Способ производства тонколистовой холоднокатаной стали

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к изготовлению тонколистовой холоднокатаной стали. Для получения полосовой стали с требуемыми прочностными свойствами способ включает холодную прокатку, отжиг и дрессировку полос, при этом получают полосу толщиной h=0,7-2,0 мм из стали, содержащей, мас.%: 0,10-0,15 углерода и 0,05-0,17 кремния, отжиг проводят в колпаковых печах с азото-водородной защитной атмосферой при температуре 690°С по стендовой термопаре в течение 25-53 час в зависимости от массы нижнего рулона в стопе и ширины полосы, выдерживают под колпаком с выключенными горелками в течение 2-6 час, производят распаковку при 130°С по той же термопаре, а дрессировку осуществляют с обжатием в пределах 0,7-1,5%.

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении тонколистовой холоднокатаной стали с нормируемой твердостью.

Такая сталь получается после соответствующей термообработки полосового проката с последующей его дрессировкой. Отжиг рулонного полосового проката обычно осуществляют в колпаковых печах с защитной атмосферой. Особенности производства рулонной холоднокатаной стали достаточно подробно описаны, например, в книге под ред. В.И.Зюзина и А.В.Третьякова «Технология прокатного производства», кн.2, М., «Металлургия», 1991, с.19-32.

Известен способ производства низкоуглеродистой холоднокатаной полосовой стали, включающий холодную прокатку полос и обрезку их кромок, в котором поперечное смещение проката ограничивают вогнутой поверхностью валков, а обрезку кромок полос ведут при заданных перекрытии дисковых ножей и натяжении (см. пат. РФ №2147943, кл. В21В 1/28, опубл. в БИ №12, 2000 г.). Однако эта технология не оговаривает параметры отжига металла, а также его обжатия при последующей дрессировке.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является технология производства холоднокатаной листовой стали, описанная в книге В.Ф.Зотова и В.И.Елина «Холодная прокатка металла», М., «Металлургия», 1988, с.188-196.

Эта технология включает холодную прокатку, термообработку (отжиг) листовой стали с последующей ее дрессировкой и характеризуется тем, что отжиг осуществляют в колпаковых печах, а дрессировку после отжига производят в валках с заданной профилировкой и микрогеометрией их поверхности. Недостатком известной технологии является неопределенность режимов отжига, что затрудняет возможность получения холоднокатаных полос с нормируемой твердостью.

Технической задачей настоящего изобретения является получение полосовой холоднокатаной стали с требуемыми прочностными свойствами.

Для решения этой задачи предлагаемый способ включает холодную прокатку, термообработку и дрессировку полос, и сталь с содержанием 0,10…0,15 мас.% углерода и 0,15…0,17% кремния толщиной h=0,7……2,0 мм подвергают отжигу в колпаковых печах с азото-водородной защитной атмосферой при температуре 690°С по стендовой термопаре в течение 25…53 часов в зависимости от массы нижнего рулона в стопе и ширины полосы, выдержку под колпаком с выключенными горелками ведут в течение 2…6 часов и распаковку производят при 130°С по той же температуре, а дрессировку осуществляют с обжатием в пределах 0,7…1,5%.

Приведенные параметры способа получены опытным путем и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации режимов отжига рулонной холоднокатаной стали определенного химсостава и толщины, а также величин обжатия при дрессировке отожженного металла, что обеспечивает получение листового проката с требуемой твердостью конкретных его толщин.

Опытную проверку заявляемого способа осуществляли в ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

С этой целью при производстве вышеназванной листовой стали варьировали режимы отжига рулонов в колпаковых печах, а также величины обжатий при дрессировке отожженного металла. Результаты опытов оценивали по выходу годного проката с требуемыми свойствами. Наилучшие результаты (выход такого проката в пределах 99,5…99,8%) получены с использованием предлагаемой технологии; отклонения от рекомендуемых ее параметров ухудшали достигнутые показатели.

Так, например, снижение температур отжига (менее 690°С) и его продолжительности приводили к недопустимому увеличению твердости листов (более 80 ед. HRT). Напротив, увеличение температур до 700…710°С и продолжительности отжига не позволили достичь твердости более 40 ед. HRT. Изменение времени выдержки под колпаком с выключенными горелками (менее 2 и более 6 час), а также температуры распаковки (t≠130°С) дали выход требуемого листового проката не более 95%. При дрессировке полос с обжатием менее 0,7% проявлялась площадка текучести, а при обжатиях более 1,5% - прочностные характеристики превышали установленные нормы.

Известная технология, выбранная в качестве ближайшего аналога (см. выше), в опытах не опробовалась из-за неопределенности режимов отжига холоднокатаной стали. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

Технико-экономический анализ результатов опытов показал, что использование настоящего изобретения при производстве холоднокатаной листовой стали толщиной 0,7…2,0 мм, содержащей 0,10…0,15 мас.% углерода и 0,15…0,17% кремния позволит повысить выход качественного проката с нормируемой твердостью не менее чем на 4% с соответствующим ростом прибыли от его реализации.

Пример конкретного выполнения

Холоднокатаная листовая сталь, содержащая 0,12 мас.% углерода и 0,11% кремния, толщиной 1,5 мм и шириной 1,28 м подвергается отжигу в колпаковых печах с азото-водородной защитной атмосферой. Садка массой 92 т состоит из 4-х рулонов.

Температуры: отжига - t_o=690°С (по стендовой термопаре) с промежуточными выдержками по той же термопаре при t_в1=380°С - 2 час, t_в2=450°C - 3 час, t_в3=650°C - 11 час, t_o=690°C - 16 час. Общая продолжительность нагрева при массе нижнего рулона в стопе, равной 23 т - 39 часов, время выдержки под колпаком с выключенными горелками - Т=4 часа, температура распаковки - tc=130°С по стендовой термопаре.

Дрессировка отожженного металла ведется с обжатием ε=1,1%.

Выход листа требуемой твердости (55 ед. HRT) - 99,6%.

Способ производства тонколистовой холоднокатаной стали толщиной h=0,7-2,0 мм, содержащей, мас.%: 0,10-0,15 углерода, 0,05-0,17 кремния, включающий холодную прокатку, отжиг в колпаковой печи с азотоводородной защитной атмосферой при температуре 690°С по стендовой термопаре в течение 25-53 ч в зависимости от массы нижнего рулона в стопе и ширины полосы, выдержку под колпаком с выключенными горелками в течение 2-6 ч, распаковку при 130°С по стендовой термопаре и дрессировку с обжатием в пределах 0,7-1,5%.