Способ производства горячекатаной полосовой стали

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к технологии изготовления рулонной горячекатаной полосовой стали на непрерывных широкополосных станах. Задача изобретения - улучшение потребительских свойств низколегированной листовой стали за счет оптимизации основных параметров процесса производства. Способ включает прокатку в черновой и чистовой группах клетей стана с получением заданной толщины h_i раската, охлаждением полос на отводящем рольганге и их смотку, и в соответствии с изобретением толщину подката Н_i после черновой группы принимают в зависимости от h_i равной H₁=7,55h₁ для h₁=6,0...7,9 мм, H₂=7,37(h₂-1,76) для h₂=8,0...9,9 мм и Н₃=13(h₃-6,38) для h₃=10...11 мм. Охлаждение полос начинают через 5...10 с после конца прокатки. При содержании в стали углерода [С]=0,15...0,16 мас.% температура смотки находится в пределах 540...570°С и при [С]>0,16 мас.% - 550...590°С. Изобретение обеспечивает улучшение прочностных свойств стали, повышение способности произведенных из нее труб к холодной осадке без трещинообразования.

 

Предлагаемое изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении низколегированной полосовой горячекатаной стали.

Наиболее распространенным способом производства такой стали в настоящее время является ее прокатка на непрерывных широкополосных станах типа 2000 и 2500. Технология этого производства достаточно подробно описана, например, в справочнике под ред. В.И.Зюзина и А.В.Третьякова "Технология прокатного производства", кн.2, М.: Металлургия, 1991, с.556-581.

Основные параметры прокатки (температура ее конца, скорость или время охлаждения, температура смотки) зависят от состава стали и ее характеристик.

Известный способ горячей прокатки на непрерывном широкополосном стане углеродистой стали обыкновенного качества и качественной с содержанием углерода [С] ≤0,25 мас.% с заданной температурой Ar₃ обратного процесса при охлаждении полос на отводящем рольганге стана, в котором указанную температуру устанавливают в зависимости от химсостава стали и толщины полос, а их охлаждение ведут со скоростью, определяемой толщиной полос (см. пат. РФ №2200199, кл. С 21 D 8/04, В 21 В 1/26 от 04.05.2001 г.). Однако этот способ неприемлем для производства полос из низколегированной стали (например, 22ГЮ для изготовления обсадных труб).

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является технология производства горячекатаной полосовой стали, описанная в книге В.Б.Бахтинова "Прокатное производство", М.: Металлургия, 1987, с.325-327.

Эта технология включает прокатку на непрерывном стане в черновой и чистовой группах клетей, охлаждение полос на отводящем рольганге и их смотку и характеризуется тем, что температура конца прокатки определяется маркой стали и толщиной полос, а температура смотки должна быть не более 600...650°C. Известная технология также не приемлема для производства низколегированной полосовой стали.

Технической задачей предлагаемого изобретения является улучшение потребительских свойств низколегированной листовой стали за счет оптимизации основных параметров процесса производства.

Для решения этой задачи в заявляемом способе, включающем прокатку в черновой и чистовой группах клетей непрерывного стана с получением заданной толщины h_i раската, охлаждение полос на отводящем рольганге и их смотку, толщину подката H_i после черновой группы принимают в зависимости от h_i равной H₁=7,55h₁ для h₁=6,0...7,9 мм, H₂=7,37(h₂-1,76) для h₂=8,0...9,9 мм и Н₃=13(h₃-6,38) для h₃=10...11 мм, а охлаждение полос начинают через 5...10 с после конца прокатки, при этом при содержании в стали углерода [С]=0,15...0,16 мас.:% температура смотки находится в пределах 540...570°С и при [С]>0,16 мас.:% - 550...590°С.

Приведенные математические зависимости получены при обработке опытных данных и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в установлении оптимальной зависимости между толщиной подката, выходящего из черновой группы клетей стана, и толщиной конечного раската (после чистовой группы клетей), также в регламентировании начала охлаждения полос и температуры их смотки, зависящей от содержания углерода в стали. В результате этого улучшаются прочностные свойства трубной стали и повышается способность готовых труб к холодной осадке без трещинообразования. Кроме того, соблюдение указанных параметров горячей прокатки, охлаждения и смотки позволяет повысить производство в "горячий час" стана, т.е. увеличить его производительность с соответствующим ростом прибыли от реализации качественного листового проката.

Опытную проверку заявляемого способа осуществляли на широкополосном непрерывном стане 2000 горячей прокатки ОАО "Магнитогорский меткомбинат".

С этой целью при производстве трубной заготовки из стали 22ГЮ варьировали соотношения H_i и h_i прокатываемых полос, время между концом прокатки и началом охлаждения металла и температуру смотки полос в рулоны. Результаты опытов оценивали по микроструктуре и механическим свойствам стали непосредственно на ММК и по способности к осадке готовых труб из стали 22ГЮ у потребителя.

Наилучшие результаты по свойствам листовой стали и осадке труб, изготовленных из нее, получены для металла, произведенного по заявляемой технологии, причем величина холодной осадки труб без появления трещин достигала 60...65% от первоначальной высоты образцов.

Отклонения от рекомендуемых параметров (см. выше) ухудшали полученные результаты.

Так, изменение соотношений Н_i - f(h_i) приводило либо к уменьшению прочностных характеристик стали, либо к их недопустимому увеличению. Аналогичным образом влияло на механические свойства (и микроструктуру) полосовой стали отклонения величин температуры смотки от рекомендуемых. Причем при значительном повышении прочности стали образцы от готовых труб не выдерживали холодную осадку на заданную величину (≥60%).

При раннем начале охлаждения прокатанных полос наблюдалась неполная рекристаллизация стали, а при позднем - возрастала ее прочность, что в обоих случаях ухудшало результаты испытаний на осадку.

Сравнительные испытания способа, выбранного в качестве ближайшего аналога, не приводились ввиду его непригодности при производстве низколегированных сталей типа стали 22ГЮ. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

Примеры конкретного выполнения

1. Низколегированная горячекатаная сталь с [С]=0,15 мас.:% толщиной h=9 мм прокатывается из подката толщиной Н=7,37(h-1,76)=7,37×(9-1,76)=53,4 мм. Охлаждение полос начинают через 7 с после конца прокатки, а смотку ведут при температуре 550°С.

2. Аналогичная сталь с [С]=0,2 мас.% толщиной h=11 мм прокатывается из подката, выходящего из черновой группы клетей стана с Н=13(h-6,38)=13×(11-6,38)=60 мм. Охлаждение полос начинают через 9 с после конца прокатки, а смотку осуществляют при температуре 570°С.

Способ производства горячекатаной полосовой стали на непрерывном широкополосном стане, включающий прокатку в черновой и чистовой группах клетей с получением заданной толщины h_i раската, охлаждение полос на отводящем рольганге и их смотку, отличающийся тем, что при прокатке низколегированной стали толщину подката H_i после черновой группы принимают в зависимости от h_i, равной: H₁=7,55 h₁ для h₁=6,0...7,9 мм, H₂=7,37(h₂-1,76) для h₂=8,0...9,9 мм и Н₃=13(h₃-6,38) для h₃=10...11 мм, а охлаждение полос начинают через 5...10 с после конца прокатки, при этом при содержании в стали углерода [С]=0,15...0,16 мас.% температура смотки находится в пределах 540...570°С и при [С]>0,16 мас.% - 550...590°С.