Способ производства низкоуглеродистой холоднокатаной тонколистовой стали
Владельцы патента RU 2471876:
Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" (RU)
Изобретение относится к прокатному производству, в частности к изготовлению тонколистовой низкоуглеродистой холоднокатаной стали для штамповки. Заявлен способ производства холоднокатаного тонколистового проката из низкоуглеродистой стали марки DC01 толщиной 0,60…1,2 мм. Способ включает холодную прокатку в рулоны, отжиг и дрессировку. Холодную прокатку стали с содержанием 0,06…0,09 мас.% углерода, 0,40…0,55% марганца, не более 0,05% кремния, отжиг ведут в колпаковых печах с защитной атмосферой, состоящей из 93% N2 и 7% Н2, с нагревом до температуры окончательной выдержки на 120°С выше температуры начала рекристаллизации нагреваемой стали и промежуточными выдержками при температурах 580°С и 650°С по стендовой термопаре. Общая продолжительность нагрева составляет 36-64 часа в зависимости от ширины полосы и массы нижнего рулона в садке, дрессировку производят на валках с шероховатостью поверхности Ra 4,5-6,0 мкм и относительным обжатием εд 0,9-1,5%. Технический результат - получение холоднокатаной стали DC01 толщиной 0,60…1,20 мм с пределом текучести σт 220-260 Н/мм2, временным сопротивлением разрыву σв 290-360 Н/мм2, относительным удлинением δ4 менее 32% и шероховатостью поверхности Ra 1,4-2,2 мкм. 1 табл., 3 пр.
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении холоднокатаной низкоуглеродистой стали, в частности для штамповки.
Известен способ производства холоднокатаных полос для переработки холодной формовкой из стали, содержащей 0,07% углерода при соотношении содержания марганца к сере не менее 7 и успокоенной алюминием, включающий горячую прокатку слябов и горячекатаных полос на стане холодной прокатки, после которой полосы подвергают рекристаллизационному отжигу (см. пат. США №3668016, кл. В22D 5/06, опубл, 06.06.72 г.). Однако этот способ не пригоден для производства низкоуглеродистой тонколистовой стали с дополнительными требованиями.
Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ производства низкоуглеродистой тонколистовой холоднокатаной стали (патент РФ №2379360 от 20.01.2010 г.).
Этот способ включает холодную прокатку, термообработку и дрессировку полос с заданными режимами процессов и для получения листового проката толщиной 0,60…1,2 мм весьма особо сложной категории вытяжки с микронеровностью поверхности в пределах Ra=0,7…1,2 мкм из стали, содержащей 0,02…0,04 мас.% углерода, 0,15…0,25% марганца, не более 0,01% кремния, хром, никель и медь в суммарном количестве не более 0,1%, а также серу, фосфор, азот и алюминий, холодную прокатку производят с суммарным обжатием в пределах 57…70%, отжиг рулонов осуществляют при температуре окончательной выдержки 710°С и без ее снижения, а дрессировку отожженных полос ведут в валках с шероховатостью их бочек Ra=2,5…3,0 мкм при величине относительного обжатия εд в пределах 0,9…1,1%.
Однако эта технология не обеспечивает конкретные требуемые механические свойства низкоуглеродистой холоднокатаной стали марки DC01 по EN 10130.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение потребительских свойств и получение низкоуглеродистой холоднокатаной стали марки DC01 по EN 10130 толщиной 0,60…1,20 мм со следующими механическими свойствами: предел текучести σт 220-260 Н/мм2, временное сопротивление разрыву σв 290-360 Н/мм2, относительное удлинение δ4 не менее 32% и шероховатость поверхности полосы Ra 1,4-2,2 мкм.
Для решения этой задачи в способе производства холоднокатаного тонколистового проката из низкоуглеродистой стали толщиной 0,60…1,2 мм, преимущественно марки DC01, включающем холодную прокатку, отжиг и дрессировку, в отличие от ближайшего аналога холоднокатаный прокат из стали с содержанием 0,06…0,09 мас.% углерода, 0,40…0,55% марганца, не более 0,05% кремния подвергают отжигу в колпаковых печах с защитной атмосферой, состоящей из 93% N2 и 7% H2, с нагревом до температуры окончательной выдержки на 120°С выше температуры начала рекристаллизации нагреваемого металла и промежуточными выдержками при температурах 580°С и 650°С по стендовой термопаре, при этом общая продолжительность нагрева составляет 36-64 часа в зависимости от ширины полосы и массы нижнего рулона в садке, дрессировку производят на валках с шероховатостью поверхности Ra 4,5-6,0 мкм и относительным обжатием εд 0,9-1,5%.
Приведенные параметры технологического процесса получены опытным путем и являются эмпирическими.
Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации параметров процесса производства листовой холоднокатаной конструкционной стали, обеспечивающей ее высокие потребительские свойства: заданные механические свойства и обеспечение необходимой микрогеометрии поверхности полосы (параметр шероховатости Ra).
Отжиг рулонов в печах с защитной атмосферой, состоящей из 93% N2 и 7% H2, при подъеме температуры окончательной выдержки, выше назначенной, не позволяет получить требуемый диапазон пластических характеристик, предел текучести σт будет менее 220 Н/мм2.
Отжиг рулонов в печах с азотной защитной атмосферой с температурой окончательной выдержки, ниже назначенной, не позволяет получить относительное удлинение δ4 не менее 32%.
Промежуточная выдержка при температуре менее 580°С ухудшает качество поверхности проката.
При промежуточной выдержке при температуре менее 650°С происходит неравномерный прогрев рулона, что приводит к неоднородности механических свойств по длине рулона.
Промежуточные выдержки при температурах более 580°С и более 650°С нецелесообразны из-за технических возможностей регулирования температуры колпаковой печи.
Дрессировка холоднокатаных отожженных полос с обжатием εд менее 0,9% не обеспечивает нижний уровень предела текучести σт 220 Н/мм2.
Дрессировка с обжатиями εд более 1,5% приводит к снижению относительного удлинения δ4 не менее 32%.
Необходимое качество поверхности готовых листов (микрогеометрия с Ra=1,4-2,2 мкм) достигалась только при дрессировке в рабочих валках с шероховатостью поверхности их бочек Ra=4,5-6,0 мкм.
Снижение шероховатости поверхности бочки рабочих валков Ra менее 4,5 мкм и повышение шероховатости поверхности бочки рабочих валков Ra более 6,0 мкм не позволяет получить требуемую шероховатость полосы Ra с учетом коэффициента отпечатываемости.
Примеры конкретного выполнения
Опытную проверку заявляемого технического решения осуществляли в ЛПЦ-5 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».
С этой целью при производстве полосовой рулонной стали марки DC01 размерами 1,2×1222 мм варьировали параметры режима отжига и величину обжатия (εд) при дрессировке отожженной стали. Параметр шероховатости поверхности бочки рабочих валков дрессировочного стана находились в пределах Ra=4,5-6,0 мкм.
Результаты приведены в таблице.
Технико-экономические исследования показали, что внедрение заявляемой технологии при производстве низкоуглеродистой холоднокатаной тонколистовой стали позволит повысить выход листового проката с заданными потребительскими свойствами не менее чем на 5% при соответствующем увеличении прибыли от его реализации.
| Способ производства низкоуглеродистой холоднокатаной тонколистовой стали |
||||||
| Номер примера | Режим отжига | Величина обжатия при дрессировке εд, % | Механические свойства | Примечание | ||
| σт, Н/мм2 | σв, Н/мм2 | δ4, % | ||||
| 1 | t1=580°C t2=650°C t3=690°С | 1,0 | 230 | 310 | 33 | Удовлетворяет требованиям потребителя |
| 2 | t1=480°C t2=620°C 13=700°С | 0,6 | 205 | 310 | 32 | Не удовлетворяет требованиям потребителя |
| 3 | t1=430°C t2=550°C t3=670°C | 1,8 | 240 | 380 | 30 | Не удовлетворяет требованиям потребителя |
| где t1 - температура первой промежуточной выдержки, | ||||||
| t2 - температура второй промежуточной выдержки, | ||||||
| t3 - температура окончательной выдержки. |
Способ производства холоднокатаного тонколистового проката из низкоуглеродистой стали марки DC01 толщиной 0,60…1,2 мм, включающий холодную прокатку в рулоны, отжиг и дрессировку, отличающийся тем, что осуществляют холодную прокатку стали с содержанием 0,06…0,09 мас.% углерода, 0,40…0,55 мас.% марганца, не более 0,05 мас.% кремния, отжиг ведут в колпаковых печах с защитной атмосферой, состоящей из 93% N2 и 7% Н2, с нагревом до температуры окончательной выдержки на 120°С выше температуры начала рекристаллизации нагреваемой стали и промежуточными выдержками при температурах 580°С и 650°С по стендовой термопаре, при этом общая продолжительность нагрева составляет 36-64 ч в зависимости от ширины полосы и массы нижнего рулона в садке, дрессировку производят на валках с шероховатостью поверхности Ra 4,5-6,0 мкм и относительным обжатием εд 0,9-1,5%.
