Способ обработки полосы из низкоуглеродистой стали Советский патент 1983 года по МПК B21B3/00 

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОЛОСЫ ИЗ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ

СТАЛИ

1

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к производству высокопрочной упаковочной ленты.

Для упаковки пачек и рулонов холоднокатаной и горячекатаной стали используют ленту из малоуглеродистой стали О8кп, 2кп, Зкп в йагартованном и отожженом состоянии. Лента в нагартованйом состоянии имеет высокие прочностные свойства, однако отличается низкой пластичностью и часто разрывается при обвязке или транспортировке упакованного металла. Лента в отожженом состоянии имеет низкую прочность и высокую пластичность, поэтому при натягивании упаковочной машинкой сильно растягивается и расслабляется упаковка металла при транспортировке.

Лента для обвязки пачек и рулонов полосовой стали должна иметь высокую прочность и оптимальную величину относительного удлинения (согласно ГОСТ & 17%).

Холодную прокатку полосы для упаковочной ленты ведут по двум вариантам. По первому - полосу толщиной 4 мм после горячей прокатки и травления прокатывают

на стане холодной прокатки до толщины 2мм. Затем рулоны подвергают промежуточному рекристаллизационному отжигу в одностопных колпаковых печах при температуре 700°С по существующей технологии, и полосы вновь прокатывают на стане холодной прокатки до толщины 1 мм. Так как в нагартованном состоянии значения относительного удлинения близки к нулю, то холоднокатаную сталь подвергают отжигу при 460- 480°С. Общее время нагрева металла составляет 20 ч. По второму варианту горячекатанные травленные полосы толщиной 3 мм прокатывают на стане холодной прокатки на толщину 1,2 мм без промежуточного отжига. Окончательный смягчающий отжиг

15 проводят в одностопных колпаковых печах при 470°С 50 ч. Соблюдение установленных режимов обработки позволяет получать упаковочную ленту высокой прочности (6 до 75 кгс/мм2,6ддо 80 кгс/мм) при удовлетворительном относительном удлинении (&

20 15 170/о) 1.

Недостатками известного способа обработки являются повыщенный расход энергии при холодной прокатке и на нагрев при

отжиге высокопрочной стали, а также расход дефицитного легирующего элемента.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ, включающий горячую прокатку полос, травление, холодную прокатку и отжиг. Технологию обработки полосы по известному способу (холоднокатаной упаковочной ленты) из малоуглеродистой стали толщиной 1,2 мм осуществляют по следующей схеме: холодная прокатка с обжатием 55-70 /0, неполный отжиг ленты в одностопной печи при 460- 480°С с выдержкой 4 ч, роспуск полос на ленты требуемой ширины. Увеличение деформации до 70% обеспечивает повышение прочностных свойств готовой ленты, а с учетом необходимости сохранения удовлетворительной пластичности отжиг осуществляют при температуре не менее 460°С. Механические свойства упаковочной ленты из сталей 08 пс, Зпс, 1пс, производимой по известному способу, следующие: временное сопротивление 65-85 кг/мм .и относительное удлинение 10-15% 2.

Недостатком известного способа является то, что повышение прочности готовой ленты обуславливается исключительно величиной суммарного обжатия при холодной прокатке, в результате чего повышается расход энергии при деформации и отжиге.

Цель изобретения - снижение энергозатрат при обработке высокопрочной упаковочной ленты.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему горячую прокатку, смотку, травление, холодную прокатку и отжиг, горячую прокатку заканчивают при 840-860°С, смотку полос осуц ествляют при 550-650°С, а холодную деформацию производят со степенью деформации 25-50% и отжиг осуществляют при 350-450°С.

Предлагаемый способ обработки полосы из Низкоуглеродистой стали заключается в следующем.

На непрерывном широкополосном стане прокатывают низкоуглеродистую полосовую сталь марок 08кп-Зкп(пс) толщиной 2- 3 мм. Прокатку полос заканчивают при 840- 860°С и сматывают при 550-650°С. Горячекатаные травленные полосы прокатывают на стане холодной прокатки с общим обжатием 25-50% и затем подвергают неполному отжигу в колпаковой печи при 350- 450°С с выдержкой, обеспечивающей качественный прогрев.

Известно, что прочность и пластичность сталей определяется параметрами микроструктуры, в частности размером зерна (или субзерна), типом и распределением грубых частиц и структурных составляющих.

В предлагаемом способе окончание прокатки полос из малоуглеродистых сталей обеспечивают в интервале 840-860°С и смотку производят при 550-650°С. В результате полосовая сталь имеет высокую однородность структуры и механических

СВОЙСТВ по длине и характеризуется малым размером ферритного зерна, которое несколько уменьшается при последующей холодной прокатке.

Окончание прокатки полос при температурах ниже 840С (в двухфазной области) приводит к значительной разнозернистости. структуры и неоднородности механических свойств в горячекатаном и холоднокатном состоянии. Повыщение температур конца прокатки свыще 860°С и смотки полос вы0 ще 650°С приводит к чрезмерному укрупнению зерна и понижению прочностных свойств горячекатаной стали и в результате возникает необходимость применения больших степеней холодной деформации для увеличения прочности. Причем, при высоких температурах окончания прокатки (выше 860°С) и смотки (выше 650°С) в горячекатаном состоянии избыточный цементит достигает 4 балла и холодный предел незначительно уменьшает размеры цементитной

фазы, что ухудшает пластичность стали. Смотка полос при температуре ниже 550°С повышает прочность стали, однако значительно снижает пластичность.

В результате последующей холодной деформации горячекатаной полосовой стали,

5 прокатанной по указанным температурным режимам, происходит упрочнение металла, величина которого в значительной мере определяется величиной суммарного обжатия.

Известно, что зависимость свойств меQ талла от величины степени деформации при холодной прокатке не носит монбтонного характера. С увеличением обжатия при определенной степени деформации наблюдается разупрочнение или остановка в упрочнении металла.

5 С целью определения оптимального температурного режима отпуска полос, позволяющего повысить пластичность стали, сохраняя при этом повышенный уровень прочности, проводят экспериментальные исследования.

0 Подкатом для холодной прокатки служит горячекатанная полосовая сталь 08кп толщиной 2,5 мм. Полосы прокатываются на стане горячей прокатки по рекомендуемым температурным режимам. В частности, .температура конца прокатки и смотки опытной

полосы соответственно 840 и 630°С.

Полосы в травленном горячекатанном состоянии имеют следующие механические свойства: предел текучести 29,5 кгс/мм, предел прочности 37 кгс/мм и относитель5Q ное удлинение 32%.

На лабораторном стане горячекатаные полосы прокатаны на полосы толщиной 1,25 мм ( 50%) и 1,85 ( 25%) и подвергнуты отжигу при 100-700°С в течение от 30 мин до 5 ч.

55 Результаты механических испытаний показывают, что упрочнение стали зависит от суммарной деформации при холодной прокатке. Увеличение степени холодной дефорйации с 25 до 50% повышает упрочнение стали причем уже при степени деформации достигается предел прочности более 55 кгс/мм Независимо от-суммарной степени деформа ции наблюдаются низкие значения относительного удлинения. Повышение температуры отжига позволяет улучшить пластичность стали, причем удовлетворительный уровень ее (более 13°/о) достигается при температуре отжига более 350°С. Повышение температуры отжига до 350°С практически не снижает прочность холоднодеформированной стали. Резкое снижение прочностных свойств металла наблюдается при температурах отжига более 450°С. Наблюдаемое сохранение упрочнения, созданного пластической деформацией при неполном отжиге, связано с характером образующейся структуры. Нагрев после деформации приводит к формированию более четкой и стабильной структуры, а также при повышении длительности или температуры полигонизационнрго нагрева к росту субзерен, определяющему дальнейшее уменьшение энергии, накопленной в субграницах на единицу объема. В результате увеличивается термодинамическая стабильность созданной субструктуры. Повидимому, рост субзерен при нагреве до 450°С обуславливает лищь частичное снятие упрочнения и повышение пластичности стали. Полное снятие; созданного при деформации упрочнения происходит только при сильном развитии процесса рекристаллизации, которая в исследуемых условиях начинается при температурах более 450°С. Следовательно, оптимальным температурным диапазоном отжига полосовой стали для упаковочной ленты являются 350-450°С. При этом режиме обеспечивается удовлетворительная пластичность стали при сохранении прочности на достаточно высоком уровне. Для достижения удовлетворительного уровня пластичности стали необходима выдержка в течение часа при 350-450С. Предлагаемый способ обработки низкоуглеродистой стали позволяет уменьшить расход энергии при производстве высокопрочнрй упаковочной полосы. В частности, расчет мощности прокатки по формуле с использованием кривых удельного расхода энергии показывает, что снижение на 10-200/0 обжатий при холодной прокатке полосы позволяет уменьшить мощность прокатки на 25(Ю-5000 кВт. Формула изобретения Способ обработки полосы из низкоуглеродистой стали, включающий горячую прокатку, смотку полосы, травление, холодную прокатку и отжиг, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, горячую прокатку заканчивают при 840-860°С, смот У полосы осуществляют при 550-650°С, а холодную прокатку производят с обжатием 25-50% с последующим отжигом при 350-450°С. Источники информации, принятые во внимание При экспертизе 1.Попов Г. И. и др. Производство упаковочной ленты вь1сокой прочности. «Металлург, 1978, № II. 2.Ксензук Ф. А. и др. Новая технология производства высокопрочной упаковочной ленты.-«Сталь, 1976, № 12, с. 1111 -1112.