Способ производства горячекатаной тонколистовой стали

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству горячекатаной листовой стали. Для получения горячекатаного листа со свойствами холоднокатаного глубокой категории вытяжки осуществляют горячую прокатку листа из стали, содержащей, мас.%: углерод 0,09-0,11, марганец 0,25-0,56, кремний, хром, никель с углеродным эквивалентом С_э=0,12-0,18, при этом температуру конца прокатки принимают из соотношения: t_кп=А+300С_э-40°С, а температуру смотки - t_см=B-(100-110)°C, где: А=913,7-207,13 [С]-46,6 [Mn]+110,54 [Cr]+108,1 [Ni]; В=729,2-9,24 [C]+12,13 [Si]-15,56 [Mn]+17,71 [Cr]-46,44 [Ni].

 

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

Технология производства такой стали включает ее горячую прокатку на непрерывных (в том числе - широкополосных) станах, одним из основных параметров которой, определяющим свойства готового проката, является температура конца прокатки (t_кп) и смотки полос в рулоны (t_см). Современная технология производства горячекатаной тонколистовой стали достаточно подробно описана, например, в книге П.И.Полухин и др. Прокатное производство. М.: Металлургия, 1982, с.392-432.

Известен способ производства горячекатаной высокопрочной листовой стали, при котором в случае падения температуры исходной заготовки (слябов) менее 1050°С осуществляют их подогрев с прокаткой напрямую при температуре более 1050°С с температурой конца прокатки не менее A_r3 (см. япон. заявку №62-93003, кл. B21B 1/00, опубл. 28.04.87 г.). Однако этот способ не пригоден для получения горячекатаного листового проката со свойствами холоднокатаного весьма глубокой вытяжки.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является технология производства горячекатаной тонколистовой стали 08кп, приведенная в «Справочнике прокатчика» Ю.В.Коновалов и др. М.: Металлургия, 1977, с.89.

Эта технология включает горячую прокатку полос с заданными температурами ее конца и смотки готового проката в рулоны и характеризуется тем, что температуру конца прокатки принимают в пределах 850…900°С, а температуру смотки полос - 620°С. Известная технология также неприемлема для получения горячекатаного листового проката со свойствами холоднокатаного весьма глубокой вытяжки.

Технической задачей настоящего изобретения является получение горячекатаного тонколистового проката со свойствами холоднокатаного категории вытяжки ВГ (по ГОСТ 9045), что сокращает производственные затраты, так как получение холоднокатаной стали всегда дороже, чем горячекатаной (дополнительная холодная прокатка, отжиг и дрессировка с предварительным травлением горячекатаной заготовки).

Для решения этой задачи в предлагаемом способе, включающем горячую прокатку полос с заданными температурами ее конца и смотки готового проката в рулоны, при производстве листовой стали, содержащей, мас.%: углерод 0,9-0,11, марганец 0,25-0,56, кремний, хром, никель с углеродным эквивалентом С_э=0,12-0,18, температуру конца прокатки принимают из соотношения: t_кп=А+300 С_э-40°С, а температуру смотки - t_см=В-(100-110°С), где

А=913,7-207,13 [C]-46,6 [Mn]+110,54 [Cr]+108,1 [Ni];

В=729,2-9,24 [C]+12,13 [Si]-15,56 [Mn]+17,71 [Сr]-46,44 [Ni] и

[С], [Si], [Mn], [Сr], [Ni] - содержание в стали соответственно углерода, кремния, марганца, хрома и никеля, мас.%.

300; 913,7; 207,13; 46,6; 110,54; 108,1; 729,2; 9,24; 12,13; 15,56; 17,71; 46,44 - эмпирические коэффициенты.

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

Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что предлагаемый способ позволяет получать тонколистовую горячекатаную сталь с категорией вытяжки ВГ (т.е. пригодную для весьма глубокой штамповки), присущей только холоднокатаной листовой стали. Такой результат получается за счет оптимизации основных параметров горячей прокатки с углеродным эквивалентом в пределах 0,12…0,18 (этот эквивалент С_э=[C]+[Мn]/9+[Si]/3 - см. журнал «Сталь», М., 2004, №12, с.64).

При реализации предлагаемого способа величины t_кп и t_см при горячей прокатке принимаются в соответствии с вышеприведенными зависимостями, которые определяются при конкретных содержаниях указанных элементов в стали.

Опытную проверку заявляемого способа осуществляли на широкополосном стане 2000 горячей прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». С этой целью при горячей прокатке сталей с содержанием 0,09…0,11 мас.% углерода, 0,25…0,56% марганца, до 0,03% кремния, до 0,02% никеля и до 0,08% хрома при величине С_э=0,12…0,18, варьировали величины t_кп и t_см, оценивая результаты по выходу листовой стали категории ВГ по ГОСТ 9045.

Наилучшие результаты (выход листов категории ВГ в пределах 97,2…99,1%, остальное - категория Г) получены при реализации настоящего способа. Отклонения от рекомендуемых величин t_кп и t_см ухудшали достигнутые показатели. Так, например, при t_кп<А+300 С_э-40°С и t_см<В-(100…110°С) выход листовой стали категории ВГ не превысил 96,0%. Увеличение значений t_кп и t_см более рекомендуемых хотя и дало хороший выход (по свойствам) проката категории ВГ, но в 3…11% случаев привело к появлению при испытаниях металла дефекта «линии сдвига (скольжения)» - см., например, А.И.Целиков. Основы теории прокатки, М.: Металлургия, 1965, с.32.

Технология горячей прокатки, взятая в качестве ближайшего аналога (см. выше), в опытах не проверялась ввиду заведомой ее непригодности для решения поставленной задачи.

Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

Технико-экономические исследования показали, что использование настоящего изобретения при производстве горячекатаной листовой стали со свойствами холоднокатаной позволит уменьшить производственные затраты почти в 1,6 раза с соответствующим снижением себестоимости проката.

Пример конкретного выполнения

Сталь с содержанием, мас.%: 0,1 углерода, 0,4 марганца, 0,02 кремния, 0,015 никеля и 0,06 хрома, с углеродным эквивалентом С_э=[C]+[Mn]/9+[Si]/3=0,1+0,4/9+0,02/3=0,164 прокатывается с t_кп=А+300 С_э-40°С и t_см=В-(100…110°С).

Так как А=913,7-207,13 [C]-46,6 [Mn]+110,54 [Сr]+108,1 [Ni]=913,7-207,13*0,1-46,6*0,4+110,54*0,06+108,1*0,015=882,6 и В=729,2-9,24 [C]+12,13 [Si]-15,56 [Мn]+17,71 [Cr]-46,44 [Ni]=729,2-9,24*0,1+12,13*0,02-15,56*0,4+17,71*0,06-46,44*0,015=722,7, то получаем:

t_кп=882,6+300 0,164-40=892,0°С,

t_см=722,7-105=617,7≈618°С.

Где: 300; 913,7; 207,13; 46,6; 110,54; 108,1; 729,2; 9,24; 12,13; 15,56; 17,71; 46,44 - эмпирические коэффициенты, полученные опытным путем.

Способ производства горячекатаной тонколистовой стали, включающий горячую прокатку листа с заданной температурой ее конца и смотки в рулоны, отличающийся тем, что прокатке подвергают лист из стали, содержащей, мас.%: углерод 0,09-0,11, марганец 0,25-0,56 и кремний до 0,03, с углеродным эквивалентом С_э=0,12-0,18, при этом температуру конца прокатки принимают из соотношения: t_кп=A+300С_э-40°C, а температуру смотки - t_см=B-(100-110)°С,
где А=913,7-207,13 [С]-46,6 [Mn]+110,54 [Cr]+108,1 [Ni],
В=729,2-9,24 [С]+12,13 [Si]-15,56 [Mn]+17,71 [Cr]-46,44 [Ni],
[С], [Mn], [Si], [Cr], [Ni] - содержание в стали соответственно углерода, марганца, кремния, хрома, и никеля, мас.%.