтальных валков обжимного стана и в пределе дает одинаковую или несколько большую толщину по кромкам в сравнении с толщиной по середине ширины

сляба.

При дальнейшей прокатке такого сляба в черновой группе широкополосного стана раскат получает более равномерно распределенное по ширине обжатие, при этом

большее обжатие металла вблизи кромок уменьшает искажение торцов, что снижает потери с торцевой образью. Это же обжатие кромок вызывает дополнительное уширение, исключающее утяжку по ширине, что

уменьшает неравномерность ширины раската по длине, позволяет устранить получение ширины листа меньше номинала.

Способ осуществляют следующим образом.

Сляб прокатывают на обжимном стане с выработанными горизонтальными валками таким образом, чтобы перед последним проходом в вертикальных валках его ширина была больше требуемой на величину, определяемую зависимостью (1). В последнем проходе сляб обжимают по ширине с обжатием AhB, определяемым зависимостью (1).

На фиг. 1 изображен вид поперечного

сечения сляба после прокатки в выработанных горизонтальных валках и после обжатия по ширине; на фиг. 2 представлена неравномерность ширины по длине раската при моделировании прокатки в черновой группе

широкополосного стана (полосы шириной 1350 мм из сляба, обжатого по ширине с различной степенью); на фиг. 3 и фиг. 4 - то же, для полосы шириной соответственно 1390 и 1500мм; на фиг. 5-форма переднего

и заднего торцов раскатов, полученных в черновой группе широкополосного стана из слябов, обжатых по ширине с различной степенью.

На фиг. 1 показано поперечное сечение

сляба после прокатки в выработанных горизонтальных валках (пунктирная линия) и после обжатия по ширине в последнем проходе (сплошная линия), где hc - толщина сляба по середине ширины, пК1 и hK - толщина кромок соответственно после обжатия по толщине и после обжатия по ширине на обжимном стане; 5В - стрела выработки верхнего валка; дн стрела выработки нижнего валка; AhB - обжатие сляба по ширине.

В качестве примера применения данного способа прокатки проведено моделирование прокатки слябов различной ширины применительно к условиям слябинга 1150 и непрерывного широкополосного стана

1700 Мариупольского металлургического комбината им. Ильича. Были изготовлены 3 партии свинцовых моделей слябов различной ширины путем прокатки в выработанных валках лабораторного прокатного стана с номинальным диаметром валков Он 66,7 мм в масштабе 1 : 12 к натуральным размерам, приняв максимальную стрелу выработки горизонтальных валков промышленного стана на основании измерений их профиля после перевалок 5В 15 мм, 5Н 12 мм(5в 1,25мм, 5Н 1,00мм на модели),

В каждой партии один сляб прокатывали без обжатия по ширине, один - с обжатием 1,5 мм (18 мм в натуре) и один - с обжатием 3,0 мм (36 мм в натуре) и далее - по режиму прокатки в черновой группе широкополосного стана.

На фиг. 2-4 видно, что неравномерность ширины раскатов по длине минимальна для случая прокатки их из слябов с обжатием по ширине 36 мм (в), несколько больше-для обжатия по ширине- 18мм(б). Данные приведены в пересчете на Натуральные размеры. При прокатке без обжатия по ширине выпуклая форма широких граней сляба приводит к максимальной неравномерности ширины раската по длине (а), когда ширина в средней части длины раската становится меньше номинальной (линия 1). Линия 2 - ширина с учетом плюсового допуска 20 мм.

Учитывая, что в чистовой группе широкополосного стана нет вертикальных валков и, следовательно, относительная длина искаженных торцов в ней практически не меняется, относительная масса искаженных торцов после черновой группы может характеризовать торцевую обрезь после прокатки листа на НШС. Поэтому от каждого раската после прокатки по режиму черновой группы НШС отобрали переднюю и заднюю торцевую обрезь, взвешиванием определили ее массу и рассчитали потери с обрезью.

На фиг. 5 представлен вид передней и задней торцевой обрези при прокатке без обжатия по ширине (а), с обжатием на моделях 1,5 мм (б) и 3,0 мм (в) для ширины 125 мм (1500 мм в натуре). Видно, что обжатие по ширине существенно снижает торцевую обрезь.

На основании обработки результатов измерения профиля горизонтальных валков слябинга 1150 меткомбината им. Ильича установлена в первом приближении прямо- пропорциональная зависимость стрелы их

выработки от количества металла, прокатанного с начала кампании валков.

дв КвС, бн-КнС,

(2)

где 5В и дн - стрелы выработки верхнего и нижнего валков соответственно;

Кв и Кн - коэффициенты выработки верхнего и нижнего валков;

G - масса металла, прокатанного с начала кампании валков, тыс. т.

Поперечная разнотолщинность сляба представляет собой сумму стрел выработки двух валков

(Кв+Кн)0(3)

Значение коэффициентов Кв и Кн позволяет определить поперечную разнотолщинность сляба не только в конце кампании валков, но и на любом его этапе в зависимости от массы прокатанного металла, что дает возможность управлять формой поперечного сечения сляба корректировкой обжатия

по ширине в течение кампании. Из (2):

иКн (4)

Обработкой результатов измерения стрелы выработки горизонтальных валков слябинга 1150 после перевалки в конце кампании по зависимостям (4) определены интервалы изменения коэффициентов

Кв 0,039-0,054 мм/тыс.т и Кн 0,024- 0,036 мм/тыс.т.

Также по результатам опытной прокатки на лабораторном стане и в промышленных условиях определен показатель уширения при обжатии сляба по ширине.

ДЬК ЗГПГ

0,6-0.7

где ДЬК -уширение по кромкам при обжатии сляба по ширине, мм

A he - обжатие сляба по ширине, мм. С увеличением обжатия по ширине A he эффективность способа возрастает, причем

положительный эффект складывается из двух процессов: уменьшения неравномерности ширины раската и уменьшения искажения торцов. Однако, при превышении некоторого максимума, когда при моделировании A hB составило более 3,8 и 4,0 мм (в натуре - 45-48 мм), ширина листа, получаемого на НШС, вышла за пределы плюсового допуска по ширине (см. таблицу 1), что недопустимо. В этом случае толщина по