Способ подготовки к травлению горячекатаной полосовой стали

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в производстве холоднокатаной стали при подготовке подката к травлению. Задача изобретения - уменьшения дефектов в процессе травления проката. Способ подготовки к травлению горячекатаной полосовой стали включает предварительное обжатие заданной величины движущейся полосы в дрессировочной клети с валками, имеющими заданные твердость и шероховатость поверхности, при этом величину обжатия ε меняют в зависимости от планируемого тоннажа Т полосы, подвергаемой дрессировке за время рабочей кампании валков, причем при тоннаже 0,3 Т: 2% ≤ ε ≤ 2,5%; более 0,3 Т и менее или равном 0,6 Т: 2,5% < ε ≤ 3%; более 0,6 Т: 3% < ε ≤ 4% и используют валки с твердостью бочки 94-96 ед. по Шору; а параметры шероховатости поверхности валков R₂ = 15-35 мкм и S не более 35 мкм на базовой длине l = 0,8 мм. Способ подготовки к травлению горячекатаной полосовой стали обеспечивает повышение качества холоднокатаной полосовой стали за счет уменьшения дефектов в процессе травления подката.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в производстве холоднокатаной полосовой стали при подготовке подката к травлению.

Подкатом (заготовкой) для производства холоднокатаной стали служат горячекатаные полосы. Необходимой операцией перед холодной прокаткой таких полос является удаление с их поверхности окалины, как правило, путем травления в серно- или соляно-кислотных растворах на специализированных непрерывных травильных агрегатах (НТА). Для ускорения процесса травления широко используется предварительное разрушение окалины, например, за счет обжатия небольшой величины валками дрессировочной клети, установленной на входе в НТА (см. , например, справочник под ред. В.И.Зюзина и А.В.Третьякова "Технология прокатного производства", кн.2. М.: Металлургия, 1991, с. 636), в результате чего слой окалины дробится и частично осыпается с движущейся полосы до входа в ванны, что увеличивает скорость травления в 1,5-2 раза.

Дрессировка, т.е. холодная прокатка с относительным обжатием до 5...8%, осуществляется в насеченных валках с развитой микрогеометрией (см. книгу В. К. Белосевича и Н.П.Нетесова "Совершенствование процесса холодной прокатки", М. : "Металлургия", 1971, с. 218). При этом микрогеометрия поверхности характеризуется параметрами шероховатости R_z (средняя высота неровностей профиля по десяти точкам) и S (шаг местных выступов). Указанные параметры шероховатости определяются в пределах базовой длины l (обычно принимают l= 0,8 мм) в соответствие с ГОСТ 2789-73. Кроме того, бочки валков имеют определенную твердость (обычно - в единицах по Шору).

Известен процесс удаления окалины с непрерывно движущейся полосы путем перегиба ее с помощью специального устройства с электроприводом (см. пат. США 3393434, кл. 29-81 от 23.07.68). Известен также способ удаления окалины с металлических листов рабочими роликами, на которых укреплены абразивные пластины, совершающими касательное движение (см. пат. США 3888048, кл. В 23 В 7/12 от 10.06.75). Недостатком известных способов удаления окалины является невозможность их применения для быстро движущейся широкой (до 2 м) полосы относительно большой (до 4 мм) толщины, а также при наличии у горячекатаной полосы дефекта "вкатанная окалина", который может привести описанные устройства к поломке.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является технология подготовки к травлению горячекатаной полосовой стали, описанная в книге П.И. Полухина и др. "Прокатное производство", М.: "Металлургия", 1982, с. 485-487.

Эта технология включает пропускание полосы перед травильными ваннами через роликовый окалиноломатель и дрессировочную клеть и характеризуется обжатием полосы в этой клети, лежащим в пределах 3...8%, что не только дополнительно разрушает окалину, но и устраняет изломы полосы после ее разматывания. Недостатком такой технологии является большой верхний предел относительного обжатия, что приводит к ускоренному износу валков (сглаживанию микронеровностей) и, как следствие, замедлению процесса травления и возможности появления при этом неисправимого и недопустимого при холодной прокатке дефекта "недотрав".

Технической задачей изобретения является повышение качества холоднокатаной полосовой стали за счет уменьшения дефектов в процессе травления подката.

Для решения этой задачи в способе подготовки к травлению горячекатаной полосовой стали, включающем предварительное обжатие заданной величины движущейся полосы в дрессировочной клети с валками, имеющими заданные твердость и шероховатость поверхности, величину обжатия ε меняют в зависимости от планируемого тоннажа Т полосы, подвергаемой дрессировке за время рабочей кампании валков, причем при тоннаже менее или равном 0,3 Т-2% ≤ ε ≤ 2,5%; более 0,3 Т и менее или равном 0,6 Т-2,5% < ε ≤ 3%; более 0,6 Т-3% < ε ≤ 4% и используют валки с твердостью бочки 94-96 ед. по Шору; при этом задают параметры шероховатости поверхности валков _z=15-35 мкм и S не более 35 мкм на базовой длине l=0,8 мм.

Приведенные величины отдельных параметров получены в результате обработки экспериментальных данных.

Сущность найденного технического решения заключается в оптимизации величины обжатия ε (2-4%) движущейся горячекатаной полосы валками дрессировочной клети, установленной на входе НТА, причем начинают рабочую кампанию валков (т. е. после их непосредственной установки в клеть) с минимальной величины обжатия (2%) и меняют в зависимости от планируемого тоннажа Т полосы, подвергаемой дрессировке за время рабочей кампании валков, причем при тоннаже менее или равном 0,3 Т величину обжатия устанавливают в пределах 2% ≤ ε ≤ 2,5%; более 0,3 Т и менее или равном 0,6 Т-2,5% < ε ≤ 3%; более 0,6 Т-3% < ε ≤ 4%. Кроме того, валки должны иметь определенную твердость, а их поверхность - заданную микрогеометрию (величину R_z и величину шага местных выступов S).

Последняя величина характеризует "плотность" распределения пиков микронеровностей и, как подтвердили опыты (см. ниже), является одним из показателей работоспособности валков и степени предварительного разрушения окалины. Рекомендуемый диапазон R_z также является оптимальным с точки зрения продолжительности рабочей кампании валков и эффективности их работы. Найденная же величина твердости бочек валков не только увеличивает длительность их кампании, но и обеспечивает вышеприведенные параметры микрогеометрии бочек. Предлагаемые пределы величины обжатия в зависимости от планируемого тоннажа полосы, подвергаемой дрессировке за время рабочей кампании валков являются оптимальными с точки зрения качественного удаления окалины. Это объясняется тем, что после завалки валков в клеть микрорельеф их поверхности достаточно развит, и для качественного удаления окалины в начале рабочей кампании валков требуется небольшое изменение обжатия; по мере увеличения тоннажа подвергнутой дрессировке полосы (в конце рабочей кампании валков), микровыступы сглаживаются, и для наилучшего удаления окалины необходимо большее изменение обжатия.

Совокупность всех этих факторов способствует интенсивному разрушению окалины на поверхности стальной горячекатаной полосы, гарантируя отсутствие после травления с максимальной скоростью таких дефектов как недотрав и вкатанная окалина.

При реализации предлагаемого способа предварительно осуществляют термообработку бочек валков с целью достижения необходимой их твердости, а затем осуществляют нанесение микрорельефа с требуемыми параметрами (например, дробеструйной обработкой поверхности бочек валков).

Опытную проверку заявляемого способа осуществляли на непрерывном травильном агрегате для травления полосовой стали различного сортамента. С этой целью при травлении горячекатаной полосы использовали для дрессировки металла валки с различной твердостью и микрогеометрией, варьируя величину обжатия при прохождении полос через дрессировочную клеть НТА. Результаты опытов оценивали по наличию дефектов после травления, а также по выходу холоднокатаной стали пониженного качества: Ш группы отделки поверхности полос (по ГОСТ 16523) и второго сорта.

Наилучшие результаты (отсутствие вышеупомянутых дефектов при травлении с принятой на НТА скоростью движения полос, а также отсортировка холоднокатаного металла в пределах до 0,5%) получены при использовании заявляемого способа. При твердости бочек валков дрессировочной клети менее 94 ед. по Шору длительность их рабочей кампании уменьшалась, а при твердости более 96 ед. - не удавалось получить требуемую микрогеометрию поверхности бочек. В свою очередь при R_z<15 мкм и S>35 мкм происходило менее интенсивнее разрушение окалины, что ухудшало качество травления (и холоднокатаных полос), вынуждая увеличивать длительность травления, т.е. снижать скорость и производительность. При R_z >35 мкм возрастала интенсивность износа микрогеометрии поверхности бочек, что сокращало рабочую кампанию валков. Параметры микрорельефа определяли с помощью профилографа модели 201 путем снятия профилограмм на базовой длине l=0,8 мм.

"Контрольное" травление с применением при дрессировке валков с оптимальными (см. выше) параметрами микрорельефа поверхности и с рекомендуемой твердостью, но с величиной обжатия более 4% (т.е. согласно известной технологии) сократило длительность кампании валков в 1,5...2 раза при соответствующем увеличении трудозатрат, а после травления наблюдался дефект "вкатанная окалина", в результате чего отсортировка холоднокатаного металла возросла до 3...5%. Увеличение обжатия в ходе рабочей кампании валков, отличное от найденных пределов, ухудшало удаление окалины к концу рабочей кампании валков, что приводило к возрастанию отсортировки холоднокатаной полосы до 1,2%.

Таким образом, опыты подтвердили приемлемость найденного технического решения для выполнения поставленной задачи и его преимущества перед известным объектом.

Пример конкретного выполнения Горячекатаная полосовая сталь 08пс с сечением 1600 х 2,5 мм перед травлением подвергается дрессировке с использованием валков, твердость бочки которых - 95 ед. по Шору, а параметры микрогеометрии поверхности (замеренные на базовой длине l= 0,8 мм) составляют R_z=25 мкм и S=30 мкм. Планируемая продолжительность рабочей кампании валков составляет 800 т. Непосредственно после завалки валков в клеть величину обжатия принимают 2%; после дрессировки 240 т полосы обжатие увеличивают до 2,5%; подвергнув дрессировке 400 т металла, устанавливают обжатие 3%; после дрессировки 550 т обжатие увеличивают до 4%. Последнюю величину обжатия сохраняют до перевалки валков.

Формула изобретения

Способ подготовки к травлению горячекатаной полосовой стали, включающий предварительное обжатие заданной величины движущейся полосы в дрессировочной клети с валками, имеющими заданные твердость и шероховатость поверхности, отличающийся тем, что величину обжатия ε меняют в зависимости от планируемого тоннажа Т полосы, подвергаемой дрессировке за время рабочей кампании валков, причем при тоннаже менее или равном 0,3 Т : 2% ≤ ε ≤ 2,5%, более 0,3 Т и менее или равном 0,6 Т : 2,5% < ε ≤ 3%, более 0,6 Т : 3% < ε ≤ 4% и используют валки с твердостью бочки 94-96 ед. по Шору, при этом задают параметры шероховатости поверхности валков Rz = 15-35 мкм и S не более 35 мкм на базовой длине l = 0,8 мм.

PD4A - Изменение наименования обладателя патента Российской Федерации на изобретение

(73) Новое наименование патентообладателя:ООО "ПРОМИС" (RU)

Извещение опубликовано: 20.01.2006        БИ: 02/2006