Способ производства листовой холоднокатаной трубной стали

Изобретение предназначено для повышения потребительских свойств стали 22ГЮ толщиной 1,5 мм. Способ включает травление горячекатаных полос из стали марки 22ГЮ, их холодную прокатку с заданными обжатиями, отжиг рулонов и дрессировку полос. Улучшение таких свойств стали, как, например, свариваемость, обеспечивается за счет того, что травление осуществляют со скоростью не более 3,0 м/с в солянокислотном растворе концентрации 40…50 г/л, величину суммарного обжатия при прокатке принимают в пределах 49…51% с уменьшением абсолютного обжатия по ходу прокатки, отжиг ведут в колпаковых печах с защитной водородной атмосферой при выдержке от 300°С до 400°С в течение 5 час и температуре конца отжига 660°С, а дрессировку отожженных полос производят с обжатием 1,8…2,5%.

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении холоднокатаной трубной стали. Такие углеродистые стали содержат марганец, хром, никель и другие элементы, причем могут содержать алюминий (до 0,05 мас.%), и они используются для производства сварных труб, что обусловливает наличие у этих сталей хорошей пластичности и свариваемости. Технология холодной прокатки углеродистых сталей достаточно подробно описана, например, в справочнике под ред. В.И.Зюзина и А.В.Третьякова «Технология прокатного производства», кн.2, с. 632-647, а особенности ее термообработки (отжига) и дрессировки - на с.683-700.

Известен способ холодной прокатки низкоуглеродистой полосовой стали, который осуществляют за три прохода с относительным обжатием в первом из них ε₁=38…40%, принимая величину межклетевого натяжения полос прямо пропорциональной величине предела текучести стали (см. пат. РФ №2191645, кл. B21B 1/28, опубл. в БИ №30, 2002 г.). Этот способ непригоден для производства трубной тонколистовой стали.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является технология производства тонколистовой холоднокатаной стали, описываемая в книге В.Ф.Зотова и В.И.Елина «Холодная прокатка металла», М.: Металлургия, 1988, с.160-161, 167-168, 193-194 и табл.9.

Эта технология включает травление горячекатаных полос, их холодную прокатку с заданными обжатиями, отжиг и дрессировку полос и характеризуется тем, что травление в солянокислотном растворе ведут при концентрации HCl 7…20%, величину суммарного относительного обжатия принимают в пределах ε_Σ=42…85%, отжиг осуществляют в колпаковых печах с защитной атмосферой, а величину обжатия при дрессировке принимают ε_д=0,8…3,0%. Однако эта технология не оговаривает конкретные параметры производства трубной стали.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение потребительских свойств холоднокатаной трубной стали толщиной 1,5 мм, предназначенной для производства сварных труб.

Предлагаемый способ включает травление горячекатаных полос, их холодную прокатку с заданными обжатиями, отжиг рулонов и дрессировку полос, при этом травление осуществляют со скоростью не более 3,0 м/с в солянокислотном растворе концентрации 40…50 г/л, величину суммарного обжатия при прокатке принимают в пределах 49…51% с уменьшением абсолютного обжатия по ходу прокатки, отжиг ведут в колпаковых печах с защитной водородной атмосферой при выдержке от 300°С до 400°С в течение 5 час и температуре конца отжига 660°С, а дрессировку отожженных полос производят с обжатием 1,8…2,5%.

Приведенные параметры технологического процесса получены опытным путем и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации параметров процесса производства листовой холоднокатаной трубной стали, обеспечивающей ее высокие потребительские свойства, в том числе хорошую свариваемость.

Опытную проверку заявляемого технического решения осуществляли на непрерывном стане холодной прокатки 2500 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

С этой целью при производстве полосовой стали 22ГЮ размерами 1,5×1000 мм варьировали параметры процесса: скорость травления и концентрацию солянокислотного раствора, величину ε_Σ и распределение обжатий в клетях стана, режимы отжига и величину ε_д при дрессировке отожженной стали.

Наилучшие результаты (выход качественного листового проката в пределах 99,6…100%) получены при использовании предлагаемой технологии. Отклонения от рекомендуемых ее параметров ухудшали достигнутые показатели. Так, например, увеличение скорости травления (более 3 м/с), равно как и снижение содержания HCl в растворе, приводили к дефекту «недотрав», что увеличивало отсортировку проката в несоответствующую продукцию до 6%. В то же время повышение концентрации солянокислотного раствора до 51…70 г/л приводило в отдельных случаях к появлению недопустимого дефекта «перетрав» и росту отсортировки.

При ε_Σ<49% и ε_Σ>51% от 2 до 11% листового проката не имели требуемых механических свойств, которые также не удалось получить при нарушении режима обжатий (с их уменьшением по ходу прокатки). Отжиг рулонов в другой (не водородной) защитной атмосфере, а также при иных (чем рекомендуемые) температурах выдержки и конца отжига и времени выдержки не позволили получить выход качественного проката более 94%. К аналогичному результату привела и дрессировка с ε_д<1,8% и ε_д>2,5%.

Известная технология, взятая в качестве ближайшего аналога, в опытах не проверялась ввиду неопределенности ее параметров применительно к стали 22ГЮ.

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

Технико-экономические исследования показали, что внедрение заявляемой технологии при производстве холоднокатаной трубной стали позволит повысить выход листового проката с улучшенными потребительскими свойствами не менее чем на 5% при соответствующем увеличении прибыли от его реализации.

Пример конкретного выполнения

Холоднокатаная полосовая сталь 22ГЮ размерами 1,5×1000 мм прокатывается на непрерывном стане из заготовки толщиной 3,0 мм, т.е. величина ε_Σ составляет 50%.

Перед холодной прокаткой полосовая заготовка подвергается травлению со скоростью 2,8 м/с в солянокислотном растворе концентрации 45 г/л.

Распределение величин обжатий (ε_I) по проходам при прокатке:

ε₁=40,0%, ε₂=30,0%, ε₃=24,0%, ε₄=8,0%

Отжиг рулонов - в колпаковых печах с водородной защитной атмосферой при выдержке от 300°С до 400°С в течение 5 час; дрессировка отожженных полос - с ε_д=2,1%.

Способ производства листовой холоднокатаной трубной стали марки 22ГЮ толщиной 1,5 мм, включающий травление горячекатаных полос, их холодную прокатку с заданными обжатиями, отжиг рулонов и дрессировку полос, отличающийся тем, что травление осуществляют со скоростью не более 3,0 м/с в соляно-кислотном растворе концентрации 40…50 г/л, величину суммарного обжатия при прокатке принимают в пределах 49…51% с уменьшением абсолютного обжатия по ходу прокатки, отжиг ведут в колпаковых печах с защитной водородной атмосферой при выдержке от 300 до 400°С в течение 5 ч и температуре конца отжига 660°С, а дрессировку отожженных полос производят с обжатием 1,8…2,5%.