Способ термообработки холоднокатаной листовой стали

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к технологии термообработки низкоуглеродистой тонколистовой стали. Для повышения потребительских свойств листовой стали, содержащей, мас.%: до 0,07 углерода, 0,20-0,35 марганца, 0,02-0,07 алюминия с суммарным содержанием хрома, никеля и меди до 0,16, проводят отжиг рулонов в колпаковых печах с азотоводородной защитной атмосферой при температуре 850°С по зональной термопаре или в печах с водородной атмосферой при температуре по стендовой термопаре 690°С и температуре ядра 660°С, а отожженные рулоны выдерживают перед дрессировкой не менее 48 часов.

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в технологии термообработки холоднокатаной низкоуглеродистой тонколистовой стали.

Для термообработки полосового проката (в том числе - в рулонах) применяют различные виды отжига, которые достаточно подробно описаны, например, в книге Ю.М.Лахтина «Металловедение и термическая обработка металлов», М., «Металлургия», 1969, с.236-244. Рулонная полосовая сталь проходит отжиг, как правило, в колпаковых печах с защитной атмосферой, препятствующей окислению поверхности металла.

Известен способ термообработки тонкой ленты из углеродистой стали, при котором после ее закалки производят отпуск, пропуская ленту между нагретыми до определенных температур пластинами (см. А.С. СССР №1696521, кл. C21D 9/52, опубл. В БИ №45, 1991 г.). Однако этот способ непригоден для термообработки широкополосной низкоуглеродистой стали.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ термической обработки холоднокатаной листовой малоуглеродистой стали по а.с. СССР №1444372, кл. C21D 9/48, опубл. В БИ №46, 1988 г.

Этот способ термообработки путем отжига рулонных полос в колпаковых печах характеризуется тем, что отжиг ведут при температурах 530…550°С, 620…630°С и 640…650°С с определенным временем нагрева, а выдержку на последней ступени делают в пределах 5…7 час.

Известный способ также непригоден для термообработки низкоуглеродистой стали, содержащей Аl, Сr, Ni и Сu, так как не обеспечивает требуемую ее штампуемость, т.е. заданные потребительские свойства листового проката.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение потребительских свойств (улучшение механических свойств) указанного проката.

Для решения этой задачи в способе термообработки холоднокатаной листовой стали путем отжига рулонных полос в колпаковых печах сталь, содержащую до 0,07 мас.% углерода; 0,20…0,35% марганца; 0,02…0,07% алюминия и с суммарным содержанием хрома, никеля и меди до 0,16%, отжигают в печах с азотоводородной защитной атмосферой при температуре 850°С по зональной термопаре или в печах с водородной атмосферой при температуре отстающей точки 660° с, а отожженные рулоны выдерживают перед дрессировкой не менее 48 часов.

Приведенные параметры процесса отжига получены опытным путем и являются эмпирическими. Сущность заявляемого технического решения состоит в оптимизации температур отжига, а также времени выдержки (т.е. охлаждения) рулонов перед дрессировкой полос. При этом в печах с азотоводородной защитной атмосферой устанавливаются термопары, контролирующие пространство печи (зональные), а в печах с водородной атмосферой - термопары устанавливаются непосредственно вблизи нагреваемой стопы рулонов, а также внутри ее (стендовые). Такое разделение мест контроля температур гарантирует точное их измерение в различных по составу защитных атмосферах.

Опытную проверку предлагаемого способа осуществляли в термическом отделении ЛПЦ-5 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». С этой целью при отжиге холоднокатаных рулонов полосовой стали различного сортамента варьировали температуры отжига в указанных пространствах, а также продолжительность выдержки отожженного металла перед его дрессировкой. Результаты опытов оценивали по выходу качественной листовой стали с требуемыми потребительскими свойствами.

Наилучшие результаты получены с использованием заявляемой технологии отжига; отклонения от рекомендуемых ее параметров ухудшали достигнутые показатели (выход качественного проката до 99,6%).

Так, например, уменьшение температур как в печах с азотоводородной защитной атмосферой (ниже 850°С по зональной термопаре), так и печах с водородной атмосферой (ниже 690°С по стендовой термопаре и при температуре отстающей точки менее 660°С) ухудшали пластические свойства стали и штампуемость листов (из-за увеличения отношения σт/σв, т.е. величины предела текучести σт при, практически, постоянной величине временного сопротивления σв стали). Повышение указанных температур приводило при штамповке контрольных образцов к появлению линий текучести (линий Людерса).

Сокращение времени выдержки отожженных рулонов (менее 48 часов) приводило к отбраковке до 7% листовой стали из-за неудовлетворительных ее механических свойств.

Использование известной технологии, взятой в качестве ближайшего аналога (см.выше), дало выход качественного листа не более 82%. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

Технико-экономический анализ показал, что внедрение настоящего изобретения в ОАО «ММК» повысит выход качественного листа из указанной стали не менее, чем на 8% с соответствующим ростом прибыли от его реализации.

Пример конкретного выполнения

1. Рулонная сталь, содержащая 0,05% С, 0,27% Мn, 0,05% Аl и 0,15% Cr+Ni+Cu, размером 1,2×1280 мм отжигается в колпаковых печах с водородной защитной атмосферой при температуре по стендовой термопаре 690°С и с температурой отстающей точки 660°С с промежуточным затягиванием от температуры 450°С до 550°С продолжительностью 6 час и с выдержкой под колпаком с потушенными горелками после нагрева в течение 3 час. Водоохлаждение начинается при температуре 380°С, распаковка производится при температуре 150°С в отстающей точке.

2. Та же сталь отжигается в колпаковых печах с азотоводородной атмосферой при температуре 850°С по зональной термопаре. Отжиг производится при температуре 690°С с промежуточными выдержками при температурах 380, 450, 650°С. Выдержка под колпаком с потушенными горелками производится продолжительностью 4 часа и далее распаковка садки рулонов осуществляется при температуре 130°С по стендовой термопаре. В обоих случаях рулоны перед дрессировкой выдерживают после отжига 48 час.

Выход годной продукции составил 99,5%.

Способ термообработки холоднокатаной листовой стали, содержащей, мас.%: до 0,07 углерода, 0,20-0,35 марганца, 0,02-0,07 алюминия и с суммарным содержанием хрома, никеля и меди до 0,16, путем отжига рулонов полос в колпаковой печи с азотно-водородной защитной атмосферой при температуре 850°С по зональной термопаре или в печи с водородной атмосферой при температуре по стендовой термопаре 690°С и температуре отстающей точки 660°С, в котором отожженные рулоны полос выдерживают не менее 48 ч перед дрессировкой.