Способ производства листовой стали


 

C21D1/02 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

Владельцы патента RU 2452776:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении высокопрочной листовой стали. Для повышения механических свойств листа осуществляют нагрев слябов, многопроходную горячую прокатку полос с температурой конца прокатки не ниже критической точки АС3 и ускоренное охлаждение движущихся полос водой, при этом подачу охлаждающей воды производят через металлическую сетку прижимаемую к поверхности полосы и, суммарная площадь ячеек которой на просвет составляет не менее 90% ее общей площади. Кроме того, охлаждение осуществляют водой с удельным расходом 0,4-5,2 м32·ч. 1 табл.

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении высокопрочной листовой стали.

Известен способ производства полос, включающий нагрев слябов, горячую прокатку полос на непрерывном широкополосном стане, охлаждение движущихся полос водой до температуры смотки путем изменения расхода охлаждающей воды, при этом температуру смотки по длине полосы устанавливают по предложенной зависимости [Авт. свид. СССР №1601154, МПК C21D 9/46, 1990 г.].

Известен также способ производства листовой стали, включающий нагрев слябов до температуры 1260°C, многопроходную черновую и чистовую прокатку полос с температурой конца прокатки не ниже критической точки АС3, ускоренное охлаждение движущихся полос водой до температуры смотки ниже AC1 и смотку в рулоны [Франценюк И.В., Франценюк Л.И. Современные технологии производства металлопроката на Ново-Липецком металлургическом комбинате. - М.: Академкнига, 2003, с.118-121].

Недостатки известных способов состоят в том, что при подаче охлаждающей воды непосредственно на поверхности полосы, вследствие низкой скорости охлаждения, не обеспечивается формирование мелкозернистой микроструктуры листовой стали, что ухудшает ее механические свойства.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ производства листовой стали, включающий нагрев слябов, многопроходную горячую прокатку полос с температурой конца прокатки не ниже критической точки АС3, ускоренное охлаждение движущихся полос водой, подаваемой на верхнюю сторону ламинарными струями, и смотку полос в рулоны [Полухин П.И. и др. Технология процессов обработки металлов давлением. - М.: Металлургия, 1988, с.188-189, 199].

Недостаток известного способа состоит в том, что при таком способе охлаждения слой воды скапливается над поверхностью полосы, но не контактирует с ней, а удерживается на паровой подушке. Это приводит к ухудшению теплопередачи от поверхности полосы, снижению скорости охлаждения и механических свойств листовой стали.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении механических свойств листовой стали.

Для решения поставленной технической задачи в известном способе производства листовой стали, включающем нагрев слябов, многопроходную горячую прокатку полос с температурой конца прокатки не ниже критической точки АС3, и ускоренное охлаждение движущихся полос водой, согласно предложению, подачу охлаждающей воды производят через металлическую сетку, которую прижимают к поверхности полосы, причем суммарная площадь ячеек сетки на просвет составляет не менее 90% ее общей площади. Кроме того, охлаждение осуществляют водой с удельным расходом 0,4-5,2 м32·ч.

Сущность изобретения состоит в следующем. Металлическая сетка, прижимаемая в движущейся полосе, нарушает целостность слоя воды над поверхностью полосы и обеспечивает выход пара из паровых подушек. При этом вода вступает в непосредственный контакт с нагретой поверхностью, благодаря чему возрастает скорость охлаждения. Кроме того, металлическая сетка, имеющая развитую поверхность, нагреваясь от полосы, обеспечивает дополнительный интенсивный теплоотвод. Охлаждающая вода, подаваемая на металлическую сетку, вскипает и испаряется на ней, благодаря чему реализуется механизм испарительного охлаждения. В результате имеет место увеличение скорости охлаждения прокатанной стальной полосы, находящейся в аустенитном состоянии. Это препятствует развитию собирательной рекристаллизации аустенита, увеличению скорости прохождения перлитной области на диаграмме превращения аустенита, формированию фазового состава стали, состоящего из мартенсита и игольчатого феррита. Благодаря этому достигается повышение механических свойств листовой стали.

Экспериментально установлено, что при суммарной площади ячеек на просвет сетки менее 90% ее общей площади ухудшаются условия отвода тепла водой, что ведет к снижению механических свойств листовой стали.

При удельном расходе воды менее 0,4 м32·ч теплосъем от полосы уменьшается, снижается скорость охлаждения и механические свойства листовой стали из-за роста в микроструктуре колоний перлита. При удельном расходе воды 5,2 м32·ч имеет место эффект насыщения: дальнейшее увеличение удельного расхода не приводит к повышению механических свойств листовой стали, а лишь увеличивает общий расход воды и энергозатраты насосов, подающих охлаждающую воду.

Примеры реализации способа

Для производства листовой стали используют непрерывно литые слябы толщиной 250 мм следующего химического состава, мас.%:

С Мn Mo Nb Ti В Al Cr Fe + примеси
0,08 1,7 0,25 0,04 0,02 0,006 0,03 0,2 Остальное

Слябы загружают в методическую печь и нагревают до температуры аустенитизации Та=1160°C. После выравнивания температуры по сечению очередной сляб подают к непрерывному широкополосному стану 2000 и подвергают многопроходной черновой прокатке до промежуточной толщины Н=50 мм. Затем раскат прокатывают в чистовой 7-клетевой непрерывной группе в полосу конечной толщины Нш=10,0 мм. Температуру конца прокатки поддерживают равной Ткп=780°C, т.е. не ниже критической точки для данной стали АС3=760°C.

К верхней поверхности прокатанной полосы прижимают стальную проволочную сетку с суммарной площадью ячеек сетки на просвет, составляющей S=95% от ее общей площади, и незамедлительно подвергают полосу ускоренному охлаждению путем подачи через сетку (т.е. сквозь нее) охлаждающей воды с удельным расходом Q=2,8 м32·ч. Охлаждение полосы ведут до температуры 590°C, после чего осуществляют ее смотку в рулон.

Варианты реализации предложенного способа и механические свойства листовой стали приведены в таблице.

Из данных, представленных в таблице, следует, что при реализации предложенного способа (варианты №2-4) имеет место повышение механических свойств горячекатаной листовой низколегированной стали. При запредельных значениях заявленных параметров (варианты №1 и №5), а также реализации известного способа [Полухин П.И. и др. Технология процессов обработки металлов давлением. - М.: Металлургия, 1988, с.188-189, 199] (вариант №6) имеет место снижение комплекса механических свойств листовой стали.

Таблица
Режимы производства и механические свойства листовой стали
№ варианта Tкп, °C S, % Q, м32·ч σ, МПа σ, МПА δ5, % KCV-10, Дж/см2
1. 750 85 0,3 750 590 30 180
2. 760 90 0,4 820 670 34 355
3. 780 95 2,8 830 680 36 360
4. 800 97 5,2 840 680 34 355
5. 810 80 5,3 750 590 31 210
6. 790 - 7,9 640 500 27 200

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что подача охлаждающей воды через металлическую сетку, которую прижимают к поверхности движущейся полосы, с суммарной площадью ячеек сетки на просвет, составляющей не менее 90% ее общей площади, и удельным расходом охлаждающей воды 0,4-5,2 м32·ч, обеспечивает, во-первых, удаление с поверхности полосы воды, которая образует паровую подушку, препятствующую непосредственному контакту полосы с водой, и, во-вторых, сама металлическая сетка, нагреваясь от тепла полосы, увеличивает суммарную площадь охлаждения, образует дополнительные очаги кипения воды, реализуя наиболее эффективный режим испарительного охлаждения. Благодаря этому в полосе формируется мелкозернистая микроструктура, состоящая из игольчатого феррита и мартенсита, что повышает механические свойства листовой стали.

Побочным эффектом является снижение расхода охлаждающей воды за счет повышения эффективности охлаждения горячекатаных полос.

В качестве базового объекта принят известный способ производства листовой стали [Полухин П.И. и др. Технология процессов обработки металлов давлением. - М.: Металлургия, 1988, с.188-189, 199]. Использования предложенного способа обеспечит повышение рентабельности производства и применения листовой стали на 10-15%.

1. Способ производства листовой стали, включающий нагрев слябов, многопроходную горячую прокатку полос с температурой конца прокатки не ниже критической точки АС3 и ускоренное охлаждение движущихся полос водой, отличающийся тем, что подачу охлаждающей воды производят через металлическую сетку, прижимаемую к поверхности полосы, суммарная площадь ячеек которой на просвет составляет не менее 90% ее общей площади.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждение осуществляют водой с удельным расходом 0,4-5,2 м32·ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению горячекатаных листов и деталей из многофазных сталей, используемых в автомобилестроении. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению ориентированной кремнистой стали с высокими электромагнитными свойствами. .

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к технологии производства горячеоцинкованной полосы повышенной прочности, предназначенной для изготовления деталей автомобиля методом штамповки Для повышения прочностных характеристик стали с сохранением высокой пластичности проводят аустенитизацию (3) углеродистой стали (1) при температуре, превышающей температуру аустенитизации, затем вводят сталь (1) в ванну (2) с закалочной средой (21) для охлаждения до температуры, меньшей температуры аустенитизации, доводят сталь (1) до температуры бейнитного превращения и выдерживают в течение определенного времени при этой температуре, при этом количество закалочной среды (21) и длительность контакта стали с закалочной средой (21) таковы, что в общей структуре углеродистой стали (1), находящейся в ванне (2) с закалочной средой (21), образуется заданная доля бейнитной структуры, при выходе углеродистой стали (1) из ванны (2) остатки закалочной среды (21) удаляют с ее поверхности воздействием газа, затем углеродистую сталь (1) перемещают через расположенную после ванны станцию (13) изотермической выдержки, в которой проводят превращение остальных составляющих структуры углеродистой стали (1) в бейнит, протекающее при температуре бейнитного превращения и без отклонения углеродистой стали (1) при ее перемещении до полного формирования в ней бейнитной структуры и окончательно охлаждают сталь (1) на станции (17, 18) охлаждения.

Изобретение относится к области металлургии, в частности изготовлению фасонной детали. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности для изготовления холодно- или горячекатаной ленты из двухфазной стали повышенной прочности с высокой характеристикой деформируемости, используемой при производстве автомобилей облегченной конструкции.

Изобретение относится к получению листа из электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой, имеющего на наружной поверхности не содержащую хром пленку с отличной стойкостью к отжигу и хорошими магнитными характеристиками.

Изобретение относится к области металлургии. .
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству нового высокоэффективного вида металлопродукции - толстолистовому прокату из низколегированной стали для мостостроения.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению горячекатаных листов и деталей из многофазных сталей, используемых в автомобилестроении. .

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к производству листового проката, и может быть использовано при изготовлении толстых листов и штрипсов из низколегированных сталей с применением контролируемой прокатки.
Изобретение относится к области металлургии, в частности для изготовления холодно- или горячекатаной ленты из двухфазной стали повышенной прочности с высокой характеристикой деформируемости, используемой при производстве автомобилей облегченной конструкции.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стальным плитам с высокой прочностью на растяжение, подходящим для применения в строительной технике, для резервуаров, напорных труб и трубопроводов.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к конструкционным свариваемым сталям, используемым при производстве сварных конструкций и платформ большегрузных автомобилей, для работы в условиях северных районов.
Изобретение относится к области металлургии. .

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве широких горячекатаных полос толщиной 10÷16 мм, преимущественно из трубных марок стали категории прочности К56.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству проката ответственного назначения. .
Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть применено для получения штрипса с категорией прочности Х70, используемого при строительстве магистральных нефтегазопроводов.

Изобретение относится к способу получения полос из кремнистой стали, в частности из кремнистой стали с ориентированной зернистой структурой, а также из многофазной стали.
Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано при восстановлении и упрочнении изношенной стальной детали посредством электроконтактной приварки к стальной детали стальной среднеуглеродистой ленты.
Наверх