Способ дрессировки холоднокатаных полос из марганцовистой стали

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве холоднокатаной полосовой стали. Задача изобретения - повышение выхода годного. Способ включает обжатие полос в валках с заданной величиной относительной деформации ε, которую устанавливают для полос толщиной 0,5...2,5 мм в зависимости от прочностных свойств стали и содержания в ней углерода равной: ε₁=2,6-10 [С],% при 345>б_т≥295 МПа, ε₂=3,75-15 [С], % при б_т≥345 МПа, где [С] - содержание углерода в стали в мас.%. Изобретение обеспечивает оптимальное соотношение прочностных и пластических свойств в изделиях.

 

Изобретение относится к отделке полосового проката и может быть использовано при дрессировке (обычно - после отжига) тонколистовой стали с повышенным содержанием марганца.

Дрессировка - это холодная прокатка с обжатием небольшой величины (0,5...3,0%), осуществляемая с целью улучшения механических свойств листовой стали (см. Д.Я.Гуревич, «Краткий справочник прокатчика», М.: Металлургиздат, 1955, с.72-73). Эта операция выполняется на одно- и двухклетевых дрессировочных станах и достаточно подробно описана, например, в книге В.Ф.Зотова и В.И.Елина «Холодная прокатка металла», М.: «Металлургия», 1988, с.193-196.

К марганцовистым сталям относятся стали, содержащие до 1,8 мас.% марганца. Этот компонент заметно повышает прочность горяче- и холоднокатаной листовой стали, что обусловливает некоторые особенности ее деформации при прокатке.

Известен способ дрессировки тонких стальных полос на двухклетевом стане, при котором обжатие в первой клети производится без смазки, а во второй - со смазкой, что позволяет контролировать свойства металла (см. пат. США №3947294, кл. С 21 Д 9/46 от 30.03.76 г.). Однако при этом мехсвойства листовой марганцовистой стали и ее геометрия (в частности - плоскостность) могут не соответствовать заданным требованиям.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ дрессировки холоднокатаных полос (жести) по пат. РФ №2200068, кл. В 21 В 1/36, опубл. в БИ №7, 2003 г.

Этот способ дрессировки полос толщиной до 0,5 мм включает их обжатие в валках с заданной величиной относительной деформации и характеризуется тем, что степень деформации определяется в зависимости от параметров волнистости полос и принимается до 3%.

Такой способ не приемлем для дрессировки марганцовистой полосовой стали толщиной 0,5...2,5 мм из-за значительного выхода некондиционного металла.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение выхода годного при завершающей операции (дрессировке) марганцовистой стали указанной толщины.

Для решения этой задачи в способе дрессировки, включающем обжатие полос в валках с заданной величиной относительной деформации ε, для марганцовистой стали толщиной 0,5...2,5 мм величину ε устанавливают в зависимости от прочностных свойств стали и содержания в ней углерода равной:

ε₁=2,6-10 ^·[С], % при 345>б_т≥295 МПа,

ε₂=3,75-15 ^·[С], % при б_т≥345 МПа,

где [С] - содержание углерода в стали, мас.%

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

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации величин относительных обжатий при дрессировке сталей разной прочности и с различным содержанием углерода. Следует отметить, что получаемые по вышеприведенным зависимостям значения ε в 2...3 раза меньше величин, рекомендуемых в известном способе (см. выше), что объясняется особенностями пластических и прочностных свойств сталей с повышенным содержанием марганца.

Реализация предлагаемой технологии осуществляется при рулонной дрессировке отожженных полос с натяжением и наиболее приемлема для двухклетевых дрессировочных станов, аналогичных стану 1700 ОАО «Магнитогорский меткомбинат» («ММК»).

Опытную проверку заявляемого способа осуществляли на дрессировочном стане 1700 листопрокатного цеха №5 ММК.

С этой целью при дрессировке рулонной отожженной стали марок 09Г2 и 09Г2С (содержание углерода не более 0,12%, марганца - от 1,3 до 1,8 мас.%) толщиной 0,5...2,5 мм, имевшей величину предела текучести б_т не менее 295 МПа, варьировали величину относительного обжатия ε. Полученные результаты оценивали по выходу годной листовой стали.

Наилучшие результаты: выход годного 96...99% (т.е. I сорта) получены при реализации предлагаемой технологии. Отклонения от рекомендуемых величин ε в любую сторону ухудшали результаты опытной дрессировки.

При ε₁<2,6-10 ^·[С] для полос с б_т≥295 МПа и при ε₂<3,75-15 ^·[С], для полос с б_т≥345 МПа выход годного не превышал 85% из-за несоответствия части готового листового проката требованиям по мехсвойствам (в основном - из-за недостаточной прочности и повышенной пластичности).

При ε₁>2,6-10 ^·[С] для полос с б_т≥295 МПа и при ε₂>3,75-15 ^·[С] для полос б_т≥345 МПа часть металла имела наклеп и не выдерживала испытаний по показателю относительного удлинения и на загиб (появлялись трещины), а часть металла имела ухудшенную геометрию (повышенную неплоскостность), что уменьшило выход годного листа до 78%.

Аналогичным образом дрессировка полос с большей прочностью (б_т>345 МПа - ст.09Г2С) при ε=ε₁ уменьшила выход годного из-за недостаточной величины деформации, а дрессировка металла меньшей прочности (б_т<295 МПа - ст.09Г2) при ε=ε₂ приводила к ухудшению показателей качества из-за чрезмерной деформации стали.

Полученные зависимости показывают, что во всех случаях величина относительного обжатия при дрессировке после отжига листовой марганцовистой стали должна уменьшаться с повышением содержания в ней углерода.

Технология дрессировки, выбранная в качестве ближайшего аналога (см. выше), в опытах не опробовалась из-за ее непригодности для отделки марганцовистой полосовой стали толщиной 0,5...2,5 мм.

Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной задачи.

По данным Центральной лаборатории контроля ОАО «ММК» использование заявляемого способа при производстве холоднокатаной листовой стали с повышенным содержанием марганца позволит повысить выход годного проката не менее чем на 11 абс.%, с соответствующим увеличением прибыли от реализации металла.

Примеры конкретного выполнения

1) Полоса толщиной 1,5 мм из ст.09Г2 с б_т=300 МПа и с содержанием углерода [С]=0,08 мас.% дрессируется с величиной ε₁=2,6-10^·[С]=2,6-10×0,08=2,6-0,8=1,8%.

2) Полоса толщиной 2 мм из ст.09Г2С с б_т=350 МПа и с содержанием углерода [С]=0,12 мас.% дрессируется с величиной ε₂=3,75-15^·[С]=3,75-15^·0,12=3,75-1,8=1,95%.

Способ дрессировки холоднокатаных полос, включающий их обжатие в валках с заданной величиной относительной деформации ε, отличающийся тем, что для полос толщиной 0,5÷2,5 мм из марганцовистой стали величину ε устанавливают равной:

при 345>σт≥295	ε1=2,6-10 [С], %,
при σт≥345	ε2=3,75-15 [С], %,

где [С] - содержание углерода в стали, мас.%,

σ_т - предел текучести стали, МПа.