Способ холодной прокатки низкоуглеродистой полосовой стали

 

Изобретение относится к производству проката, в частности полосовой низкоуглеродистой стали для последующего оцинкования. Задача, решаемая изобретением, - повышение качества оцинкованных полос за счет улучшения их плоскостности и предотвращения дефектов на кромках. Способ включает последовательное по проходам обжатие металла с заданной величиной относительного обжатия и с приложением к полосе заднего и переднего натяжений. При прокатке полос за три прохода с отношением ширины полос к их конечной толщине в пределах 2400-2700 величины обжатий в первом и втором проходах устанавливают равными соответственно ε₁= 41-45% и ε₂= 38-40%. Величины удельных передних натяжений для каждого прохода принимают равными 0,22-0,25 предела текучести деформированной полосы и в первом проходе к ней прикладывают только переднее натяжение. Изобретение обеспечивает улучшение качества полос с точки зрения последующего оцинкования.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении низкоуглеродистой полосовой стали с достаточно большим отношением ее ширины к толщине и предназначенной для последующего оцинкования.

Такую сталь прокатывают на непрерывных станах холодной прокатки. Современная технология холодной прокатки тонколистовой стали достаточно подробно описана, например, в справочнике под редакцией В.И. Зюзина и А.В. Третьякова "Технология прокатного производства", кн. 2, М., "Металлургия", 1991, с. 640-664. Весьма важными параметрами процесса холодной прокатки, влияющими на геометрию полос (в частности, на их плоскостность), являются величины обжатий и натяжений по проходам, причем, задаются обычно величинами удельных натяжений (σ=T/F, где Т - абсолютная величина натяжения, F - площадь поперечного сечения полосы, которые принимают в виде: (где - предел текучести металла), т.е. в долях от Различают переднее натяжение (т.е. усилие, прикладываемое к прокатываемой полосе после конкретного прохода) и заднее (прикладываемое к полосе перед этим же проходом). Так как натяжение снижает давление металла на валки, то до недавнего времени стремились прикладывать к полосе максимально возможное натяжение. Однако в последнее время наблюдается стремление к снижению величин натяжений при холодной прокатке.

Известен способ холодной прокатки, при котором заданную величину давления металла поддерживают регулированием межклетевого натяжения, управление которым осуществляют за счет регулирования числа оборотов валков (см. япон. пат. 50-17352, кл. В 21 В от 20.06.75).

Известен также способ производства стальных полос, в котором полосы сматывают в рулон с натяжением, равным 0,4-0,9 от предела текучести стали после холодной прокатки, и в смотанном состоянии проводят отпуск полосы при 370-440^oС (см. авт. св. СССР 1423610, кл. C 21 D, опубл. в БИ 34, 1988 г.).

Недостатком этих способов является неопределенность величин обжатий и натяжений при прокатке, что делает их неприемлемыми для производства полосовой стали с большим отношением ее ширины к толщине, предназначенной для последующего оцинкования.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ холодной прокатки жести на непрерывном стане по авт. св. СССР 1044377, кл. В 21 В 1/26 от 10.07.81 г. (опубл. в БИ 36, 1983 г.).

Этот способ заключается в последовательном по проходам обжатии металла с заданными величинами относительных обжатий и с приложением к полосе заднего и переднего натяжений и характеризуется тем, что обжатие равномерно распределяется по клетям стана и для улучшения качества полосы за счет увеличения долговечности валков между 1-й и 2-й клетями полосу растягивают с удельным натяжением, составляющим 0,7-0,9 ее предела текучести. Недостатком данного способа является его неприемлемость для получения за три прохода качественных широких и тонких полос для оцинкования.

Действительно, известная технология реализуется на пятиклетевом стане (т. е. прокатка - за пять проходов), где возможно равномерное (примерно 1/5 от величины суммарной деформации) обжатие металла по проходам и возможно применение высоких удельных натяжений, так как ширина прокатываемой полосы относительно невелика (до 800 мм).

При прокатке же широких и тонких полос за три прохода необходимо устанавливать достаточно высокие относительные обжатия в 1-м и 2-м проходах и невысокое обжатие в последнем проходе, чтобы обеспечить и требуемые свойства стали, и ее удовлетворительную плоскостность, причем, больших удельных натяжений при этом не требуется (чем больше их величина, тем больше расход энергии и износ валков).

Технической задачей настоящего изобретения является повышение качества оцинкованных полос за счет улучшения их плоскостности и предотвращения дефектов на кромках.

Для решения указанной задачи в способе холодной прокатки, включающем последовательное по проходам обжатие металла с заданными величинами относительных обжатий ε и с приложением к полосе заднего и переднего натяжений, при прокатке полос за три прохода с отношением ширины полос к их конечной толщине в пределах 2400-2700 величины обжатий в первом и втором проходах устанавливают равными, соответственно, ε₁=41-45% и ε₂=38-40%, при этом величины удельных передних натяжений для каждого прохода принимают равными 0,22-0,25 предела текучести деформированной полосы и в первом проходе к ней прикладывают только переднее натяжение.

Приведенные величины получены в ходе обработки экспериментальных данных и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в установлении оптимальных величин обжатий и удельных натяжений по проходам, а также в приложении к полосе после первого прохода только переднего натяжения. Так как переднее натяжение в n-м проходе является задним в (n+1)-м проходе, то достаточно указать величины только передних натяжений.

Приложение к полосе в первом проходе лишь переднего натяжения обусловлено следующим. Заднее натяжение в этом проходе создается за счет торможения (работы в генераторном режиме) двигателя разматывателя. Это вызывает "уплотнение" намотки рулона и, как следствие, - взаимное проскальзывание отдельных витков, увеличивающееся от центра к периферии рулона. Рулонная полоса задается на стан холодной прокатки (после травления) с обрезными боковыми кромками, т.е. с неизбежным наличием на них заусенцев и металлической крошки. При взаимном проскальзывании витков поверхность полосы травмируется, а крошка может вкатываться (особенно при большой величине обжатия в первом проходе) в поверхность полосы, вызывая неисправимые дефекты при последующем оцинковании. Следует также учесть, что торможение разматываемого рулона значительно усложняет и удорожает конструкцию разматывателя.

Опытную проверку предлагаемой технологии прокатки осуществляли на 3-клетевом стане 1450 ОАО "Магнитогорский меткомбинат".

С этой целью при прокатке низкоуглеродистых полос (в основном - ст.08 сп) 1250•1,8 мм на конечные толщины 0,52-0,47 мм варьировали величины относительных обжатий по проходам и удельных передних натяжений. Результаты опытов оценивали по плоскостности готовых полос и наличию на их кромках указанных дефектов и разрывов. Величины после деформации в опытах определяли по формулам для ст.08 (см. А.В. Третьяков и др. "Механические свойства сталей и сплавов при пластическом деформировании (справочник)". М., "Машиностроение", 1971).

Наилучшие результаты (разнотолщинность - в пределах норм ГОСТ 19904 и до 95% полос с нормальной и улучшенной плоскостностью) получены при реализации предлагаемого способа. Уменьшение величин ε₁ и ε₂ приводило к необходимости увеличения величины ε₃ (в третьем проходе), что ухудшало плоскостность полос (в основном, из-за волнистости по их кромкам), а увеличение ε₁ и ε₂ cверх оптимальных величин вызывало "коробоватость" (волна по середине ширины) полос сверх нормы.

Увеличение удельных передних натяжений в ряде случаев приводило к вытяжке кромок (с появлением волнистости), а их снижение - увеличивало разнотолщинность полос, что выводило их толщину за пределы допусков по ГОСТ 19904. Приложение заднего натяжения в первом проходе привело к отбраковке до 8% полос по дефектам их кромок.

Контрольная прокатка указанных полос по технологии, описанной в авт. св. 1044377 (см. выше), привела к отбраковке по неплоскостности и дефектам кромки до 12% металла.

Таким образом, опыты подтвердили приемлемость заявляемого способа для решения поставленной задачи и его преимущества перед известной технологией.

По данным Центральной лаборатории контроля Магнитогорского меткомбината использование предлагаемого способа при холодной прокатке низкоуглеродистой стали, подвергаемой оцинкованию, позволяет снизить брак оцинкованных листов 1250•0,52-0,47 мм почти в 3 раза, что соответственно повышает выход годной продукции и повышает прибыли от ее реализации.

Пример конкретного выполнения Низкоуглеродистая стальная полоса (ст. 08 пс) 1250•1,8 мм прокатывается за три прохода до толщины 0,5 мм. Величины относительных обжатий: ε₁=43%, ε₂=39%.

Величины удельных передних натяжений в каждом проходе: (предела текучести стали после деформации). В первом проходе к полосе прикладывается только переднее натяжение.

Формула изобретения

Способ холодной прокатки низкоуглеродистой полосовой стали, включающий последовательное по проходам обжатие металла с заданными величинами относительных обжатий и с приложением к полосе заднего и переднего натяжений, отличающийся тем, что при прокатке полос за три прохода с отношением ширины полос к их конечной толщине в пределах 2400-2700 величины обжатий в первом и втором проходах устанавливают равными соответственно ε₁=41-45% и ε₂=38-40%, при этом величины удельных передних натяжений для каждого прохода принимают равными 0,22-0,25 предела текучести деформированной полосы и в первом проходе к ней прикладывают только переднее натяжение.