Способ производства низкоуглеродистой стали

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2535841:

Трайно Александр Иванович (RU)

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении холоднокатаных листов толщиной 0,4-1,8 мм из низкоуглеродистой стали марки 08ЮТР для получения изделий методом глубокой вытяжки. Способ включает многопроходную холодную прокатку горячекатаных травленых полос, рекристаллизационный отжиг и дрессировку. Повышение выхода годных изделий при глубокой вытяжке обеспечивается за счет того, что суммарное относительное обжатие при холодной прокатке устанавливают в одном из следующих интервалов: 33-54%, 61-65% или 72-74%, при этом обжатие в первом проходе поддерживают равным 27-31%. 2 табл., 2 пр.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении холоднокатаных листов толщиной 0,4-1,8 мм из низкоуглеродистых сталей для получения изделий методом глубокой вытяжки.

Известен способ производства листовой низкоуглеродистой стали марки 08пс и низкоуглеродистой стали, стабилизированной алюминием, марки 08Ю, включающий многопроходную холодную прокатку горячекатаных полос на четырехклетевом стане с регламентированными межклетевыми натяжениями, и последующую обрезку кромок, согласно которому прокатку ведут с суммарным относительным обжатием 68-72% при относительном обжатии в первом проходе 32-33% [1].

Известен также способ производства листовой низкоуглеродистой стали марки 08Ю, включающий многопроходную прокатку горячекатаных полос на двухклетевом реверсивном стане 1700, рекристаллизационный отжиг в колпаковых печах и дрессировку [2].

Недостаток известных способов [1, 2] состоит в низком выходе годного при изготовлении из отожженной холоднокатаной листовой стали изделий методом глубокой вытяжки.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ производства листовой низкоуглеродистой стали толщиной 1,5-2,0 мм для изготовления плоских изделий, включающий многопроходную холодную прокатку с суммарным относительным обжатием 55-70% при регламентированных обжатиях по проходам, рекристаллизационный отжиг и дрессировку [3].

Недостаток известного способа состоит в том, что при глубокой вытяжке отожженной холоднокатаной листовой стали в изделиях образуются разрывы и трещины, что снижает выход годных изделий.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении выхода годных изделий при глубокой вытяжке.

Для решения технической задачи в известном способе производства листовой низкоуглеродистой стали для глубокой вытяжки, включающем многопроходную холодную прокатку горячекатаных травленых полос, рекристаллизационный отжиг и дрессировку, согласно изобретению суммарное относительное обжатие при холодной прокатке устанавливают в одном из следующих интервалов: 33-54%, 61-65% или 72-74%. Кроме того, для низкоуглеродистой стали, стабилизированной алюминием, обжатие в первом проходе поддерживают равным 27-31%.

Сущность изобретения состоит в следующем. В экспериментах при прокатке с варьированием степени суммарной относительной деформации установлено, что в интервалах обжатий 33-54%, 61-65% и 72-74% имеет место формирование текстуры холоднокатаной низкоуглеродистой стали с максимальной долей наиболее благоприятной для глубокой вытяжки аксиальной кристаллографической ориентировкой [111], перпендикулярной плоскости прокатки и распространяющейся на всю толщину 0,4-1,8 мм листов. Благодаря этому при глубокой вытяжке отожженных и дрессированных листов происходит равномерное утонение и упрочнение вытягиваемых участков, что исключает образование на них трещин и разрывов. В результате имеет место повышение выхода годных изделий.

В низкоуглеродистой стали, стабилизированной алюминием, азот связан в нитриды типа AlN, которые упрочняют холоднокатаную отожженную листовую сталь и ухудшают ее вытяжные свойства. Но, как показали эксперименты, при относительном обжатии в первом проходе 27-31% происходит интенсивное разрушение (диспергирование) нитридов алюминия по всей толщине прокатываемой полосы, благодаря чему снижается их отрицательное влияние и увеличивается выход годных изделий, полученных глубокой вытяжкой.

Экспериментально установлено, что при суммарном относительном обжатии менее 33%, менее 61%, менее 72%, а также более 54%, более 65% или более 74% имеет место аномальный рост предела текучести σ_т низкоуглеродистой стали в отожженном состоянии на 40-50 МПа, формирование неблагоприятной текстуры в холоднокатаной стали с преобладающей долей кристаллографической ориентировки [110] и снижение относительного удлинения δ₁₀ в среднем на 4%. В результате имеет место уменьшение выхода годных изделий.

При относительном обжатии в первом проходе низкоуглеродистой стали, стабилизированной алюминием, менее 27% не достигается диспергирование частиц AlN по всей толщине полосы, что приводит в конечном счете к снижению выхода годного при глубокой вытяжке. Увеличение указанного относительного обжатия более 31% снижает коэффициент нормальной пластической анизотропии, что ведет к образованию разрывов на изделиях, получаемых глубокой вытяжкой.

Примеры реализации способа

Пример 1. Травленую горячекатаную полосу толщиной H₀=3,0 мм из низкоуглеродистой стали марки 08Фкп подвергают холодной прокатке на непрерывном четырехклетевом стане 1700 в полосу конечной толщины H₁=0,8 мм с суммарным относительным обжатием, равным:

$ε_{\sum} = \frac{H_{0} - H_{1}}{H_{0}} \cdot 100 % = \frac{3 м м - 0,8 м м}{3 м м} \cdot 100 % = 73,3 %$ .

Прокатанную полосу подвергают рекристаллизационному отжигу в колпаковой печи с защитной атмосферой при температуре t=720°C, после чего дрессируют с обжатием ε_др=0,9%.

Полученную листовую сталь подвергают переработке глубокой вытяжкой на прессе с получением изделия «переднее крыло легкового автомобиля». При этом выход годных изделий составляет Q=98,9%.

Варианты реализации способа по примеру 1 представлены в таблице 1.

Таблица 1
Режим обжатий при холодной прокатке и выход годных изделий
№ варианта	H₁, мм	ε_Σ, %	Q, %
1.	0,3	32	76,7
2.	0,4	33	98,7
3.	1,1	43	98,8
4.	1,8	54	98,7
5.	1,9	55	77,3
6.	0,3	60	76,8
7.	0,4	61	98,8
8.	1,2	63	98,8
9.	1,8	65	98,7
10.	2,0	66	77,9
11.	0,3	72	74,3
12.	0,4	72	98,7
13.	0,8	73,3	98,9
14.	1,8	74	98,8
15.	1,9	75	75,1

Из данных, представленных в табл.1, следует, что при реализации предложенного способа (варианты №2-4, №7-9, №12-14) достигается увеличение выхода годного при изготовлении изделий из холоднокатаной листовой низкоуглеродистой стали посредством глубокой вытяжки на прессе. При запредельных значениях заявленных параметров (варианты №1, №5, №6, №10, №11, №15) имеет место снижение выхода годного Q.

Пример 2. Травленую горячекатаную полосу толщиной H₀=3,1 мм из низкоуглеродистой стали, стабилизированной алюминием, марки 08ЮТР, подвергают холодной прокатке на непрерывном 5-клетевом стане 1700 в полосу толщиной H₁=1,2 мм с суммарным относительным обжатием

$ε_{\sum} = \frac{H_{0} - H_{1}}{H_{0}} \cdot 100 % = \frac{3,1 м м - 1,2 м м}{3,1 м м} \cdot 100 % = 61,3 %$ ,

причем в первой клети относительное обжатие поддерживают равным ε₁=29%, а остальное обжатие распределяют между четырьмя оставшимися клетями прокатного стана.

Холоднокатаную полосу подвергают рекристаллизационному отжигу при температуре t=730°C, после чего дрессируют с относительным обжатием ε_др=1,1%.

Полученную листовую сталь подвергают переработке глубокой вытяжкой на прессе с получением изделия «передний лонжерон легкового автомобиля». Выход годных изделий при переработке холоднокатаной листовой стали составляет Q=99,6%.

Варианты реализации способа по примеру 2 представлены в таблице 2.

Таблица 2
Режим обжатий при холодной прокатке и выход годных изделий
№ варианта	ε₁, %	ε_Σ, %	Q, %
1.	26	60	78,8
2.	27	61	99,5
3.	29	61,3	99,6
4.	31	65	99,5
5.	32	66	79,2

Из данных, приведенных в табл.2, следует, что предложенный способ (варианты №2-4) обеспечивает максимальный выход годного Q=99,5-99,6%. При запредельных значениях заявленных параметров (варианты №1 и №5) выход годного снижается до значения Q=78,8-79,2%.

Технико-экономические преимущества предложенного способа заключаются в том, что холодная прокатка с суммарным относительным обжатием в диапазонах 33-54%, 61-65% или 72-74% обеспечивает формирование наиболее благоприятной для последующей глубокой вытяжки микроструктуры (балл 8 зерна феррита) и текстуры отожженной листовой стали [111], что, в свою очередь, обеспечивает увеличение выхода годных изделий. Прокатка в первом проходе полос из низкоуглеродистой стали, стабилизированной алюминием, вводимым в сталь для предотвращения процесса старения металла, с относительным обжатием в первом проходе 27-31%, позволяет подавить негативное влияние включений нитридных частиц AlN в ферритную матрицу стали и дополнительно повысить выход годных изделий.

В качестве базового объекта выбран ближайший аналог [3]. Использование предложенного способа повышает рентабельность производства листовой низкоуглеродистой стали для глубокой вытяжки на 10-15%.

Источники информации

1. Патент Российской Федерации №2147943, МПК B21B 1/28, 2000.

2. Патент Российской Федерации №2296018, МПК B21B 1/28, 2007.

3. Патент Российской Федерации №2340414, МПК B21B 1/28, 2008.

Способ производства листовой низкоуглеродистой стали марок 08Фкп и 08ЮТР толщиной 0,4 - 1,8 мм, предназначенной для переработки глубокой вытяжкой, включающий многопроходную холодную прокатку горячекатаных травленых полос, рекристаллизационный отжиг и дрессировку, отличающийся тем, что относительное обжатие полос в первом проходе устанавливают в пределах 27-31%, а суммарное относительное обжатие при холодной прокатке устанавливают в одном из следующих интервалов: 33-54%, 61-65% или 72-74%.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении бескремнистой листовой изотропной электротехнической стали толщиной 0,2-1,8 мм.

Способ холодной прокатки полос // 2534696

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано на непрерывных станах для холодной прокатки полос и лент из высокопрочных сталей и сплавов.

Способ холодной прокатки полосы на многоклетевом непрерывном стане // 2532574

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано на многоклетевых непрерывных станах при холодной прокатке полосы из стали или сплавов цветных металлов из горячекатаного подката.

Способ производства холоднокатаного проката для упаковочной ленты // 2529325

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к технологии прокатки и термической обработки металлов, и может быть использовано при производстве высокопрочной холоднокатаной полосы из углеродистой стали в нагартованном состоянии толщиной 0,8-1,0 мм и массой 17-26 т для получения упаковочной ленты.

Способ холодной непрерывной прокатки широкополосной стали // 2506131

Изобретение предназначено для повышения производительности при производстве холоднокатаной широкополосной стали. Способ включает непрерывную прокатку на совмещенном агрегате непрерывного травления и стане непрерывной холодной прокатки при заданных режимах травления и прокатки.

Способ производства холоднокатаного проката для упаковочной ленты // 2499640

Изобретение относится к области черной металлургии, к прокатному производству, и может быть использовано при получении упаковочной ленты, используемой для автоматизированной обвязки грузов.

Способ холодной прокатки стальных полос // 2499639

Изобретение предназначено для снижения разнотолщинности тончайших полос и лент (толщиной не более 0,2 мм), получаемых холодной прокаткой из низкоуглеродистых сталей на непрерывных многовалковых станах.

Способ производства холоднокатаной листовой стали // 2493924

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при прокатке холоднокатаных полос из низкоуглеродистой стали на непрерывных станах с последующим отжигом в садочных печах.

Способ дрессировки стальных отожженных полос // 2492947

Изобретение предназначено для снижения энергозатрат прокатного производства и может быть использовано при дрессировке стальных холоднокатаных отожженных полос в клети с по меньшей мере одним приводным валком.

Способ производства листовой низкоуглеродистой стали // 2492945

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения холоднокатаной полосы из листовой низкоуглеродистой стали, стабилизированной алюминием, для изготовления изделий методом глубокой вытяжки.

Способ производства холоднокатаной полосы // 2542212

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления полосы с прочностными свойствами в 1,2-1,4 раза выше, чем у прототипа. Возможность получения фрагментированной структуры металла с высокой плотностью дислокаций обеспечивается за счет того, что холодную прокатку полосы осуществляют в валках с шероховатостью 6,0-12,0 мкм Ra, окружную скорость которых задают из условия: V1≥2V2, где V1 - окружная скорость первого валка, м/с; V2 - окружная скорость второго валка, м/с. При этом прокатку ведут с единичной степенью деформации не менее 50% до суммарной степени деформации 75-95%. 1 ил., 1 табл.

Способ обработки металлической полосы и устройство для его осуществления // 2544728

Изобретение относится к области прокатного производства металлической полосы. Снижение продольной и поперечной разнотолщинности полосы обеспечивается за счет того, что в способе обработки металлической полосы пластической деформацией, включающем прокатку с охватом передним концом полосы ведущего валка и охватом задним концом полосы ведомого валка с углом охвата в пределах π≤φ1 и φ0 < 2π радиан, соответственно, с рассогласованием окружных скоростей валков и обеспечением снижения натяжения концов полосы, снижают силы переднего и заднего натяжений на свободных концах полосы путем подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зазор между ведущим и ведомым валками и полосой на входе полосы в валки. В устройстве, содержащем станину рабочей клети, ведущий и ведомый валки, прижимные ролики, расположенные центрально-симметрично относительно очага деформации, закрепленные на станине рабочей клети верхнюю и нижнюю криволинейные проводки, на входе в верхнюю и нижнюю проводки установлены форсунки для подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зазор между ведущим и ведомым валками и полосой. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Способ производства холоднокатаного проката для упаковочной ленты // 2592609

Изобретение относится к технологии производства холоднокатаного проката, предназначенного для изготовления упаковочной ленты. Повышение механических свойств, их стабильности и однородности по длине полосы обеспечивается за счет того, что способ включает горячую прокатку полосы из стали, имеющей регламентированный состав, ее смотку, травление, холодную прокатку, термообработку, согласно которому температуру раската перед чистовой группой клетей поддерживают в диапазоне 1050-1200°С, горячую прокатку ведут с суммарным относительным обжатием не менее 90%, температуру конца прокатки и смотки поддерживают в диапазонах 810-880°С и 480-570°С соответственно, холодную прокатку ведут с суммарным относительным обжатием не менее 62%. Стальная полоса имеет феррито-цементитную структуру с нерекристаллизованным ферритным зерном и отношение σт/σв не менее 0,70. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

Способ холодной прокатки полос // 2596566

Изобретение относится к технологии дрессировки отожженных стальных полос на одноклетевом дрессировочном стане с использованием моталки и разматывателя. Способ включает прокатку с относительными обжатиями 0,5-2% с приложением заднего и переднего натяжений. Снижение энергозатрат обеспечивается за счет того, что обжатие производят приводными рабочими валками, заднее натяжение устанавливают и поддерживают постоянным в диапазоне 0,05-0,1, а переднее - в диапазоне 0,15-0,21 от условного предела текучести отожженной полосы. 2 ил., 1 табл.

Прокатный стан и способ прокатки // 2598735

Изобретение относится к области прокатки, в частности холодной прокатки металлической полосы (2). Прокатный стан содержит по меньшей мере одну клеть (1) холодной прокатки, расположенный перед клетью (1) холодной прокатки разматыватель (3), при этом между разматывателем (3) и клетью (1) холодной прокатки промежуточно расположен блок (10), который состоит по меньшей мере из трех приводимых во вращение вокруг соответствующей оси (6А, 7А, 8А) вращения роликов (6, 7, 8), при этом предусмотрена возможность перестановки каждого из этих роликов (6, 7, 8) по отдельности или совместно в направлении соответствующей оси (6А, 7А, 8А) вращения или в направлении поперек оси (6А, 7А, 8А) вращения с помощью приводного и регулировочного устройства (11). Способ включает прокатку с перемещением в процессе прокатки роликов (6, 7, 8) с помощью приводного и регулировочного устройства (11). 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ тонколистовой прокатки алюминиевых сплавов // 2615958

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления высокопрочных тонких полос и листов из алюминиевых сплавов. Способ включает прокатку тонкой полосы из алюминиевых сплавов в двух валках с рассогласованием их окружных скоростей по меньшей мере в два раза и с единичной степенью деформации не менее 50% до суммарной степени деформации 75-95%. Одновременное повышение прочностных и пластических свойств изделий в условиях интенсификации процесса фрагментирования зерен металла путем активизации процесса механического двойникования и повышения плотности дислокаций под действием больших сдвиговых деформаций, а также подавления процессов динамического возврата и рекристаллизации в условиях криогенных температур обеспечивается за счет того, что перед прокаткой тонкую полосу охлаждают до -153÷-196°С, а сразу после прокатки полосу нагревают до температуры 20-25°С со скоростью 100-400°С/с. 2 табл.

Способ холодной прокатки металлических профилей // 2617191

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления металлических профилей с повышенными прочностными свойствами. Продольную прокатку металла производят в клети с двумя трехвалковыми калибрами, образующими между собой максимально сближенные очаги деформации. Повышение прочностных свойств изготавливаемых металлических профилей за счет создания в металле фрагментированной структуры с высокой плотностью дислокаций обеспечивается за счет того, что прокатку осуществляют в валках с шероховатостью 3,0-9,0 мкм Ra и логарифмическим коэффициентом вытяжки в каждом калибре не менее 0,4, при этом окружные скорости валков регламентированы математической зависимостью. Осуществление заявляемого способа позволяет создать сложную схему напряженно-деформированного состояния, включающую одновременно высокие деформации всестороннего сжатия и сдвига. 6 ил., 2 табл.

Способ производства электротехнической стали // 2621205

Изобретение относится к области металлургии. Для уменьшении шероховатости поверхности полосы, что приводит к уменьшению удельных магнитных потерь на 10%, способ производства полосы из электротехнической стали включает выплавку и разливку стали, горячую прокатку, две холодные прокатки полосы в рабочих валках клети прокатного стана, обезуглероживающий отжиг, нанесение термостойкого покрытия, высокотемпературный отжиг и выпрямляющий отжиг полосы с нанесением электроизоляционного покрытия, при этом после окончательной холодной прокатки осуществляют обжатие полосы со степенью не более 10% для уменьшения шероховатости ее поверхности путем протяжки холоднокатаной полосы через рабочие валки стана при отключенном приводе. Предложенный способ очень технологичен, так как обжатие можно провести путем протяжки полосы на стане для холодной прокатки при отключенном приводе рабочих валков с помощью моталок, без привлечения дополнительного оборудования. Операция обжатия обеспечивает весьма гладкую поверхность и необходимую планшетность полосы электротехнической стали. 1 табл.

Способ тонколистовой прокатки алюминиевых сплавов // 2622195

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления высокопрочных тонких листов и полос из алюминиевых сплавов. Способ включает холодную прокатку полосы в двух валках при рассогласовании их окружных скоростей до суммарной степени деформации 75-95% с минимальной единичной степенью деформации 50%. Повышение прочностных свойств изделий за счет создания фрагментированной структуры металла с высокой плотностью дислокаций в условиях отсутствия термически активационных процессов разупрочнения при деформационном разогреве металла в очаге деформации обеспечивается путем проведения прокатки с регламентированными окружными скоростями валков, при этом максимальную единичную степень деформации при прокатке полосы задают не более 75%, а после каждого прохода полосу охлаждают до температуры 20-25°С. 2 табл.

Способ прокатки металлических листов // 2622196

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления высокопрочных тонких листов из металлических материалов, в том числе из алюминиевых сплавов. Повышение прочностных свойств металла одновременно как по длине, так и по ширине листа за счет создания в нем пространственно-равномерной фрагментированной структуры металла с высокой плотностью дислокаций обеспечивается путем осуществления прокатки тонкого листа в двух валках с рассогласованием их окружных скоростей по меньшей мере в два раза и с единичной степенью деформации не менее 50% до суммарной степени деформации 75-95%, при этом прокатку осуществляют за два или четыре прохода, причем в каждом проходе, начиная с первого, задают одинаковое рассогласование окружных скоростей валков и одинаковую единичную степень деформации металла, а между проходами осуществляют поворот листа в плоскости прокатки на угол 90°. 2 табл.