Способ производства горячекатаной полосы из малоуглеродистой стали

 

Использование: изобретение относится к металлургии, а именно к прокатному производству , и может быть использовано при производстве горячекатаной полосы из малоуглеродистых марок сталей с уровнем свойств, соответствующих требованиям, предъявляемым к качеству холоднокатаной полосы. Сущность: способ включает горячую прокатку, холодную деформацию и химическое травление Холодную деформацию производят с обжатием 0,5-1,5%г а после травления осуществляют дополнительный этап холодной деформации, величину которой (е, %) определяют из соотношения е k(d/100c)+0.005.t, где k - коэффициент пропорциональности для травления в растворе соляной кислоты 0,05-0,15, для трчвления в растворе серной кислоты 0,3-0,4, d - размер зерна феррита в горячекатаной стали, балл; С - содержание углерода в стали %; t - температура полосы на первом этапе холодной деформации, °С. 1 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 21 D 9/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР фЪ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

° l

1 жй64Щ33Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4876219/02 (22) 22,10.90 (46) 07.08,92, Бюл, М 29 (71) Магнитогорский металлургический комбинат им. В.И. Ленина (72) В,Е.3пое, А.П.Фролов, А.П.Буданов, Ю.Ф,Гончаров, Ю.А.Токарев, В.А.Масленников и M.È.Ñòåêîëüùèê (56) Гусева С.С., Гуренко В.Д, и Зварковский

Ю.Д. Непрерывная термическая обработка автолистовой стали. — М.: Металлургйя, 1979, с.13. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНОЙ ПОЛОСЫ ИЗ МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ (57) Использование: изобретение относится к металлургии, а именно к прокатному производству, и может быть использовано при производстве горячекатаной полосы из маИзобретение относится к металлургии, а именно к прокатному производству, и мбжет быть использовано, например; при: про-. изводстве горячекатаной полосы толщиной

2,0-3,9 мм из малоуглеродистой марки стали с уровнем свойств, соответствующих требованиям, предьявляемым к качеству холоднокатаной полосы.

Известен способ производства горячекатаной полосы из малоуглеродистой стали, включающий горячую прокатку, охлажденйе и холодную деформацию полосы в прокатной клети с обжатием 2 4% и последующее химическое травление.

Недостатком данного способа является плохое качество полосы из-эа низких пла„,. 1Ц ÄÄ 1752793 А1

2 лоуглеродистых марок сталей с уровнем свойств, соответствующих требова н и ям, предъявляемым к качеству холоднокатаной полосы. Сущность: способ включает горячую прокатку, холодную деформацию и химическое травление. Холодную деформацию производят с обжатием 0,5-1,5%, а после травления осуществляют дополнительный этап холодной деформации, величину которой (е, %) определяют из соотношения о = k((d/100с)+0,005л), где k — коэффициент пропорциональнос ги для травления в растворе соляной кислоты 0,05-0,15, для травления в растворе серной кислоты 0,3 — 0,4; d — размер зерна феррита в горячекатаной стали, балл, С вЂ” содержание углерода в стали, %;

t — температура полосы на первом этапе холодной деформации, С. 1 табл, / азиаЪ стических свойств и повышенной неплоскостности проката, Известен способ производства горячекатаной полосы из малоуглеродистой стали, включающий горячую прокатку, ох- 4 лаждение и холодную деформацию в О дрессировочной клети с обжатием 2-3, (д) и последующее химическое травление полосы в растворе соляной или серной кислоты.

Недостатком данного способа является неудовлетворительйое качество полосы из-за ниэкбго уровня пластйческих свойств, плоскостности и чистоты поверхности.

Целью изобретения является улучшение качества полосы за счет повышения

1752793 пластичности свойств, снижения неплоскостности и улучшения чистоты поверхности.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу производства горячекатаной полосы из малоуглеродистой стали, включающему горячую прокатку, охлаждение, холодную деформацию и химическое травление, холодную деформацию производят с обжатием 0,5 — 1;5%, а после травления осуществляют повторную деформацию полосы, величину которой определяют из соотношения; . ф - У

e =k(.1 00 . + 0,005 t), %, (1) 10

15 где k — коэффициент пропорциональйости, который для травления полосы в растворе соляной кислоты равен (0,05 — 0,15), а для травления в растворе серной кислоты— (0,30 — 0,40) соответственно;

d — размер зерна феррита в горячекатаной стали, балл;

20 с — содержание углерода в стали, %;

t — температура охлажденной полосы после горячей прокатки, С. ,Формула (1) получена экспериментальным путем в результате обработки ре30 зультатов промышленных испытаний на непрерывно- травильных агрегатах и дрес- сировочных станах кварто цехов холодной катаной полосы с обжатием 0,5-1,5% обеспечивает оптимальную степень наклепа поверхностного слоя полосы. При больших обжатиях (как в прототипе более 2%) 40 значительно наклепывается непосредственно внутренняя структура металла и тем самым снижается пластические свойства стальной полосы. Кроме того, чем выше обжатие при первой холодной деформации, тем сильнее взаимодействует травйльный раствор с поверхностным слоем металла полосы, ухудшая внешний вид (дефект "перетрав").

При обжатиях менее 0,5% происходит неполное разрушение окалины на поверх- 50 ности горячекатаной полосы, что приводит к дефекту поверхности "недотрав".

При второй холодной деформации экспериментально установлено, что чем больше балл зерна феррита (т.е. чем меньше его диаметр), тем необходима более высокая величина деформации для обеспечения достаточной величины наклепа поверхностного слоя полосы. прокатки ЛПЦ-5 и ЛПЦ-8 ММК, ПриМенение первой холодной деформа-. ции перед химическим травлением горяче- 35

Оптимальный уровень наклепа поверхностного слоя полосы йолностью устраняет площадку текучести на диаграмме растяжения, Для стали, структура которой состоит из зерен низкого балла, достаточно небольшая величина деформации, которая обеспечивает высокий уровень пластических свойств, Путем проведения экспериментов выявлено, что чем выше содержание углерода в стали, тем ниже должна быть величина обжатия при второй деформации, Обьясняется это тем, что углерод в малоуглеродистой стали является самым сильным упрочняющим химическйм элементом.

Его повышенное содержание резко снижает пластические свойства. Поэтому, при высоких содержаниях углерода необходимы малые деформации и наоборот.

Расчет величины обжатия по формуле (1) в зависимости от температуры по-. лосы позволяет учитывать влияние этого важного технологического параметра на процессы старения стали, которые значительно ухудшают пластические свойства полосы. Температура охлажденной полосы после горячей прокатки, действительные значения которой колеблются в диапазоне 30 — 120 С, влияет также на скорость взаимодействия травильного раствора.с поверхностным слоем. В результате изменяется уровень пластических свойств плоскостности и чистоты поверхности полосы.

Коэффициент К учитывающий тип травильного раствора, отражает способность кислоты при удалении окалины взаимодействовать с поверхностным слоем горячекатаной полосы,.предварительно подвергнутой дрессировке, В процессе промышленных экспериментов

: установлено, что коэффициент имеет более высокие значения (0,30-0,40) в случае травления полосы в растворе серной кислоты; чем в соляной (0,05-0,15). Это объясняется тем, что серная кислота более. активно взаимодействует.с малоуглеродистой сталью.

Поэтому при травлении происходит активное стравливание поверхностного слоя полосы. В результате ухудшаются пластические свойства полосы. уменьшается относительное удлинение и возрастает площадка текучести. В то же время, стравление поверхностного слоя полосы приводит к перераспределению внутренних напряжений по толщине полосы, что влияет на плоскостность проката. Поэтому, необходима более высокая величина обжатия при второй деформации в случае травления в растворе серной кислоты, 1752793

Применение для расчета величины об- явлению неустранимогоповерхностногодежатия при второй деформации значений ко- фекта "линии текучести" при штамповке меэффициента k меньших, чем установлено таллау потребителя. экспериментально (менее 0,05 для соляной Пример 1. На непрерывном стане именее0,30длясерной кислот), приводитк 5 горячей прокатки прокатывают полосу из снижению уровня пластических свойств: малоуглеродистой стали марки 08кп до (большая длина площади текучести и низкое размера 3,0х1550 мм, Температура конца относительное удлинение), к образованию прокатки 820ОС, Полосу, смонтанную в значительной неплоскостности и неравно- рулон,.охлаждают до 80 С и подвергают мерной шероховатости поверхности поло- 10 первой холодной деформации на дрессировочном стане кварто с обжатием 1,0; ХиПрименение значений коэафициента k мическое травление осуществляют в больших, чем установлено эксперименталь- . растворе соляной кислоты. Температура но, приводит к резкому снижению относи- раствора 75ОС, концентрация HCt 16%. Потельного удлинения стали. 15 сле травления отбирают пробы металла размером 100х100 и 30х40 мм для провеНесмотря на две холодные деформа- дения химического и металлографического ции, суммарная величина обжатия состав- анализа. ляет не более 5%, т.е, меньше критической Результаты анализа показывают, что состепени деформации, В результате накле- 20 держание углерода в стали составляет пывается только .поверхностный слой ме- 0,06%, а структура состоит иэ мерен ферриталла,, а внутренняя, структура остается та 8 балла. неизменной, т.е. структура горячекатаной После травления проводят вторую холодную деформацию полосы на дрессиЭкспериментально установлено, что 25 ровочном стане кварто, Расчет величины применение первой холодной деформации деформации осуществляют по формуле с обжатием 0,5 — 1,5%, а после химического (1), принимая значение коэффициента k= травления проведение второй холодной де- = 0,10: формации с величиной, определенной из соотношения (1), улучшает качество за счет 30 8 повышения уровня пластических свойств, (100 . 0,06 снижения неплоскостности и улучшения чистоты поверхности полосы. После второй холодной деформации с обжаВ таблице приведены результаты про- тием 0,2% от полосы отбирают образцы для мышленных испытаний полос, изготовлен- 35 определения механических свойств(размер ных по предлагаемому и известному образцов30х270мм)инеплоскостности(на. способам. - длине 1000 мм). Контролируют качество поверхности.

Изучаютвлияние химсостава.иструк- . Испытания показывают, что полоса туры стали, величины деформации до и 40 имеетотносительноеудлинение34%(на6% после химического травления, тип травиль- выше, чем у прототипа) при отсутствии поного раствора на пластические свойства, верхностныхдефектов, величины неплоскостности и качество по- Пример 2. Аналогично пример 1, ично примеру верхности полосы из малоуглеродистой . кроме того, что полосу охлаждают до 40 С

45 обжатие при первой холодной деформации

Величину холодной деформации на до- 0 5%, а зерно феррита 6 балла. полнительном этапе определяют по форму- При расчете величины второй холодной ле (1). деформации принимают значение коэффиПод уровнем пластических свойств циента k=0,05) (см. таблицу, опыт 23): принимают величину относительного уд- 50 линения (д4) и длину площадки текучести, 0 6 которые определяют при испытании об- - (100.0,02 разцов полосы на растяжение с записью диаграммы "напряжение-деформация",, Вторую холодную деформацию осущеДля обеспечения высокой штампуемости 55 ствляют с обжатием 0;2",4, . холоднокатаного металла относительное Испытания показывют, что при растяудлинение должно быть не менее 28%. жении образцов отсутствует площадка текуНаличиеплощадкитекучестинадиаграм- чести, относительное удлинение 32% (на 4 ме "напряжение-деформация" приводиткпо- вышв; чем у прототипа). Неплоскостность полосы 3 мм (на 3 мм меньше, чем у прото1752793 типа) при отсутствии поверхностных дефектов.

Пример 3, Аналогично примеру 1, кроме того, полосу охлаждают до 120 С, обжатие при первой холодной деформации

1,5, содержание углерода в стали 0,10%, зерно феррита 10 балла.

При расчете по формуле (1) значение коэффициента k--0,15 (опыт 25):

015(100 10 + 005 "20) =025(%

Вторую холодную деформацию осуществляют с обжатием 0,25%.

Испытания показывают, что при растяжении образцов отсутствует площадка текучести (у прототипа 0,6%) относительное удлинение 30 (на 2% выше, чем у прототипа),.Неплоскостность полосы 4 мм (на 2 мм меньше, чем у прототипа) при отсутствии поверхностных дефектов, Пример 4. Аналогично примеру 1, кроме того, что химическое травление осуществляют в растворе серной кислоты. Температура раствора 92 С концентрация

HzS04 18%. .При расчете по формуле (1) значение коэффициента k=0,35 (опыт 2): е =0,35(100 0 06 + 0,005.80) = 0,6()

Вторую холодную деформаЦию осуществляют с,обжатием 0,6 .

Испытания показывают, что при растяжении образцов отсутствует площадка текучести (у прототипа 0,8%), относительное удлинение 32% (на 4% выше, чем у прототипа). Неплоскостность полосы 2 мм (на 4 мм меньше, чем у прототипа) при отсутствии поверхностных дефектов.

Пример 5, Аналогично примеру 1, кроме того, что полосу охлаждают до

40 С, обжатие при первой холодной део формации 0,5, содержание углерода в стали 0,02%, зерно феррита 6 баллов.

Химическое травление полосы осущест.вляют в растворе серной кислоты, температура раствора 92 С, концентрация

H2SO4 18%.

При расчете по формуле (1) значение коэффициента k=0,30 (опыт 24): е-о 30(—, + 0 OD54о) 1,о(И

Вторую холодную деформацию осуществляют с обжатием 1,0 .

Испытания показывают, что при растяжении образцов отсутствует площадка текучести (у прототипа 0,8 ), относительное удлинение 30% (на 2% выше, чем у прототипа), Неплоскостность полосы 2 мм (на 4 мм меньшем, чем у прототипа) при отсутствии поверхностных дефектов, Пример 6. Аналогично примеру 1, кроме того, что полосу охлаждают до

120 С, химическое травление осуществляют в растворе серной кислоты, температура раствора 92 С, концентрация

HzS04 18%. Обжатие при первой холодной деформации 1,5%, содержание углерода в стали 0,10%,. зерно феррита 10 балла, При расчете по формуле (1) значение коэффициента k--0,40 (опыт 26):

20 тить дополнительные переделы холодной прокатки и рекристаллизационного отжига полосы, т.е. снизить себестоимость продукции и обеспечить значительный экономический эффект., Формула изобретения

Способ производства горячекатаной полосы из малоуглеродистой стали, включаВторую холодную деформацию осуществляют с обжатием 0,6 . Испытания пока25 зывают, что при растяжении образцов . отсутствует площадка текучести (у прототипа 0,8%) относительное удлинение 31 (на

З выше, чем у прототипа. Неплоскостность полосы 3 мм (на 3 мм меньше, чем у

30 прототипа) при отсутствии поверхностных дефектов, Таким образом, проведенные промышленные испытания показывают, что предлагаемый способ производства горячекатаной

35 полосы из малоуглеродистой стали по срав. нению с прототипом позволяет увеличить относительное удлинение на 2-6%, полностью предупредить образование площадки текучести, снизить неплоскостность в 2-3

40 раза и обеспечить качественную поверхность полосы без дефектов, Горячекатаная полоса, изготовленная по данному способу, имеет уровень пластических свойств, плоскостности и чистоты по45 верхности, соответствующий требованиям, предъявляемым к качеству холоднокатаной полосы по ГОСТ 16523-70. Поэтому горячекатаные полосы толщиной 2,0-3,9 мм можно поставлять потребителям вза- .

50 мен холоднокатаных, Это позволит сокра10

1752793 ющий горячую прокатку, охлаждение, холодную деформацию и химическое травление, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества полосы за счет повышения пластичности, снижения не- 5 плоскостности и улучшения чистоты поверхности, холодную деформацию проводят с обжатием 0,5-1,5$„a после травления осуществляют повторную деформацию, величину которой определяют из соотно- 10 шения е =k(. + 0.005 т), где тс — коэффициент пропорциональности для травления в растворе соляной кислоты

0,05 — 0,15, для травления в растворе серной кислоты (0,30 — 0,40); о — размер зерна феррита в горячекатаной стали, балл; с — содержание угл е рода в стал и, ;

t — температура охлажденной полосы после горячей прокатки, С, *а

Содерван углерода стапм, 2 размер зерна Оеррита а стали, балл

Темпера тура по лоси, С

Велммнна холодной леаорац»н, 2

Уровень пластицеских свойств

Знамение козаэи1атнта, Тг, дпя травneIe1n в растворе кислоте еплоскост ть (не тота поверхтм лье!, нм

Относительное удлнме нне, 2

Первая Пторая деФорма- деаорнация ция

Длина плоаадкм текукести, 2 ерной соляной

Ь

Полоса без по верхностнмх /ге1Оектов

То we

11

I °

Овкп

I °

° I

«11 и

6,05

8,10

11. l

0,35

0,30

0,46

0,35

0,25

0,35

0,45

11

3 °

ЕI

° I овхп н н

ЬI

° I

0,18

0,10

0,08 9

001 5

18

36, 0,35

Т,б

6,4

0,5

0,2

24

О

2,4

9 о;оз

20 "- О 01 . 5

2t Таил 0,11 11

0,4

1,б эа

130

0,25

2,5

1,3

0,3

19

25.16

6i 18

В, 11

0,02 6

О

0 г,б

0,5

22 23 Овхп

6,7

6,2

0,45

26

32.

0,05

24

25 26 . "27„"авил

46 °

126 .. в в

0,02 6

О 10 10

O,1Ь 10

0,06 8

0,06 8

6,5

1,5

l,S

0,30

0,46

Прототип

t 0

0,25

0,6

0 а

0,8

0,8

36

31

28

2

3

6 6 н

0, IS иа,У

Нспмтмвавт такер следуюаме карми,стали: аоо, 08пс, Тамп, 10пс, 15мп, которме показмввет амалогнмнме результаты.

Tpaenewe попоем в растворе соляной кислотм. « Травление попоем в растворе серной кнслотм.

Составитель А. Фролов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л. Лукач

Редактор Н. Гунько

Заказ 2735 Тираж 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

3

5

7 в

10 г

152

13

14

I5

16

: 17

6,66.

0,06

0,04

0 ° 09

0,06

0,16

6, аз

0,02

0;07

0,02

0,04

d,67

0,08

0 ° 09

0,03

0,05

8 .. в

9 в

l0

6 в б

9

80 ва

66

86 О, 35

lга

60 !

56

110

0,16

0,05

0,10

0,5

0,15

0,10

О,О3

6 I l 0

1,0

l,0

1,6

1,0

0,5 а,7

1„0

1,0

1,5

1,5 гэо

6,4

1,0

1,6

1,6 а,г а

6,6 0

6,1 6

6,55 0

О,г о а 32

0,25 0

1,0 О

0,35 0

0,5 а

О,Т 2,6

6,6 3,2

0,2 2,8

0, 4 З, 4

0,3 О

0,2 0 34 3

Зг 2

31 3

30 4

32 4

30 3

ЗТ за э

30 3

2,7 . 9

26 10

27 8

27 9

26 8

26

25 8

Недотрав

II

II

II

° I

Я

Полоса без поверх- . ностнмх деэектов

Яератраа,1,1

Полоса беэ поверхностммх деэектоа

Надотрвв

Полоса без повеохностнмх дебектов

Перетрвв

Полоса бвз поверхностнмх дефектов

То ве

II

II

Перетрав

Перегрев