Способ производства холоднокатаной ленты из низкоуглеродистых марок стали
Владельцы патента RU 2366729:
Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" (RU)
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве холоднокатаной ленты преимущественно толщиной 0,8-0,9 мм, обладающей повышенными прочностными (σв не менее 780 Н/мм2) и пластическими (δ100 в диапазоне 1-5%) свойствами, из низкоуглеродистых марок стали, применяемой в качестве упаковочной. Для повышения качества готовой холоднокатаной ленты по всему объему рулона за счет обеспечения требуемого комплекса механических свойств осуществляют удаление окалины с поверхности горячекатаного подката травлением, холодную прокатку на непрерывном стане, при этом ленту из стали, содержащей, мас.%: 0,13-0,17 углерода и 0,4-0,7 марганца, подвергают холодной прокатке с суммарным относительным обжатием в диапазоне 67-70%, а после холодной прокатки осуществляют низкотемпературную термообработку ленты и последующую ее дрессировку. 1 табл.
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве холоднокатаной ленты из низкоуглеродистых марок стали, применяемой в качестве упаковочной.
Все большее направление получают технологии производства холоднокатаных полос (лент), обладающих повышенными прочностными свойствами, из низкоуглеродистых марок стали, применяемых в качестве упаковочных материалов. При этом механические характеристики холоднокатаной ленты должны удовлетворять следующим требованиям: высокая прочность (например, временное сопротивление разрыву σв не менее 820-900 Н/мм2) при одновременно узком интервале пластических свойств (относительное удлинение δ100=1-5%). При отклонении от указанных значений механических свойств холоднокатаной ленты происходит либо ухудшение эксплуатационных характеристик ленты, либо значительно снижается эффективность технологии упаковки.
Известны способы производства холоднокатаных полос из горячекатаного подката из низкоуглеродистой стали, включающие удаление окалины травлением, холодную прокатку травленой полосы на непрерывном стане, последующий рекристаллизационный отжиг и дрессировку отожженной полосы (см., например, Технология прокатного производства. В 2-х книгах. Кн. 2. Справочник. Беняковский М.А., Богоявленский К.Н., Виткин А.И. и др. М.: Металлургия, 1991. - С.619-630; Пат. РФ №2281338, Пат. РФ №2315118, Пат. РФ №2277594).
Наиболее существенным недостатком известных способов является сложность обеспечения в тонкой узкой холоднокатаной полосе комплекса механических свойств, обеспечивающих бездефектную, безобрывную переработку проката, имеющего повышенные прочностные свойства, в конечную металлопродукцию.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ производства холоднокатаной полосы из низкоуглеродистой стали с содержанием 0,020-0,050% углерода и 0,08-0,28% марганца, включающий удаление окалины с поверхности горячекатаного подката травлением, холодную прокатку на непрерывном стане с суммарным обжатием 70-86%, последующие термообработку и дрессировку отожженной полосы (см. Пат. РФ №2312906).
Недостаток известного способа заключается в сложности обеспечения в холоднокатаной ленте из стали с содержанием 0,13-0,17% углерода и 0,4-0,7% марганца требуемого комплекса механических свойств, в частности временного сопротивления разрыву σв не менее 780 Н/мм2 и относительного удлинения в узком диапазоне, например, δ100=1-5%. Это в свою очередь не позволяет эффективно производить на непрерывном стане холоднокатаную не имеющую дефектов ленту толщиной 0,8-0,9 мм с заданным уровнем механических свойств.
Технической задачей, решаемой заявляемым изобретением, является повышение качества готовой холоднокатаной ленты по всему объему рулона за счет обеспечения требуемого комплекса механических свойств, а именно временного сопротивления разрыву σв не менее 780 Н/мм2 и относительного удлинения δ100=1-5%.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе производства холоднокатаной ленты из низкоуглеродистых марок стали, преимущественно толщиной 0,8-0,9 мм, включающем удаление окалины с поверхности горячекатаного подката травлением, холодную прокатку на непрерывном стане и последующую термообработку, согласно изобретению при содержании углерода в стали 0,13-0,17% и марганца 0,4-0,7% холодную прокатку осуществляют с суммарным относительным обжатием 67-70%.
Сущность изобретения состоит в следующем.
Традиционные схемы производства холоднокатаного полосового проката предусматривают осуществление холодной прокатки на непрерывном стане с суммарными относительными обжатиями в зависимости от конечной толщины в широких пределах 50-86%.
Холодная прокатка низкоуглеродистых марок стали в таком широком диапазоне, как правило, способствует формированию по всему объему металла одинакового напряженно-деформированного состояния, обеспечивает равенство свойств по длине рулона, а также позволяет минимизировать разнотолщинность проката, как продольную, так и поперечную (см., например, прототип - Патент РФ №2312906, опубл. 20.12.2007, Бюл. №35; Гарбер Э.А. Производство проката: Справочное издание. Том 1. Книга 1. Производство холоднокатаных полос и листов. М.: Теплотехник, 2007. - 368 с.).
В тоже время производство холоднокатаной ленты из низко- и среднеуглеродистых марок стали с содержанием углерода 0,13-0,17% и марганца 0,4-0,7% в широком диапазоне традиционных суммарных относительных обжатий (εΣ=50-86%) не позволяет обеспечить эффективное производство качественной металлопродукции. Это связано с тем, что при холодной прокатке ленты с заявляемым химическим составов с повышенными суммарными деформациями (более 70%) на непрерывном прокатном стане наблюдается образование значительного числа порывов, что приводит к многочисленным аварийным остановкам стана и большой вероятности поломки оборудования. Кроме того, при повышенных суммарных обжатиях возникает проблема обеспечения узкого диапазона относительного удлинения из-за интенсивного наклепа материала ленты. С другой стороны, при холодной прокатке ленты, содержащей 0,13-0,17% углерода и 0,4-0,7% марганца, из подката, имеющего повышенные прочностные параметры, с суммарными деформациями меньше нижней границы заявляемого диапазона (εΣ<67%) практически невозможно обеспечить заданный уровень механических свойств, в частности требуемые значения временного сопротивления деформации (σв не менее 780 Н/мм2) и относительного удлинения δ100 в узком диапазоне 1-5%.
На основании вышеприведенного анализа известных источников информации можно сделать вывод, что для специалиста заявляемый способ производства холоднокатаной ленты не следует явным образом из известного уровня техники, а следовательно, соответствует условию патентноспособности «изобретательский уровень».
Пример реализации способа
На непрерывном пятиклетевом стане холодной прокатки 630 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» из горячекатаного травленого подката толщиной 2,45-2,65 мм прокатывают ленту размерами 0,8×390 мм из стали марки St37-2, имеющей следующий химический состав: С 0,13-0,17%, Мn 0,40-0,70%, Si<0,10% (например, в соответствии с ТУ 14-101-641-2006).
После прокатки на непрерывном пятиклетевом стане осуществляют низкотемпературную термообработку рулонов ленты в колпаковых печах. Затем производят дрессировку отожженной ленты на прокатно-дрессировочном стане на конечную толщину.
Варианты технологических параметров, по которым по заявляемому способу осуществлялась холодная прокатка ленты из стали марки St37-2 на непрерывном пятиклетевом стане холодной прокатки 630 ОАО «ММК», а также результаты исследований представлены в таблице.
| Технические параметры производства холоднокатаной ленты из стали марки St37-2 на пятиклетевом стане 630 ОАО «МКМ» | |||||
| № п/п | Толщина полосы, мм | Суммарное относительное обжатие, ε,% | Временное сопротивление разрыву, σв, Н/мм2 | Относительное удлинение, δ4,% | Примечание |
| 1 | 0,8 | 66 | 770 | 5,0-7,5 | |
| 2 | 0,8 | 67 | 800 | 3,0-4,5 | |
| 3 | 0,8 | 68 | 820 | 2,5-4,0 | |
| 4 | 0,8 | 70 | 835 | 1,5-3,0 | |
| 5 | 0,8 | 71 | 850 | 0,5-1,0 | многочисленные порывы при прокатке ленты, глубокие трещины по кромкам ленты |
| 6 | 0,85 | 66 | 750 | 4,5-7,0 | |
| 7 | 0,85 | 67 | 795 | 3,0-4,5 | |
| 8 | 0,85 | 68 | 810 | 2,5-4,5 | |
| 9 | 0,85 | 70 | 830 | 2,0-3,5 | |
| 10 | 0,85 | 71 | 850 | 0,5-1,0 | многочисленные порывы ленты при прокатке, трещины по кромкам ленты |
| 11 | 0,9 | 65 | 740 | 4,5-8,0 | |
| 12 | 0,9 | 67 | 780 | 3,0-5,0 | |
| 13 | 0,9 | 69 | 835 | 2,0-3,5 | |
| 14 | 0,9 | 70 | 820 | 2,5-3,5 | |
| 15 | 0,9 | 71 | 840 | 0,5-1,5 | значительное количество порывов ленты при прокатке, трещины по кромкам ленты |
Заявляемая технология производства рулонов на примере производства холоднокатаной ленты из стали марки St37-2 обеспечивает получение следующих механических свойств: временное сопротивление разрыву σв не менее 780 Н/мм2 при одновременно узком диапазоне относительного удлинения δ100 в пределах 1-5%.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемый способ работоспособен и устраняет недостатки, имеющие место в прототипе.
Заявляемый способ может найти широкое применение при производстве холоднокатаной ленты, используемой в качестве упаковочной, из марок стали с содержанием 0,13-0,17% углерода и 0,4-0,7% марганца с жестко регламентируемыми механическими свойствами, обеспечивающими ее эффективную безобрывную переработку. Следовательно, заявляемый способ соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».
Способ производства холоднокатаной ленты толщиной 0,8-0,9 мм из низкоуглеродистой стали, содержащей углерод 0,13-0,17 мас.% и марганец 0,4-0,7 мас.%, включающий удаление окалины с поверхности горячекатаного подката травлением, холодную прокатку на непрерывном стане с суммарным относительным обжатием 67-70% и последующую термообработку.
