Способ производства тонколистовой горячекатаной стали

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к технологии получения тонколистовой горячекатаной стали. Техническим результатом изобретения является получение горячекатаной стали толщиной не более 3,9 мм со свойствами, близкими к свойствам холоднокатаной листовой стали категории вытяжек "ВГ" и "СВ" (по ГОСТ-9045), и имеющей матовую или шероховатую поверхность, что повышает прибыль от реализации проката. Предлагаемый способ включает горячую прокатку полос, их охлаждение до температуры смотки t_c путем секционного душирования водой, смотку, травление в растворе HCl и дрессировку. Для полос из стали с содержанием углерода до 0,1 вес.% температуру конца прокатки принимают равной 860...890°С, душирование полос начинают через 7...9 с после конца прокатки, а t_c принимают 640...700°С, при этом дрессировку полос для получения их матовой поверхности осуществляют в валках с высотой микронеровностей бочек Ra=2,2...2,7 мкм и для получения шероховатой поверхности - с Ra=2,9...4,0 мкм.

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении тонколистовой горячекатаной стали.

Тонколистовую сталь (толщиной не более 3, 9 мм) обычно прокатывают на непрерывных широкополосных станах (аналогичных станам 2000 и 2500 горячей прокатки ОАО “Магнитогорский меткомбинат”) при заданных параметрах (температуры начала, конца прокатки и смотки, скорости охлаждения полос после прокатки и др.). Смотанные в рулоны полосы передают в цех холодной прокатки, где их предварительно подвергают травлению (в настоящее время чаще всего - в растворе соляной кислоты), причем для лучшего удаления окалины с поверхности металла, а также для придания соответствующего вида его поверхности - подвергают дрессировке в насеченных валках с заданной высотой микронеровностей Ra их бочек.

Технология производства тонколистовой горячекатаной стали достаточно подробно описана, например, в справочнике под ред. В.И.Зюзина и А.В.Третьякова “Технология прокатного производства”, М.: Металлургия, 1991, с.556-594.

Известен способ производства горячекатаных стальных листов, при котором сталь, содержащую 0,02... 0,15% углерода и 1... 2% марганца прокатывают до температуры в интервале Ar± 50 град.С, а охлаждение осуществляют в два этапа (см. япон. заявку №55-91934, кл. С 21 D 8/00, опубл. 11.07.80 г.).

Недостатком этого способа является невозможность получения с его помощью горячекатаной листовой стали с низкими прочностными характеристиками и высокой штампуемостью, т.е. близкой по свойствам низкоуглеродистой холоднокатаной стали категории вытяжек “ВГ” и “СВ” (по ГОСТ 9045).

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является технология производства тонколистовой горячекатаной стали по пат. РФ №2164248, кл. С 21 D 8/04, С 21 D 9/46, опубл. в БИ №6, 2001 г.

Эта технология включает горячую прокатку полос, охлаждение до температуры смотки, смотку, травление с дрессировкой и характеризуется тем, что при содержании в стали углерода в пределах 0,01... 0,1% температуру конца прокатки принимают равной 780... 800° С, охлаждение до температуры смотки ведут со скоростью 9... 13 град.С, травление ведут при t=60... 80° C, а дрессировку проводят с относительным обжатием 0,5... 1,0%.

Недостатком известного способа (технологии) также является невозможность получения с его помощью горячекатаной листовой стали, близкой по своим свойствам низкоуглеродистой холоднокатаной стали категории вытяжек “ВГ ” и “СВ”, а также отсутствие гарантий получения листов с заданной микрогеометрией поверхности (матовой или шероховатой).

Технической задачей изобретения является получение горячекатаной тонколистовой стали со свойствами, близкими к свойствам холоднокатаной листовой стали категории вытяжек “ВГ” и “СВ” (по ГОСТ 9045), и имеющей матовую или шероховатую поверхность.

Для решения указанной задачи в способе, включающем горячую прокатку полос, их охлаждение до температуры смотки путем секционного душирования водой, смотку, травление в соляной кислоте и дрессировку, для полос из стали с содержанием углерода до 0,1 вес.% температуру конца прокатки принимают равной 860... 890 град.С, душирование полос начинают через 7... 9 с после конца прокатки, а температуру смотки принимают равной 640... 700 град.С, при этом дрессировку полос для получения их матовой поверхности осуществляют в валках с высотой микронеровностей бочек Ra=2,2... 2,7 мкм и для получения шероховатостей поверхности - с Ra=2,9... 4,0 мкм.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимальном сочетании основных параметров горячей прокатки и охлаждения полос с одним из параметров дрессировки при их травлении в растворе HСl, что обеспечивает не только получение листовой стали, способной к глубокой штамповке, но и заданную микрогеометрию ее поверхности (это - требования некоторых потребителей).

Как следует из ГОСТ 9045, сталь категории вытяжек “ВГ” и “СВ” должна иметь передел текучести σ _т≤210 МПа, временное сопротивление разрыву σ _в=260... 370 МПа (при σ _т/σ _в≤0,7), относительное удлинение δ ₄=26... 34% и твердость HRB≤ 48 ед. Указанные свойства листовой стали обусловлены высокой ее изотропностью с преимущественной “оладеобразной” микроструктурой зерен с ориентацией < 111> , что обеспечивает высокую штампуемость стали, которая в сочетании с заданной микрогеометрией поверхности горячекатаных листов позволяет заменять ими холоднокатаную сталь марок 08 кп, 08 Фкп и 08 Ю при изготовлении различных деталей и изделий.

Горячекатаная сталь значительно дешевле в производстве холоднокатаной (одинаковой толщины), так как для получения последней требуются дополнительные операции (после травления заготовки): холодная прокатка, рекристаллизационный отжиг и дрессировка, что значительное удорожает прокат.

Опытную прокатку и солянокислотное травление полосовой стали осуществляли на широкополосном стане 2000 горячей прокатки ОАО “Магнитогорский меткомбинат” и на непрерывно-травильном агрегате листопрокатного цеха №10 комбината с последующей дрессировкой на станах 1700 и 2500.

С этой целью при горячей прокатке на стане полосовой стали толщиной 1,2... 3,9 мм с содержанием углерода до 0,1% варьировали температуру конца прокатки (t_к), время после конца прокатки до начала душирования (Т), температуру смотки (t_c), а также величины Ra рабочих валков дрессировочных станов при получении матовой и шероховатой поверхности металла. Величину относительного обжатия при дрессировке принимали в пределах 0,5... 1,0%.

Наилучшие результаты получены для стали, обработанной с вышеуказанными параметрами прокатки, охлаждения, смотки и дрессировки: до 99% образцов, отобранных от готовых полос, имели σ _т≤210 МПа, σ _в=280... 350 МПа, величину σ _т/σ _в≤0,7, δ ₄=28... 38% и HRB≤ 48 ед. Испытания этих образцов на вытяжку показали, что около 96% их соответствовали категории “СВ” (по ГОСТ 9045), а остальные - категории “ВГ”.

Отклонения от оптимальных параметров процесса в любую сторону вызывали ухудшение штампуемости стали. Так, при t_к<860° С ухудшались пластические свойства металла из-за увеличения балла зерна феррита (до 9-10), а при t_к>890° С получалось слишком крупное зерно (5-й балл), что ухудшало штампуемость листов (появление линий сдвига).

При Т< 7 с получалось слишком мелкое зерно, а при Т> 9 с - крупное, что в обоих случаях отрицательно сказывалось на свойствах металла. При t_c<640° С и t_c>700° С происходило ухудшение микроструктуры стали, что приводило к несоответствию мехсвойств металла требованиям стандарта. При Ra< 2,9 и Ra> 2,7 мкм не удавалось получать матовую поверхность листов, а при Ra< 2,9 и Ra> 4,0 мкм - шероховатую поверхность.

Использование известной технологии, взятой в качестве ближайшего аналога, не позволило получить горячекатаную сталь со свойствами категорий “СВ” и “ВГ” по ГОСТ 9045.

Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущества перед известной технологией.

По данным Центральной лаборатории контроля ММК использование предлагаемого способа при производстве тонколистовой горячекатаной стали со свойствами холоднокатаной позволит увеличить прибыль от реализации проката (за счет снижения производственных затрат) ориентировочно на 30... 40%.

Пример конкретного выполнения

Горячая прокатка полосовой стали толщиной 2,5 мм с содержанием углерода 0,07 вес.% производится с t_к=875° С. Душирование полос начинают через 8 с после конца прокатки, а сматывают полосы в рулоны при t_c=670° С.

При дрессировке в валках с Ra=2,5 мкм получают листы с матовой поверхностью, а при дрессировке в валках с Ra=3,5 мкм - с шероховатой поверхностью.

Способ производства тонколистовой горячекатаной стали, включающий горячую прокатку полос, их охлаждение до температуры смотки путем секционного душирования водой, смотку, травление в соляной кислоте и дрессировку, отличающийся тем, что для полос из стали с содержанием углерода до 0,1 вес.% температуру конца прокатки принимают равной 860...890°С, душирование полос начинают через 7...9 с после конца прокатки, а температуру смотки принимают равной 640...700°С, при этом дрессировку полос для получения их матовой поверхности осуществляют в валках с высотой микронеровностей бочек Ra=2,2...2,7 мкм и для получения шероховатостей поверхности - с Ra=2,9...4,0 мкм.