Способ производства листового проката

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к производству листового проката для изготовления электросварных прямошовных труб большого диаметра с увеличенным ресурсом эксплуатации. Технический результат изобретения заключается в повышении уровня прочностных свойств и хладостойкости металла, что приводит к повышению эксплуатационных характеристик и надежности металлопродукции, в том числе и повышению коррозионной стойкости. Способ производства листового проката включает выплавку стали, легирование, ковшевую обработку, разливку стали на слитки или на непрерывнолитые заготовки, при этом получают сталь определенного химического состава при выполнении соотношения [Марганец]×[Ниобий]=(2,5÷3,5)×10^-2. После разливки слитки прокатывают на слябы и охлаждают, либо непрерывнолитые заготовки охлаждают, производят предварительную и окончательную деформации до необходимых размеров листового проката (причем окончательную деформацию завершают в заданном интервале температур). В качестве варианта предлагается термическая обработка листового проката при определенном режиме и последующее охлаждение до температуры окружающей среды. 2 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству проката ответственного назначения для изготовления электросварных прямошовных труб большого диаметра с увеличенным ресурсом эксплуатации.

Известен способ производства проката, включающий выплавку стали, разливку, аустенизацию, предварительную и окончательную деформации, термообработку и окончательное охлаждение проката (Патент РФ N 2062793, МПК C 21 D 8/02, 1995 - аналог).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ производства листового проката, включающий выплавку стали, ее легирование и ковшевую обработку, разливку стали, аустенизацию и прокатку слитков, охлаждение слябов, предварительную и окончательную деформации, термообработку, а также окончательное охлаждение листового проката (Патент РФ №2156310, МПК C 21 D 8/02, 2000 - прототип).

Основными недостатками известных способов (аналога и прототипа) являются недостаточно высокий уровень прочностных свойств и хладостойкости металла, а также довольно низкий срок эксплуатации из-за невысокой коррозионной стойкости металла труб.

Технический результат изобретения заключается в повышении уровня прочностных свойств и хладостойкости металла, что приводит к повышению эксплуатационных характеристик и надежности металлопродукции, в том числе и повышению коррозионной стойкости.

Технический результат достигается тем, что в способе производства листового проката, включающем выплавку стали, ее легирование и ковшевую обработку, разливку стали, аустенизацию слитков, прокатку, охлаждение, предварительную и окончательную деформации, термическую обработку и охлаждение листового проката до температуры окружающей среды, выплавляют сталь следующего химического состава при соотношении ингредиентов, мас.%:

Углерод	0,17-0,24
Марганец	0,35-0,65
Кремний	0,17-0,37
Ниобий	0,05-0,08
Хром	0,20-0,50
Никель	0,20-0,50
Железо	Остальное

при выполнении соотношения [Марганец]×[Ниобий]=(2,5÷3,5)×10^-2, при этом окончательную деформацию осуществляют перпендикулярно направлению оси слитка при температуре 750-950°С.

Кроме того, после ковшевой обработки разливку стали осуществляют на установке непрерывного литья на заготовки с последующим охлаждением, предварительной и окончательной деформацией, термической обработкой и охлаждением листового проката до температуры окружающей среды.

Кроме того, после окончательной деформации и охлаждения до температуры окружающей среды производят нагрев листового проката до температуры 880-980°С с последующей выдержкой 1,0-3,0 мин/мм с последующим охлаждением на воздухе до температуры окружающей среды.

Экспериментально установлено, что выбранные параметры предлагаемого способа, а именно выплавки, внепечной обработки, легирования, разливки на слитки или на непрерывнолитые заготовки, прокатки, термообработки, и состав стали обеспечивают получение проката с повышенным комплексом свойств, конкретнее с повышенными прочностными и пластическими свойствами, повышенными показателями низкотемпературной ударной вязкости и хладостойкости в сочетании с улучшенной коррозионной стойкостью.

Пример осуществления способа.

Вариант 1. Сталь выплавляли в электропечи. После выпуска металла из печи производили его обработку в ковше и разливали на слитки в изложницы, при этом легирование стали хромом и никелем осуществляли за счет использования при выплавке хромоникелевых шихтовых материалов с дополнительным вводом феррохрома и ферроникеля при ковшевой обработке. При внепечной обработке металла в ковше также проводили окончательное раскисление металла, его рафинирование, гомогенизирующую продувку нейтральным газом и модифицирующую обработку силикокальцием. В результате выплавки и внепечной обработки получили сталь следующего состава, мас.%: С - 0,20%, Mn - 0,61%, Si - 0,26%, Nb - 0,05%, S - 0,003%, Р - 0,008%, Cr - 0,36%, Ni - 0,30%, железо - остальное. Сталь дополнительно содержала Cu - 0,12% и Al - 0,042%.

Разливку стали в изложницы осуществляли при температуре 1540-1545°С. Слитки выдерживали в изложницах не менее 3 часов, раздевали и подвергали аустенизации при температуре 1200-1300°С в течение 4 часов. После аустенизации производили нагрев слитков до температуры 1250-1280°С, прокатку их на слябинге и охлаждение слябов. Затем в реверсивном режиме производили предварительную деформацию за 9 проходов и окончательную деформацию за 8 проходов с температурой окончания деформации 750-950°С до получения листового проката.

После окончания процесса деформации осуществляли окончательное охлаждение листового проката до температуры окружающей среды.

Вариант 2. После охлаждения листового проката до температуры окружающей среды осуществляли нагрев до температуры 930°С с последующей выдержкой 1,5 мин/мм и окончательное охлаждение на воздухе до температуры окружающей среды.

Испытания механических свойств образцов металла листового проката обоих технологических вариантов показали, что использование предлагаемого способа производства листового проката, по сравнению с известными, позволяет повысить значения показателей прочностных свойств на 10-15% с одновременным повышением значений показателей хладостойкости металла на 5-10% и коррозионной стойкости в 3-5 раз, что в свою очередь повышает эксплуатационные характеристики и надежность конечной металлопродукции.

1. Способ производства листового проката, включающий выплавку стали, легирование, ковшевую обработку, разливку стали, аустенизацию слитков, прокатку, охлаждение, предварительную и окончательную деформации, термическую обработку и охлаждение листового проката до температуры окружающей среды, отличающийся тем, что получают сталь следующего химического состава при соотношении ингредиентов, мас.%:

Углерод	0,17-0,24
Марганец	0,35-0,65
Кремний	0,17-0,37
Ниобий	0,05-0,08
Хром	0,20-0,50
Никель	0,20-0,50
Железо	Остальное

при выполнении соотношения [Марганец]×[Ниобий]=(2,5÷3,5)×10^-2, при этом окончательную деформацию осуществляют перпендикулярно направлению оси слитка при температуре 750-950°С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после ковшевой обработки разливку стали осуществляют на установке непрерывного литья на заготовки с последующим охлаждением, предварительной и окончательной деформацией, термической обработкой и охлаждением листового проката до температуры окружающей среды.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что после окончательной деформации и охлаждения до температуры окружающей среды производят нагрев листового проката до температуры 880-980°С с последующей выдержкой 1,0-3,0 мин/мм и последующим охлаждением на воздухе до температуры окружающей среды.