Способ производства горячекатаной широкополосной стали



 


Владельцы патента RU 2476278:

Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" (RU)

Изобретение предназначено для повышения потребительских свойств горячекатаного широкополосного проката в виде широкополосной стали. Способ включает горячую прокатку, ускоренное охлаждение полос с заданными температурами и с последующей смоткой их в рулоны. Повышение прочностных свойств проката обеспечивается за счет того, что при получении из стальной полосы ферритно-мартенситной структуры с содержанием 0,09…0,11 мас.% углерода, 0,37…0,65% кремния, 1,25…1,60% марганца, 0,48…0,57% хрома и 0,02…0,1% никеля проката при соотношении пределов текучести и прочности ≤0,8 с σв=450…1000 Н/мм2, между предварительным и заключительным охлаждениями осуществляют выдержку проката на воздухе, при этом температуру металла в последнем проходе выдерживают выше температуры Ar3 на 0…25°С, температуру после предварительного ускоренного охлаждения обеспечивают ниже Ar1 на величину , а температуру смотки выдерживают ниже Ar1 на величину , вычисляя величины Ar3 и Ar1 по формулам: Ar3=879,2-94,24[С]-21,13[Si]-25,56[Mn]+47,71[Cr]+16,44[Ni]; Ar1=729,2-9,24[С]+12,13[Si]-15,56[Mn]+17,71[Cr]-46,44[Ni], где [С], [Si], [Mn], [Cr], [Ni] - вышеуказанное содержание элементов в стали соответственно углерода, кремния, марганца, хрома и никеля, мас.%. 1 пр.

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении горячекатаной широкополосной (полосовой) стали.

Технология горячей прокатки низкоуглеродистой полосовой стали достаточно подробно описана, например, в книге П.И.Полухина и др. «Прокатное производство», М., «Металлургия», 1982, с.418-420.

Известен способ горячей прокатки низкоуглеродистой тонколистовой стали на непрерывном многоклетевом стане (см. патент РФ №2353442, кл. В21В 1/26, опубл. 10.12.2007 г.) с заданными температурными режимами прокатки и смотки полосы, при котором полосу прокатывают на толщину 2,4…4,0 мм при температуре в VI клети стана, равной 1060±20°С, а заканчивают прокатку при температуре 875+15°С, причем смотку полосы осуществляют при Т=695±15°С. Однако этот способ непригоден для получения из стали с содержанием 0,09…0,11 мас.% углерода при соотношении проката с σв=450…1000 н/мм2.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является технология горячей прокатки и смотки полос на стане 1700, приведенная в справочнике под ред. В.И.Зюзина и А.В.Третьякова «Технология прокатного производства», кн.2, М., «Металлургия», 1991, с.969-971 и табл.V.29.

Эта технология включает горячую прокатку полос, ускоренное охлаждение с заданными температурами и с последующей смоткой в рулоны и характеризуется тем, что температуру конца прокатки принимают в пределах 810…930°С (в зависимости от марки стали), а температуру смотки полос 580…650°С либо вообще не регламентируют, что затрудняет получение полосового проката с заданными прочностными свойствами.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение потребительских свойств горячекатаного широкополосного проката за счет повышения его прочностных свойств, что повышает результативность производства данного вида проката.

Для решения этой задачи в предлагаемом способе производства горячекатаной широкополосной стали, включающем горячую прокатку, ускоренное охлаждение полос с заданными температурами и с последующей смоткой их в рулоны, в отличие от ближайшего аналога для получения из стальной полосы ферритно-мартенситной структуры с содержанием 0,09…0,11 мас.% углерода, 0,37…0,65% кремния, 1,25…1,60% марганца, 0,48…0,57% хрома и 0,02…0,1% никеля при соотношении проката с σв=450…1000 Н/мм2, между предварительным и заключительным охлаждениями осуществляют выдержку проката на воздухе, при этом температуру металла в последнем проходе выдерживают выше температуры Аr3 на 0…25°С, температуру после предварительного ускоренного охлаждения обеспечивают ниже Ar1 на величину , а температуру смотки выдерживают ниже Ar1 на величину , вычисляя величины Аr3 и Ar1 по формулам:

Аr3=879,2-94,24[С]-21,13[Si]-25,56[Mn]+47,71[Cr]+16,44[Ni];

Ar1=729,2-9,24[С]+12,13[Si]-15,56[Mn]+17,71[Cr]-46,44[Ni],

где [С], [Si], [Mn], [Cr], [Ni] - вышеуказанное содержание элементов в стали соответственно углерода, кремния, марганца, хрома и никеля, мас.%.

Приведенные математические соотношения получены при обработке опытных данных и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации параметров температурного режима прокатки и смотки для полосовой стали, что позволяет получать тонколистовую горячекатаную сталь с заданными прочностными свойствами.

При реализации предлагаемого способа горячей прокатки температура металла в последнем проходе после предварительного ускоренного охлаждения и смотки принимается в соответствии с вышеприведенными зависимостями, которые определяются при конкретных содержаниях указанных элементов в стали.

Опытную проверку заявляемого способа осуществляли на широкополосном стане 2000 горячей прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». С этой целью при горячей прокатке сталей с содержанием 0,09…0,11 мас.% углерода, 0,37…0,65% кремния, 1,25…1,60% марганца, 0,48…0,57% хрома и 0,02…0,1% никеля варьировали величины Δуо, и Δсм, оценивая результаты по выходу листовой стали различных классов прочности.

Наилучшие результаты (выход проката заданного класса прочности в пределах 97,5…99,2%) получены при реализации настоящего способа. Отклонения от рекомендуемых величин Δуо, и Δсм ухудшали достигнутые показатели. Так например, при и выход листовой стали требуемого класса прочности не превысил 91,0% по причине снижения прочностных свойств. Увеличение значений Δуо, и Δсм более рекомендуемых дало выход листового проката требуемого класса прочности не более 93% по причине ухудшения пластических свойств.

Технология горячей прокатки листа, взятая в качестве ближайшего аналога, дала выход проката требуемого класса прочности в пределах 87,1…89,4%.

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

Технико-экономические исследования показали, что использование настоящего изобретения при производстве горячекатаной листовой стали с заданными прочностными свойствами позволит уменьшить производственные затраты почти в 1,2 раза с соответствующим снижением себестоимости проката.

Пример конкретного выполнения

1. На широкополосном стане 2000 горячей прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» прокатывается сталь с содержанием 0,11 мас.% углерода, 0,65% кремния, 1,60% марганца, 0,57% хрома и 0,03% никеля, значение σв=700 Н/мм2 при .

Химический состав стали содержит максимальное заявление процентное содержание легирующих элементов при среднем значении предела прочности σв.

Сталь прокатывается при , .

Так как: Аr3=879,2-94,24[С]-21,13[Si]-25,56[Mn]+47,71[Cr]+16,44[Ni]=879,2-94,24*0,11-21,13*0,65-25,56*1,60+47,71*0,57+16,44*0,03=841,89°С и Ar1=729,2-9,24[С]+12,13[Si]-15,56[Mn]+17,71[Cr]-46,44[Ni]=729,2-9,24*0,11+12,13*0,65-15,56*1,60+17,71*0,57-46,44*0,03=719,87°С.

Температурный режим прокатки:

Температура конца прокатки tкп=Аr3+(0…25°С)=841,89+(0…25)=841,89…866,89°С,

Температура после предварительного ускоренного охлаждения tyo=Ar1уo=719,87-105,16=614,71°С,

Температура смотки tсм=Ar1см=719,87-497,5=222,37°С.

2. На широкополосном стане 2000 горячей прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» прокатывается сталь с содержанием 0,11 мас.% углерода, 0,65% кремния, 1,60% марганца, 0,57% хрома и 0,1% никеля, значение σв=1000 Н/мм2 при .

Химический состав стали содержит максимальное заявленное процентное содержание легирующих элементов при максимальном значении предела прочности σв.

Сталь прокатывается при , .

Так как: Аr3=879,2-94,24[С]-21,13[Si]-25,56[Мn]+47,71[Сr]+16,44 [Ni]=879,2-94,24*0,11-21,13*0,65-25,56*1,60+47,71*0,57+16,44*0,1=843,04°С и Аr1=729,2-9,24[С]+12,13[Si]-15,56[Мn]+17,71[Сr]-46,44[Ni]=729,2-9,24*0,11+12,13*0,65-15,56*1,60+17,71*0,57-46,44*0,1=716,62°С.

Температурный режим прокатки:

Температура конца прокатки tкп=Ar3+(0…25°С)=843,04+(0…25)=843,04…868,04°С,

Температура после предварительного ускоренного охлаждения tyo=Ar1уо=716,62-147,16=569,46°С,

Температура смотки tсм=Ar1см=716,62-533,5=183,12°С.

3. На широкополосном стане 2000 горячей прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» прокатывается сталь с содержанием 0,09 мас.% углерода, 0,37% кремния, 1,25% марганца, 0,48% хрома и 0,02% никеля, значение σв=450 Н/мм при .

Химический состав стали содержит минимальное заявленное процентное содержание легирующих элементов при минимальном значении предела прочности σв.

Сталь прокатывается при , .

Так как: Аr3=879,2-94,24[С]-21,13[Si]-25,56[Мn]+47,71[Сr]+16,44[Ni]=879,2-94,24*0,09-21,13*0,37-25,56*1,25+47,71*0,48+16,44*0,02=854,18°С и Аr1=729,2-9,24 [С]+12,13[Si]-15,56[Мn]+17,71[Сr]-46,44[Ni]=729,2-9,24*0,09+12,13*0,37-15,56*1,25+17,71*0,48-46,44*0,02=720,98°С.

Температурный режим прокатки:

Температура конца прокатки tкп=Ar3+(0…25°С)=854,18+(0…25)=854,18…879,18°С,

Температура после предварительного ускоренного охлаждения tyo=Ar1уо=720,98-1,41=719,57°С,

Температура смотки tсм=Аr1см=720,98-288,75=432,23°С.

Получение проката с минимальным значением предела прочности σв=450 Н/мм2 требует повышенной температуры смотки, что и подтверждается рекомендуемым режимом прокатки.

4. На широкополосном стане 2000 горячей прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» прокатывается сталь с содержанием 0,1 мас.% углерода, 0,5% кремния, 1,40% марганца, 0,52% хрома и 0,06% никеля, значение σв=700 Н/мм2 при .

Химический состав стали содержит среднее заявленное процентное содержание легирующих элементов при среднем значении предела прочности σв.

Сталь прокатывается при , .

Так как: Аr3=879,2-94,24[С]-21,13[Si]-25,56[Мn]+47,71[Сr]+16,44[Ni]=879,2-94,24*0,1-21,13*0,5-25,56*1,40+47,71*0,52+16,44*0,06=849,22°С и Аr1=729,2-9,24[С]+12,13[Si]-15,56[Мn]+17,71[Сr]-46,44[Ni]=729,2-9,24*0,1+12,13*0,5-15,56*1,40+17,71*0,52-46,44*0,06=718,98°С.

Температурный режим прокатки:

Температура конца прокатки tкп=Ar3+(0…25°С)=849,22+(0…25)=849,22…874,22°С,

Температура после предварительного ускоренного охлаждения t=Ar1уо=718,98-105,16=613,82°С,

Температура смотки tсм=Аr1см=718,98-497,5=221,48°С.

5. На широкополосном стане 2000 горячей прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» прокатывается сталь с содержанием 0,09 мас.% углерода, 0,37% кремния, 1,25% марганца, 0,48% хрома и 0,02% никеля, значение σв=1000 Н/мм2 при .

Химический состав стали содержит минимальное заявленное процентное содержание легирующих элементов при максимальном значении предела прочности σв.

Сталь прокатывается при , и .

Так как: Аr3=879,2-94,24[С]-21,13[Si]-25,56[Мn]+47,71[Сr]+16,44[Ni]=879,2-94,24*0,09-21,13*0,37-25,56*1,25+47,71*0,48+16,44*0,02=854,18°С и Аr1=729,2-9,24[С]+12,13[Si]-15,56[Мn]+17,71[Сr]-46,44[Ni]=729,2-9,24*0,09+12,13*0,37-15,56*1,25+17,71*0,48-46,44*0,02=720,98°С.

Температурный режим прокатки:

Температура конца прокатки tкп=Ar3+(0…25°С)=854,18+(0…25)=854,18…879,18°С,

Температура после предварительного ускоренного охлаждения t=Ar1уо=720,98-147,16=573,82°С,

Температура смотки tсм=Аr1см=720,98-533,5=187,48°С.

Способ производства горячекатаного широкополосного проката с σв=450…1000 Н/мм2 и соотношением σтв≤0,8 из стальной полосы ферритно-мартенситной структуры с содержанием 0,09…0,11 мас.% углерода, 0,37…0,65 мас.% кремния, 1,25…1,60 мас.% марганца, 0,48…0,57 мас.% хрома и 0,02…0,1 мас.% никеля, включающий горячую прокатку, ускоренное охлаждение полос с заданными температурами и последующую смотку их в рулоны, при этом производят предварительное и заключительное ускоренное охлаждение, между которыми осуществляют выдержку проката на воздухе, температуру металла при прокатке в последнем проходе выдерживают в диапазоне Ar3-(Ar3+25°С), температуру после предварительного ускоренного охлаждения обеспечивают ниже Ar1 на величину , a температуру смотки выдерживают ниже Ar1 на величину , при этом величины Аr3 и Ar1 вычисляют по формулам
Ar3=879,2-94,24[C]-21,13[Si]-25,56[Mn]+47,71[Cr]+16,44[Ni];
Ar1=729,2-9,24[C]+12,13[Si]-15,56[Mn]+17,71[Cr]-46,44[Ni],
где [С], [Si], [Mn], [Cr], [Ni] - вышеуказанное содержание элементов в стали соответственно углерода, кремния, марганца, хрома и никеля, мас.%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве широких горячекатаных листов из марок стали трубного сортамента, в основном класса прочности К60, предназначенного для изготовления труб большого диаметра для магистральных газопроводов.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении на непрерывном широкополосном стане горячекатаной листовой стали. .
Изобретение относится к прокатному производству, в частности к технологии изготовления листовой стали толщиной 0,6-2,0 мм на непрерывных широкополосных станах. .

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к производству проката из сложнолегированных конструкционных сталей повышенной прочности для применения в судостроении, топливно-энергетическом комплексе, транспортном и тяжелом машиностроении, мостостроении и др.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к производству штрипса из стали класса прочности К65-К70 толщиной до 35 мм для труб магистральных трубопроводов диаметром до 1420 мм.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве широких горячекатаных листов толщиной 20-23 мм класса прочности К60, предназначенных для изготовления труб для магистральных газопроводов.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве широких горячекатаных листов из стали класса прочности К56 для изготовления электросварных прямошовных труб сейсмостойкого исполнения С2 для магистральных нефтепроводов.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве широких горячекатаных листов из марок стали трубного сортамента, в основном, класса прочности Х70.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве широких горячекатаных листов из марок стали трубного сортамента, в основном, класса прочности К52-К60.

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству низколегированных сталей различных классов прочности, и может быть использовано для производства готовых листов, используемых в качестве исходной заготовки для прямошовных электросварных труб большого диаметра

Изобретение относится к области прокатного производства и может быть использовано при производстве широких горячекатаных листов, предназначенных для изготовления труб магистральных газопроводов

Изобретение относится к черной металлургии

Изобретение относится к области металлургии, в частности к прокатке металла на непрерывном широкополосном стане листовой прокатки, и может быть использовано при создании и совершенствовании непрерывных широкополосных станов горячей прокатки, в состав которых входят нагревательные печи

Изобретение относится к производству горячекатаных полос в черной металлургии, где для снижения охлаждения раската с его верхней поверхности на рольгангах полосовых станов горячей прокатки применяют установку экранирования, состоящую из ряда секций, на которых закреплены экранирующие панели, набираемые на поперечные стержни из прямоугольных труб, при этом трубы установлены с зазором между их боковыми стенками и в указанный зазор устанавливают на этом поперечном стержне стаканчатый колпак с плоским дном, охваченный по толщине U-образным элементом из листа, толщина и материал которого аналогичны примененным для труб экранирующей панели, что позволяет, независимо от длины роликов экранируемого рольганга, формировать панель из целого числа одинаковых труб, а образующуюся невязку компенсировать указанной установкой стаканчатых колпаков и U-образных элементов в зазор между трубами

Изобретение относится к области металлургии

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при горячей прокатке полос на комбинированном полунепрерывном стане

Изобретение относится к прокатному производству, а точнее к горячей прокатке полос в непрерывных группах широкополосных станов горячей прокатки, чистовые клети которых оборудованы устройствами изгиба рабочих валков в вертикальной плоскости
Наверх