Способ производства листового проката

Изобретение относится к области металлургии. Для получения листового проката толщиной 10-50 мм с повышенными показателями по стойкости против атмосферной коррозии, прочности и хладостойкости осуществляют выплавку стали, содержащей, мас.%: углерод 0,08-0,12, марганец 0,5-0,9, кремний 0,8-1,2, никель 0,20-0,50, хром 0,20-0,60, алюминий 0,02-0,05, медь 0,30-0,50, титан 0,01-0,03, ванадий 0,05-0,10, ниобий 0,002-0,02, тантал 0,0002-0,002, азот 0,001-0,010, серу 0,002-0,015, фосфор 0,005-0,020, кальций 0,005-0,03, железо - остальное, разливку стали на непрерывнолитые заготовки, аустенитизацию заготовки, предварительную деформацию с регламентированными обжатиями в пределах 10-18% при температуре 980-1060°С до толщины, которую определяют из выражения Т=1,5tл+50, где tл - заданная толщина листа, далее осуществляют охлаждение полученной заготовки на воздухе путем покачивания ее на рольганге, окончательную деформацию при температуре 830-780°С, последующее ускоренное охлаждение раската в потоке стана со скоростью 12,0-13,5°С/сек до температуры 720-560°С и последующее замедленное охлаждение в штабеле до температуры окружающего воздуха. 3 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к производству конструкционных сталей повышенной прочности при достаточном сопротивлении хрупким разрушениям при низких температурах, улучшенной свариваемости для применения в строительстве и других отраслях.

Для строительных конструкций различного назначения, в т.ч. в северном исполнении, требуется листовой прокат толщиной до 50 мм повышенной прочности и хладостойкости с высоким сопротивлением атмосферной коррозии.

Известен способ производства проката, включающий получение заготовки из стали следующего химического состава (мас.%): углерод 0,05-0,15, марганец 0,2-0,6, кремний 0,4-1,1, никель 0,2-0,5, хром 0,3-0,6, медь 0,2-0,6, титан 0,005-0,05, ниобий 0,03-0,07 или ванадий 0,05-0,15, кальций 0,0001-0,01, алюминий 0,01-0,06, азот 0,005-0,015, сера 0,01-0,035, фосфор 0,01-0,035, железо-остальное, аустенитизацию, предварительную деформацию в реверсивном режиме за несколько проходов в интервале заданных температур, окончательную деформацию при температуре (Ar3+100)°С-(Ar3-50)°С и времени между проходами 3-15 с, охлаждение на первой стадии ведут в интервале 780-600°С со скоростью 5-20°С/с, а на второй до температуры окружающей среды со скоростью 0,5-3,0°С/с (патент РФ №2048541 [1]).

Недостатком аналога является нестабильность обеспечения механических свойств и хладостойкости в прокате толщиной до 50 мм.

Известен способ производства листового проката толщиной 10…70 мм, принятый за прототип, из стали следующего химического состава, мас.%:

Углерод 0,06-0,12 Ванадий 0,02-0,05
Марганец 0,6-1,2 Азот 0,001-0,008
Кремний 0,15-0,35 Сера 0,001-0,008
Никель 0,05-0,40 Фосфор 0,003-0,012
Алюминий 0,02-0,05 Кальций 0,005-0,03
Молибден 0,003-0,08 Медь 0,05-0,30
Титан 0,002-0,02 Железо остальное
Ниобий 0,02-0,06 при этом Сэкв не более 0,36%.

Способ производства хладостойкого листового проката включает выплавку стали, разливку на заготовки, аустенитизацию при температуре 1180-1210°С, предварительную деформацию с регламентированными обжатиями не менее 12% при температуре 1000-1050°С, далее осуществляют охлаждение полученной заготовки на воздухе до температуры начала окончательной деформации, окончательную деформацию проводят при температуре 880-770°С, причем каждое последующее обжатие на 1-4% больше предыдущего, а температура конца прокатки листов рассчитывается по формуле Ткп=Ar3+(100-130)-37,7ln(t), где t - толщина листа, ускоренное охлаждение осуществляют в интервале температур 620-510°С, далее листовой прокат замедленно охлаждают в штабеле до температуры окружающего воздуха (патент РФ №2432403, МПК C21D 8/02, С22С 38/08 [2]).

Основным недостатком указанного способа является недостаточная стойкость проката против атмосферной коррозии.

Техническим результатом данного изобретения является получение проката толщиной 10-50 мм ответственного назначения с повышенными показателями по прочности, хладостойкости и стойкости против атмосферной коррозии.

Технический результат достигается тем, что в способе производства листового проката толщиной 10÷50 мм, включающем выплавку стали, разливку на непрерывнолитые заготовки, аустенитизацию заготовки, предварительную деформацию, последующее охлаждение раската, окончательную деформацию, ускоренное охлаждение раската и его последующее замедленное охлаждение в штабеле до температуры окружающего воздуха, в отличие от ближайшего аналога выплавляют сталь со следующим соотношением элементов, мас.%:

углерод 0,08-0,12
марганец 0,5-0,9
кремний 0,8-1,2
никель 0,20-0,50
хром 0,20-0,60
алюминий 0,02-0,05
медь 0,30-0,50
титан 0,01-0,03
ванадий 0,05-0,10
ниобий 0,002-0,02
тантал 0,0002-0,002
азот 0,001-0,010
сера 0,002-0,015
фосфор 0,005-0,020
кальций 0,005-0,03
железо остальное

при этом предварительную деформацию с регламентированными обжатиями в пределах 10-18% проводят при температуре 980-1060°С до толщины, которую определяют из выражения T=1,5tл+50, где tл - толщина листа по заказу, далее осуществляют охлаждение полученной заготовки на воздухе, покачивая ее на рольганге, окончательную деформацию проводят при температуре 830-780°С, последующее ускоренное охлаждение раската осуществляют в потоке стана со скоростью 12,0-13,5°С/сек в интервале 720-560°С.

Повышение хладостойкости достигается за счет обеспечения высокого металлургического качества в отношении вредных примесей, газов и неметаллических включений, формирования мелкодисперсной структуры. Внепечная обработка и модифицирование жидкой стали кальцием снижает уровень загрязненности металла неметаллическими включениями, снижающими хладостойкость. Регламентирование содержания серы и фосфора обеспечивает высокую сопротивляемость стали хрупким и слоистым разрушениям в направлении толщины проката [3]. Измельчение структуры достигается применением легирования титаном, дисперсные карбонитриды которого препятствуют как росту зерна аустенита при нагреве, так и рекристаллизации при высокотемпературной стадии прокатки.

Легирование ванадием, ниобием и танталом в заявляемых пределах наиболее эффективно способствует созданию в процессе прокатки и ускоренного охлаждения мелкозернистой структуры с дисперсными частицами карбонитридов, эффективно стабилизирующими созданную структуру при эксплуатационных воздействиях. Дисперсионное упрочнение стали осуществляется за счет карбонитридов ванадия, выделяющихся в ферритной области при охлаждении проката.

Хром, никель и медь, вводимые в сталь в указанных пределах, повышают атмосферную коррозионную стойкость проката [4].

Пример

Сталь выплавляли в 370 т кислородном конвертере. На выпуске осуществляли первичное легирование. В сталеразливочном ковше проводили предварительное раскисление и обработку металла твердошлаковыми смесями с продувкой металла аргоном. Окончательное легирование, микролегирование, обработку металла кальцием и вакуумирование проводили на установке «Печь-Ковш». Разливку производили на МНЛЗ с защитой металла аргоном. Химический состав стали приведен в таблице 1.

Согласно указанному способу заготовки прокатывали на листы толщиной 10, 22, 30, 50 мм на одноклетьевом стане в реверсивном режиме. Предварительную деформацию с регламентированными обжатиями в пределах 10-18% проводили при температуре 980-1060°С до толщины, которую определяют из выражения: T=1,5tл+50, где tл - толщина листа по заказу, далее осуществляли охлаждение полученной заготовки на воздухе, покачивая ее на рольганге, окончательную деформацию проводили при температуре деформации 830-780°С, последующее ускоренное охлаждение раската осуществляли в потоке стана со скоростью 12,0-13,5°С/сек в интервале температур 720-560°С, далее раскаты замедленно охлаждали в штабеле до температуры окружающей среды.

Механические свойства (таблица 2) листового проката определяли на поперечных образцах. Испытания на статическое растяжение осуществляли на образцах тип III №6 по ГОСТ 1497, а на ударный изгиб - на образцах с U- и V-образным надрезами (тип 1 и 11, ГОСТ 9454), в том числе после механического старения по ГОСТ Р52927-2008. Сопротивляемость слоистым разрушениям оценивали по величине относительного сужения образцов, вырезанных по ГОСТ 28870 в направлении толщины листа. Сравнительные ускоренные испытания на коррозионную стойкость проводились в одинаковых условиях воздействия среды, приближенной к условиям эксплуатации конструкций, по принципу «лучше-хуже» на образцах из стали-прототипа и новой стали. (таблица 3).

Результаты показывают, что предлагаемый способ производства для стали выбранного химического состава обеспечивает при повышенных показателях прочности и хладостойкости более высокий, чем известный способ, уровень сопротивления атмосферной коррозии, что существенно при эксплуатации конструкций в труднодоступных районах Сибири и Дальнего Востока.

Источники информации

1. Патент Российской Федерации №2048541.

2. Патент Российской Федерации №2432403.

3. Одесский П.Д., Ведяков И.И. Ударная вязкость сталей для металлических конструкций / М.: «Интермет Инжиниринг», 2003, 232 с.

4. Меськин B.C. Основы легирования стали / М.: Металлургиздат, 1959, 688 с.

Способ производства листового проката толщиной 10÷50 мм, включающий выплавку стали, разливку на непрерывнолитые заготовки, аустенитизацию заготовки, предварительную деформацию, последующее охлаждение раската, окончательную деформацию, ускоренное охлаждение раската и его последующее замедленное охлаждение в штабеле до температуры окружающего воздуха, отличающийся тем, что выплавляют сталь со следующим соотношением элементов, мас.%:

углерод 0,08-0,12
марганец 0,5-0,9
кремний 0,8-1,2
никель 0,20-0,50
хром 0,20-0,60
алюминий 0,02-0,05
медь 0,30-0,50
титан 0,01-0,03
ванадий 0,05-0,10
ниобий 0,002-0,02
тантал 0,0002-0,002
азот 0,001-0,010
сера 0,002-0,015
фосфор 0,005-0,020
кальций 0,005-0,03
железо остальное,

при этом предварительную деформацию с регламентированными обжатиями в пределах 10-18% проводят при температуре 980-1060°С до толщины, которую определяют из выражения Т=1,5tл+50, где tл - заданная толщина листа, далее осуществляют охлаждение полученной заготовки на воздухе путем покачивания ее на рольганге, а окончательную деформацию проводят при температуре 830-780°С, причем последующее ускоренное охлаждение раската осуществляют в потоке стана со скоростью 12,0-13,5°С/с в интервале 720-560°С.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству трубных заготовок. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности стальному листу для производства магистральной трубы и способу изготовления стального листа. .

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 металлургии, а именно к получению нефтегазопромысловой бесшовной трубы из мартенситной нержавеющей стали, обладающей прочностью с пределом текучести YS на уровне 95 кфунт/кв.дюйм (665-758 МПа) и повышенной низкотемпературной ударной прочностью.

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 области черной металлургии, а именно к получению листового проката из броневой стали, применяемой для противопульной защиты легкобронированных машин.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве толстолистового проката из стали высокой прочности и улучшенной свариваемости для применения в судостроении, топливно-энергетическом комплексе, транспортном и тяжелом машиностроении, мостостроении и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочным сплавам, используемым при производстве систем нагревателей подземных углеводородсодержащих пластов.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составу стали, используемой для изготовления деталей подшипников, работающих в условиях воздействия высоких контактных нагрузок.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к низколегированной стали повышенной коррозионной стойкости и хладостойкости, применяемой для различного оборудования, в том числе для нефтяных резервуаров, электросварных труб повышенной коррозионной стойкости, используемых для строительства трубопроводов, транспортирующих агрессивные в коррозионном отношении жидкости, в частности водные среды, содержащие ионы хлора, сероводород, углекислый газ, механические примеси и другие компоненты.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству сортового проката в прутках, круглого, диаметром 100 мм, из рессорно-пружинной стали. .

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 металлургии. .

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 из стали класса прочности К56 для изготовления электросварных прямошовных труб сейсмостойкого исполнения С2 для магистральных нефтепроводов.

Изобретение относится к области металлургии. .

Изобретение относится к прокатному производству. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным антифрикционным материалам на основе железа. .

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве широких горячекатаных полос толщиной 4,0÷9,0 мм из низколегированных марок стали, предназначенных для последующего изготовления силовых элементов автомобиля методом штамповки (балки, перекладины, рамы грузовых автомобилей).
Сталь // 2447182
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам сталей, которые могут быть использованы в машиностроении. .
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к способу производства толстолистового штрипса для магистральных труб на реверсивном стане, который включает расчет длины односторонней концевой технологической обрези, равной захоложенной зоне на конце листа, в зависимости от толщины и ширины листа из следующего соотношения: =(A1×h2-A2×h+A 3)×(A4/S)l/2±200 мм, где - длина концевой технологической обрези с одной стороны листа, мм;h - толщина листа, мм; S - ширина листа, мм.

Изобретение относится к области металлургии

Наверх