Способ и устройство для получения микролегированной стали, в частности трубной стали



Способ и устройство для получения микролегированной стали, в частности трубной стали
Способ и устройство для получения микролегированной стали, в частности трубной стали
Способ и устройство для получения микролегированной стали, в частности трубной стали
Способ и устройство для получения микролегированной стали, в частности трубной стали
Способ и устройство для получения микролегированной стали, в частности трубной стали
Способ и устройство для получения микролегированной стали, в частности трубной стали
Способ и устройство для получения микролегированной стали, в частности трубной стали
Способ и устройство для получения микролегированной стали, в частности трубной стали
Способ и устройство для получения микролегированной стали, в частности трубной стали
Способ и устройство для получения микролегированной стали, в частности трубной стали
Способ и устройство для получения микролегированной стали, в частности трубной стали

 


Владельцы патента RU 2491356:

СМС ЗИМАГ АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Изобретение относится к способу получения катаной микролегированной стали, в частности трубной стали, причем сляб (1) проводят через установку (2), которая в направлении перемещения (F) сляба (1) содержит в указанном порядке: разливочную машину (3), первую печь (4), по меньшей мере один черновой прокатный стан (5), вторую печь (6), по меньшей мере один чистовой прокатный стан (7) и участок охлаждения (8), при этом способ включает в себя: а) определение желаемого температурного профиля сляба (1) по ходу его движения через установку (2); b) размещение в производственной линии (L) установки (2) по меньшей мере одного воздействующего на температуру элемента (9, 10) для поддержания температуры сляба (1) в соответствии с определенным температурным профилем, причем воздействующий на температуру элемент (9, 10) вводят между первой печью (4) и по меньшей мере одним черновым прокатным станом (5) и/или между второй печью (6) и по меньшей мере одним чистовым прокатным станом (7); с) получение сляба (1) в указанной установке (2), причем по меньшей мере один воздействующий на температуру элемент (9, 10) работает так, чтобы определенный температурный профиль по меньшей мере в основном выдерживался, что обеспечивает управление ходом температуры согласно заданному профилю по времени или по пути движения для лучшего контроля и управления формированием структуры. 13 з.п. ф-лы, 11 ил.

 

Изобретение относится к способу получения микролегированной стали, в частности, трубной стали, причем литой сляб проводится через установку, которая в направлении перемещения сляба содержит, в указанной последовательности: разливочную машину, первую печь, по меньшей мере один черновой прокатный стан, вторую печь, по меньшей мере один чистовой прокатный стан и участок охлаждения. Кроме того, изобретение относится к установке получения микролегированной стали.

Для получения полосы в уровне техники описаны различные возможности, которые действуют по общему способу. Например, можно сослаться на документы US 2005/0115649 A1, WO 2009/012963 A1, WO 2007/073841 A1, WO 2009/027045 A1, EP 0 611610 B1 и EP 1 860204 A1.

Одним общепризнанным способом является термомеханическая прокатка. В последнее время все большее значению приобретают микролегированные стали. При этом трубные стали (согласно спецификации API 5L) составляют одну из важнейших подгрупп среди микролегированных сталей. Потребность в этих сталях постоянно растет.

Трубные стали производят по большей части на толстолистовых прокатных станах. Разумеется, трубные стали, в частности, при не очень большой конечной толщине и конечной ширине, можно производить также на широкополосных станах горячей прокатки, так называемых CSP-установках, и на другом оборудовании горячей прокатки.

Особое внимание при получении микролегированных сталей вообще и трубных сталей в частности следует направить на изменение температуры как функции времени (или как функции места в производственной установке). Это изменение, в комбинации с распределением обжатия при прокатке, в решающей степени влияет на формирование микроструктуры и, тем самым, определяет механические и технологические свойства стали. По этой причине за чистовым прокатным станом применяют, например, мощные системы охлаждения, чтобы с их помощью можно было установить желаемый профиль температуры.

Недостатком является то, что известное технологическое оборудование и способы не являются оптимально подходящими, чтобы при получении микролегированных сталей, в частности, трубных сталей, гибко реагировать на фактические исходные условия и требования, чтобы производить эти сорта стали с по существу свободно выбираемым температурным профилем по времени или по пути движения. Поэтому невозможно оптимально контролировать формирование структуры в стали и влиять на нее. Поэтому гибкость производства указанной стали в части ее химического состава и размеров, ограничена.

В основе настоящего изобретения стоит задача разработать способ и соответствующее устройство, с которыми можно устранить указанные недостатки. Соответственно, это должно позволить лучшее управление ходом температуры согласно желаемому профилю по времени или по пути движения, чтобы таким образом можно было лучше контролировать и управлять формированием структуры. Кроме того, это должно позволить гибкое производство микролегированных сталей, в частности, трубных сталей.

Решение этой задачи согласно изобретению в части способа заключается в том, что способ, характеризуется последовательностью следующих этапов:

a) определение желаемого температурного профиля для сляба по ходу его движения через установку;

b) размещение в производственной линии установки по меньшей мере одного воздействующего на температуру элемента для поддержания температуры сляба в соответствии с определенным температурным профилем, причем воздействующий на температуру элемент вводится между первой печью и по меньшей мере одним черновым прокатным станом и/или между второй печью и по меньшей мере одним чистовым прокатным станом;

c) получение сляба или полосы в сформированной так установке, причем по меньшей мере один воздействующий на температуру элемент работает так, чтобы определенный температурный профиль выдерживался по меньшей мере в основном.

При этом в качестве воздействующего на температуру элемента, согласно одному воплощению изобретения, может применяться дополнительная печь. Это может быть индукционная печь или печь, которая нагревает сляб посредством прямого действия пламенем (кислородно-топливная печь с непосредственным газовым обогревом -DFI-Oxyfuel). В последнем случае предпочтительно предусмотреть, чтобы воздействие пламенем на сляб осуществлялось посредством газовой струи с содержанием кислорода по меньшей мере 75%, в которую добавлено газообразное или жидкое топливо. В качестве дополнительной печи может также применяться печь гомогенизации, печь с роликовым подом или печь с шагающими балками или методическая печь.

В качестве воздействующего на температуру элемента может применяться также дополнительный участок охлаждения. Это может быть, например, участок интенсивного охлаждения или участок ламинарного охлаждения полосы.

Наконец, в качестве воздействующего на температуру элемента может применяться также теплоизолирующий элемент (кожух рольганга).

При этом температурный профиль устанавливается предпочтительно на основе модели структуры. При этом модель структуры предпочтительно устанавливает и/или отслеживает следующие параметры: температурный профиль по времени или по числу проходов, распределение обжатия по времени или по числу проходов, времена удержания или качания, скорости прокатки и скорости транспортировки и/или интенсивности нагревания и охлаждения.

Одно усовершенствование предусматривает, что в результате применения воздействующего на температуру элемента в форме охлаждения на входе в по меньшей мере один чистовой прокатный стан достигается настолько низкая температура, что рекристаллизация и рост зерен по существу не имеют места, причем уровень температуры между входом в по меньшей мере один черновой прокатный стан и входом в воздействующий на температуру элемент в форме охлаждения либо:

a) снижается, в частности, для трубных сталей с низким содержанием микролегирующих элементов и при малой толщине сляба, посредством воздействующего на температуру элемента в форме средства охлаждения, чтобы уменьшить размер зерна при входе в чистовой прокатный стан, либо

b) повышается, в частности, для трубных сталей с высоким содержанием микролегирующих элементов и при большой толщине сляба, посредством влияющего на температуру элемента в форме средства нагревания, чтобы обеспечить полную рекристаллизацию при черновой прокатке, либо

c) только выравнивается, а в остальном остается неизменным.

Далее, согласно одному усовершенствованию возможно, чтобы в результате применения воздействующего на температуру элемента в форме средства нагревания достигалась настолько высокая температура на входе в по меньшей мере один чистовой прокатный стан, чтобы рекристаллизация там проходила полностью, и либо

a) из-за высоких температур и обжатий она идет уже во время первого чистового прохода и затем в результате накопления деформации протекает при последнем чистовом проходе, либо

b) из-за умеренных температур и обжатий она протекает только во время последнего чистового прохода, после того, как предварительно была накоплена деформация.

Установка получения микролегированной стали, в частности, трубной стали, которая в направлении движения сляба содержит, в указанном порядке: разливочную машину, первую печь, по меньшей мере один черновой прокатный стан, вторую печь, по меньшей мере один чистовой прокатный стан и участок охлаждения, согласно изобретению отличается тем, что между первой печью и по меньшей мере одним черновым прокатным станом, и/или между второй печью и по меньшей мере одним чистовым прокатным станом по выбору может быть введен воздействующий на температуру элемент для поддержания температуры сляба в производственной линии, причем воздействующий на температуру элемент может быть выбран из одного из элементов: дополнительная печь, дополнительный участок охлаждения, теплоизолирующий элемент.

Одно усовершенствование предусматривает, что по меньшей мере один из воздействующих на температуру элементов: дополнительная печь, дополнительный участок охлаждения и теплоизолирующий элемент, могут быть установлены с возможностью сдвига поперек направлению движения сляба таким образом, чтобы в производственную линию можно было ввести один из этих элементов по выбору.

При этом, по меньшей мере, один из элементов: дополнительная печь, дополнительный участок охлаждения и теплоизолирующий элемент, могут быть установлены с возможностью отклонения от ориентированной в направлении перемещения оси вращения таким образом, чтобы в производственную линию можно было ввести один из элементов по выбору.

Благодаря предложенному решению можно улучшить производство микролегированных сталей, в частности, трубных сталей (как, например, стали X52, …, X120), что ведет к благоприятной комбинации свойств. Оптимальные значения прочности и вязкости, а также максимальная гибкость в отношении применяющихся химических составов, а также в отношении размеров конечного продукта, достигаются путем целенаправленного управления температурным режимом. Благодаря предложениям, согласно изобретению, можно по существу устранить ограничения, имеющиеся при обычном до настоящего времени ведении процесса. Очень выгодным образом благодаря управлению достигается желаемый временной ход температуры при получении стали, что позволяет получать трубную сталь наивысшего качества.

Согласно предложенному способу действия, температуру можно повышать, удерживать постоянной или снижать как перед черновым станом, так и между черновым станом и чистовым станом. Таким образом, достигается максимальная гибкость в отношении температурного режима, что не только открывает принципиальную возможность получения трубных сталей, но и, кроме того, позволяет, в зависимости от требований, устанавливать различные режимы процесса для получения этих сортов стали и получения различных свойств материала.

Кроме того, можно без заметных проблем получать много других сортов стали, для которых важную роль играет изменение температуры, причем в определенных случаях с улучшенными свойствами, как это имеет место, например, для многофазных сталей и всех сортов микролегированных сталей.

Наконец, с помощью варьирования профиля изменения температуры могут применяться измененные распределения обжатия и, в частности, может проводиться более сильное обжатие. Следствием этого являются низкие конечные толщины, достижимые для всех сортов сталей, или же дополнительные свободные площади при определении параметров установки.

Применение эффективного нагрева (индуктивный нагрев или печь согласно способу DFI-Oxyfuel) и/или использование регулируемого интенсивного охлаждения (например, вместо выведения черновых полос на воздух) повышает, кроме того, общую производительность установки или упрощает производственный процесс.

Таким образом, предложенный способ или устройство позволяют целенаправленно влиять на температуру сляба перед черновой прокаткой в зависимости от состава материала, размеров материала и свойств материала. Равным образом, возможно целенаправленное влияние на температуру черновой полосы перед чистовой прокаткой в зависимости от состава материала, размеров материала и свойств материала.

Целенаправленное управление температурным режимом на отдельных технологических этапах осуществляется предпочтительно путем применения или внедрения модели структуры. При этом, как уже упоминалось, модель структуры устанавливает и отслеживает изменение следующих параметров:

- температурный профиль по времени или по числу проходов,

- распределение обжатия по времени или по числу проходов,

- времена удержания или качания,

- скорости прокатки и скорости транспортировки для воздействия на температурный профиль,

- интенсивности нагревания и охлаждения.

Кроме того, возможно целенаправленное управление различными типами процессов разупрочнения на отдельных технологических этапах и связанное с этим управление свойствами материала.

Способ может применяться для разных термомеханических обработок.

Охлаждение сляба может проводиться перед черновым обжатием сляба в черновой клети. Равным образом, встраивание индукционного нагрева или нагрева способом DFI-Oxyfuel может проводиться перед черновым обжатием в черновой клети.

Разные охлаждающие и нагревательные агрегаты могут заменять друг друга путем смещения или поворота.

Влиять на максимально достижимое обжатие и суммарное распределение обжатия становится возможным благодаря целенаправленному повышению температуры перед черновой и чистовой прокаткой, воздействуя на размеры и свойства продукта и параметры установки.

Таким образом, производительность прокатной установки повышается благодаря целенаправленному (дополнительному) охлаждению и/или нагреванию.

На чертежах представлены примеры осуществления изобретения. Показано:

фиг.1 схема литейно-прокатной установки на виде сбоку, согласно первой конструктивной форме изобретения, с разливочной машиной, первой печью, черновым станом, второй печью, чистовым станом и участком(участками) охлаждения,

фиг.2 альтернативное фиг.1 выполнение литейно-прокатной установки согласно второму примеру осуществления,

фиг.3 следующее альтернативное фиг.1 выполнение литейно-прокатной установки согласно третьему примеру осуществления,

фиг.4 следующее альтернативное фиг.1 выполнение литейно-прокатной установки согласно четвертому примеру осуществления,

фиг.5 следующее альтернативное фиг.1 выполнение литейно-прокатной установки согласно пятому примеру осуществления,

фиг.6 следующее альтернативное фиг.1 выполнение литейно-прокатной установки согласно шестому примеру осуществления,

фиг.7 схема литейно-прокатной установки на виде сверху, согласно следующей конструктивной форме,

фиг.8 схематическое представление воздействующих на температуру элементов литейно-прокатной установки, вид в направлении перемещения сляба, согласно первой конструктивной форме изобретения,

фиг.9 следующее альтернативное фиг.8 выполнение воздействующих на температуру элементов, согласно второй конструктивной форме изобретения,

фиг.10 следующее альтернативное фиг.8 выполнение воздействующих на температуру элементов, согласно третьей конструктивной форме изобретения, и

фиг.11 следующее альтернативное фиг.8 выполнение воздействующих на температуру элементов, согласно четвертой конструктивной форме изобретения.

На фиг.1 в виде сбоку показана установка 2 для разливки и прокатки в линии трубной стали (согласно спецификации 5L API). Она содержит разливочную машину 3 (вертикальную разливочную установку или криволинейную установку непрерывной разливки), в которой известным образом методом непрерывной разливки получают сляб 1. Типичные размеры сляба могут составлять в толщину от 50 до 150 мм и в ширину от 900 до 3000 мм. В направлении перемещения F за разливочной машиной 3 расположены первая печь 4, черновой стан для прокатки сляба, причем показан всего один черновой прокатный стан 5 (иногда предусматривается также несколько черновых прокатных станов), вторая печь 6, чистовой стан для прокатки сляба или полосы, причем показан всего один чистовой прокатный стан 7 (чаще всего предусматривается несколько чистовых прокатных станов) и участок охлаждения 8.

Имеются также дополнительные элементы, которые не важны в отношении температурного режима или имеют лишь второстепенное значение. Между разливочной машиной 3 и первой печью 4 находятся ножницы 12, которыми сляб 1 можно нарезать на желаемые длины (альтернативно может использоваться также установка газовой резки). Между первой печью 4 и черновым прокатным станом 5 расположено устройство 13 удаления окалины. Следующее устройство 14 удаления окалины находится также непосредственно перед чистовым прокатным станом 7. За участком охлаждения 8 предусматривается, как известно, моталка 15, которая сматывает готовую полосу.

Для трубных сталей имеются повышенные требования к температурному режиму сляба или полосы при движении через установку 2.

Перед изготовлением полосы сначала определяется желаемый температурный профиль по времени или по пути следования в направлении перемещения F. Для этого предпочтительно применяется автоматизированная модель структуры, которая сама по себе известна и которая устанавливает на основе экспертных данных, как должна меняться температура сляба 1 или полосы, чтобы можно было получить оптимальный продукт. Типичные сведения о таком ходе температуры можно найти ниже, где для особых мест производственной установки 2 указываются диапазоны температур сляба 1 или полосы.

Затем, в зависимости от заданного температурного профиля необходимо подготовить установку 2 таким образом, чтобы можно было реализовать желаемый профиль. Согласно изобретению, это осуществляется таким образом, что в производственную линию установки 2 вводят по меньшей мере один воздействующий на температуру элемент для поддержания температуры сляба 1 в соответствии с определенным температурным профилем, причем воздействующий на температуру элемент введен между первой печью 4 и, по меньшей мере одним, черновым прокатным станом 5 и/или между второй печью 6 и, по меньшей мере одним, чистовым прокатным станом 7.

В примере осуществления с фиг. 1 воздействующий на температуру элемент 9 представляет собой участок охлаждения, который эффективно введен в производственную линию за второй печью 6. Это может быть интенсивное охлаждение или ламинарное охлаждение, в зависимости от необходимого теплосъема, который требуется для достижения желаемого температурного профиля.

После охлаждения и прохождения через устройство 14 удаления окалины проводится непрерывная или реверсивная чистовая прокатка в по меньшей мере одном чистовом прокатном стане 7, причем предпочтительно предусматривается ряд чистовых прокатных станов, то есть линия клетей чистовой прокатки. Чистовая прокатка проводится до желаемой толщины и температуры готовой полосы, после чего идет охлаждение полосы на участке охлаждения 8. В качестве последнего этапа проводится намотка полосы на моталку 15. Вместо намотки прокатанной начисто полосы альтернативно можно также провести ее сразу на адъюстаж.

Для чистовой прокатки трубной стали в рамках классической термомеханической обработки предусмотрен диапазон температур от 850 до 950°C за печью 6 и охлаждение 9. Низкая температура на входе гарантирует, что во время почти изотермической прокатки в чистовом стане по существу не будут происходить рекристаллизация и рост зерен, и почти вся деформация будет накапливаться, так что при следующем преобразовании возникнет очень мелкозернистая структура. Следующими условиями являются достаточно низкая конечная температура прокатки, типично ниже 820°C, и достаточно высокая скорость охлаждения на участке охлаждения.

Разумеется, может оказаться необходимым, в дополнение к описанному выше охлаждению в зоне между черновым прокатным станом 5 и чистовым прокатным станом 7, воздействовать на температуру полосы уже перед входом в черновой прокатный стан 5. Для этого на фиг. 2 показана установка 2 производства трубных сталей согласно API, у которой задняя часть первой печи 4 была заменена на охлаждение 10 полосы. Точнее говоря, здесь в качестве воздействующего на температуру элемента 10 в производственную линию был введен дополнительный участок охлаждения 10.

Охлаждением сляба можно еще больше усилить масштаб термомеханической обработки и ограничить рост зерен в зоне между черновым и чистовым прокатным станом. При этом, тем не менее, должна обеспечиваться полная рекристаллизация, почему этот способ действий подходит, в частности, для трубных сталей с низким содержанием микролегирующих элементов и с низкой толщиной слябов.

Напротив, при особенно высоком содержании легирующих элементов и при больших толщинах слябов может быть целесообразным даже нагрев до более высоких температур, чтобы позволить более высокую степень деформации и гарантировать полную динамическую или статическую рекристаллизацию. Кроме того, повышенная температура может благоприятно действовать на состояние раствора микролегирующих элементов. Одна конструктивная форма изобретения, которая позволяет осуществить это особенно выгодным способом, показана на фиг. 3. Здесь за первой печью 4 и перед черновым прокатным станом 5 в производственную линию введен воздействующий на температуру элемент 10 в форме индуктивного нагрева.

Фиг.4, 5 и 6 показывают концепции построения установки, в которых, особенно в сравнении с решением согласно фиг.2 и 3, расположенное перед чистовой прокаткой средство охлаждения полосы было заменено индукционным нагревом или печью.

Если до настоящего времени стремились к классической термомеханической обработке, целью которой является максимально аккумулировать деформацию, для определенных сталей должны применяться другие способы. Вместо того, чтобы после полной рекристаллизации за черновой прокаткой отказаться от дополнительного разупрочнения в зоне чистового стана, стремятся к новой рекристаллизации. Эта рекристаллизация требует высоких температур, которых особенно выгодно можно достичь посредством индукционного нагрева или с помощью печи DFI-Oxyfuel. При этом рекристаллизация при особенно высоких температурах и степенях деформации может происходить уже во время первого чистового прохода и, благодаря последующему накоплению деформации, в последних чистовых проходах, или же динамическая рекристаллизация возникает при менее высоких температурах и степенях деформации только во время последнего чистового прохода, после того как произошло накопление деформации в первых чистовых проходах. В обоих случаях повышение температуры по сравнению с классической термомеханической обработкой, например, в соответствии с решениями согласно фиг.1, 2 и 3, ведет к тому, что повышается максимально возможная степень деформации, тогда как степень деформации, необходимая для начала рекристаллизации, снижается, так что заметно повышается тенденция к разупрочнению.

В результате предлагаемого изобретением расширения возможностей воздействия на температуру можно удовлетворить считавшиеся до сих пор противоречивыми требования к изменению температуры в отдельных зонах установки, так что в каждой отдельной зоне возможен оптимальный, с точки зрения свойств продукта, режим процесса, т.е. ход оптимально выбранного изменения температуры сляба или полосы вдоль направления перемещения F. Этим дается возможность гибкой подстройки к желаемым свойствам или размерам материала или к различному составу материала.

В то же время воздействие на температурный режим является мощным инструментом влияния на распределение нагрузки и обжатия в черновых и чистовых клетях, что можно использовать для того, чтобы снизить минимальные достижимые конечные толщины, или же при расчете параметров конструкции вернуться к агрегатам меньшего размера.

Описание различных воздействий изменения температуры на микроструктуру иллюстрирует, что всегда необходим контроль за формированием структуры, и что прокатка трубных сталей согласно предложенному способу ведет к желаемым механическим свойствам, в частности, тогда, когда процесс отслеживается, и/или управляется, соответственно, регулируется подходящей структурной моделью.

При прокатке стандартной стали на такой же установке перед чистовым станом обычно применяются температуры примерно от 1000 до 1150°C, а в особых случаях также более высокие или более низкие. Необходимость регулирования температур повышается со сложностью состава сплава. Для многофазных сталей и различных микролегированных сталей этот способ действия особенно выгоден. При предложенной концепции установки в большинстве случаев можно довести сляб, тонкий сляб, заготовку полосы, полосу и лист до требуемого уровня температуры, так что не имеется никаких ограничений в отношении требуемых свойств материала.

Для оптимальной подстройки к соответствующим режимам процесса предусматривается, что охлаждение 9 полосы (на фиг.1, 2 и 3) и индукционный нагрев 10 (на фиг.3 и фиг. 5) или 9 (на фиг.4) можно проводить с поперечным сдвигом или отклонением от направления перемещения F, и можно активировать тот или иной из агрегатов 9, 10.

Аналогично, согласно фиг.6, можно, альтернативно фиг.4, вместо охлаждения полосы 10 или индукционного нагрева 9 ввести в производственную линию обычную печь 9, 10 гомогенизации. Это справедливо для различных агрегатов перед и за установкой черновой прокатки.

Разливочная машина 3 может располагаться в производственной линии вместе с прокатным станом 5 или быть пространственно отделена от него. В этой связи сошлемся на фиг.7, где на виде сверху показан соответствующий пример. Здесь две верхние разливочные машины 3' расположены параллельно друг другу, за ними сляб режется машиной 12' для газовой резки на желаемые длины. Посредством печи 4' с шагающими балками или методической печи сляб 1 можно переместить с двух верхних производственных линий L на нижнюю производственную линию L в направлении Q, поперечном направлению перемещения F; в нижней производственной линии находятся дополнительные части установки производства полосы. Нижняя производственная линия L также содержит разливочную машину 3, за которой располагаются ножницы 12.

Проходя через печь 4, 4', сляб 1 нагревается до температуры черновой прокатки, примерно 1100-1200°C. За устройством 13 удаления окалины проводится черновая прокатка на одном или, альтернативно, на нескольких черновых прокатных станах 5, непрерывно или реверсивно до промежуточной толщины.

Выбором скорости прокатки в черновой клети 5 можно также воздействовать на температуру входа в печь.

За черновой клетью 5 находится вторая печь 6 как выдерживающая печь. Выдерживающая печь 6 дает достаточно места, чтобы можно полностью вместить деформированный в черновом прокатном стане 5 тонкий сляб. Могут также проводиться короткие маятниковые движения (качания) деформированного тонкого сляба в печи 6.

Вместо выдерживающей печи 6 здесь может также находиться кожух рольганга или обычный рольганг. Следом за печью 6 или кожухом рольганга в производственной линии L установлен воздействующий на температуру элемент 9 в форме участка охлаждения, который может довести сляб 1 до желаемой температуры перед чистовой прокаткой в чистовом прокатном стане 7. Альтернативно охлаждение 9 полосы может также находиться перед выдерживающей печью или перед кожухом рольганга.

Детали замены различных агрегатов путем сдвига вбок или поворота воздействующих на температуру элементов 9, 10 внутрь или наружу, показаны на фиг.8-11. При необходимости можно, кроме того, путем подходящих технологических устройств позаботиться о том, чтобы в производственной линии делили место три разных агрегата.

На фиг.8 показано, как альтернативно дополнительная печь (слева на фиг.8) или индукционная печь (справа на фиг.8) может быть введена в производственную линию L путем сдвига в поперечном направлении Q. Позиции смещения 16, 16' по обеим сторонам производственной линии L позволяют одновременно сдвинуть обе печи из показанного положения направо и обратно.

Аналогичная ситуация показана на фиг. 9 для альтернативно вводимых в производственную линию L воздействующих на температуру элементов 9, 10 в форме охлаждения (слева на фиг.9) и в форме индукционной печи (справа на фиг.9). Снова справедлива аналогия с фиг.10 для печи с роликовым подом (слева) и охлаждением сляба (справа).

На фиг.11 видно, что воздействующий на температуру элемент 9 в форме плитового холодильника можно поворачивать вокруг оси вращения 11, чтобы ввести его в зацепление или вывести из зацепления. Тем временем индукционная печь 10 снова оказывается сдвинутой поперек в направлении Q, чтобы (если ее нужно вывести из зацепления) переместить ее в положение смещения 16'.

Список позиций для ссылок:

1 сляб (полоса)

2 установка

3 разливочная машина

3' разливочная машина

4 первая печь

4' печь с шагающими балками или методическая печь

5 черновой прокатный стан

6 вторая печь

7 чистовой прокатный стан

8 участок охлаждения

9 воздействующий на температуру элемент

10 воздействующий на температуру элемент

11 ось качаний

12 ножницы

12' установка газовой резки

13 устройство удаления окалины

14 устройство удаления окалины

15 моталка

16 положение смещения

16' положение смещения

F направление движения

Q направление поперечного смещения

L производственная линия

1. Способ получения катаной микролегированной стали, в частности трубной стали, включающий проводку сляба (1) через установку (2), которая в направлении перемещения (F) сляба (1) содержит в указанном порядке:
разливочную машину (3), первую печь (4), по меньшей мере один черновой прокатный стан (5), вторую печь (6), по меньшей мере один чистовой прокатный стан (7) и участок охлаждения (8), далее:
a) определение желаемого температурного профиля для сляба (1) по ходу его движения через установку (2);
b) размещение в производственной линии (L) установки (2) по меньшей мере одного воздействующего на температуру элемента (9, 10) для поддержания температуры сляба (1) в соответствии с определенным температурным профилем, при этом воздействующий на температуру элемент (9, 10) вводят между первой печью (4) и по меньшей мере одним черновым прокатным станом (5) и/или между второй печью (6) и по меньшей мере одним чистовым прокатным станом (7);
c) получение сляба (1) в указанной установке (2), при этом по меньшей мере один воздействующий на температуру элемент (9, 10) работает так, чтобы определенный температурный профиль по меньшей мере в основном выдерживался, причем
в результате воздействия на температуру элементом (9) в форме средства охлаждения обеспечивают настолько низкую температуру на входе в по меньшей мере один чистовой прокатный стан (7), что рекристаллизация и рост зерен по существу не происходит, причем уровень температуры между входом в по меньшей мере один черновой прокатный стан (5) и входом в воздействующий на температуру элемент (9) в виде средства охлаждения либо
аа) снижают, в частности, для трубных сталей с низким содержанием микролегирующих элементов и при малой толщине сляба, посредством воздействующего на температуру элемента (10) в виде средства охлаждения для уменьшения размера зерен при входе в чистовой прокатный стан (7), либо
bb) повышают, в частности, для трубных сталей с высоким содержанием микролегирующих элементов и при большой толщине сляба, посредством воздействующего на температуру элемента (10) в виде средства нагрева для обеспечения полной рекристаллизации при черновой прокатке, либо
cc) выравнивают, а в остальном оставляют неизменным, или в результате воздействия на температуру элемента (10) в виде средства нагрева достигают настолько высокую температуру на входе в по меньшей мере один чистовой прокатный стан (7), что происходит полная рекристаллизация и либо
Аа) при высоких температурах и обжатиях рекристаллизация происходит уже во время первого чистового прохода и затем в результате накопления деформации происходит в последних чистовых проходах, либо
Bb) при умеренных температурах и обжатиях рекристаллизация происходит только во время последнего чистового прохода, после того как предварительно была накоплена деформация.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве воздействующего на температуру элемента (9, 10) используют дополнительную печь.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве дополнительной печи используют индукционную печь.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что в дополнительной печи проводят нагрев сляба (1) путем прямого воздействия пламенем (DFI-Oxyfuel).

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что прямое воздействие пламенем на сляб (1) осуществляют посредством газовой струи, содержащей по меньшей мере 75% кислорода, в которую добавлено газообразное или жидкое топливо.

6. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве дополнительной печи используют печь гомогенизации.

7. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве дополнительной печи используют печь с роликовым подом.

8. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве дополнительной печи используют печь с шагающими балками или методическую печь, которая обеспечивает поперечное перемещение сляба.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве воздействующего на температуру элемента (9, 10) используют дополнительный участок охлаждения.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что в качестве дополнительного участка охлаждения используют участок интенсивного охлаждения.

11. Способ по п.9, отличающийся тем, что в качестве дополнительного участка охлаждения используют участок ламинарного охлаждения полосы.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве воздействующего на температуру элемента (9, 10) используют теплоизолирующий элемент.

13. Способ по одному из пп.1-12, отличающийся тем, что температурный профиль в установке (2) устанавливают на основе модели структуры.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что посредством модели структуры устанавливают и/или отслеживают следующие параметры: температурный профиль в установке (2) по времени или по числу проходов, распределение обжатия по времени или по числу проходов, время выдержки или продолжительность качания, скорости прокатки и скорости транспортировки и/или интенсивность нагрева или охлаждения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии. .
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, преимущественно для получения штрипсов, используемых при строительстве магистральных нефтегазопроводов в районах Крайнего Севера.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения холоднокатаных полос и лент, поставляемых потребителям в нагартованном состоянии, например, для упаковки грузов.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к сплавам на основе железа, используемым для изготовления броневых элементов. .

Изобретение относится к высокопрочному стальному листу для изготовления труб высокопрочных трубопроводов, используемых для транспортировки сероводородсодержащих сред.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для охлаждения стальных горячекатаных полос на отводящем рольганге непрерывного широкополосного стана перед смоткой в рулоны.

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

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве широких горячекатаных листов для изготовления труб магистральных газопроводов.

Изобретение относится к прокатному производству, в частности производству листового проката для изготовления электросварных труб

Изобретение относится к области металлургии, а именно к толстолистовой высокопрочной горячекатаной стали. Нагревают сталь, содержащую в расчете на мас.%: 0,02-0,08 С, 0,01-0,50 Si, 0,5-1,8 Mn, 0,025 или менее Р, 0,005 или менее S, 0,005-0,10 Al, 0,01-0,10 Nb, 0,001-0,05 Ti, остальное - Fe и неизбежные примеси, при этом содержание С, Ti и Nb удовлетворяет соотношению (Ti+(Nb/2))/С<4. Выполняют горячую прокатку, включающую черновую прокатку и чистовую прокатку, ускоренное охлаждение при средней скорости охлаждения в середине стального листа в направлении толщины 10°С/с или более до достижения температуры прекращения охлаждения и сматывают в рулон при температуре намотки. Сталь обладает микроструктурой, содержащей ферритную фазу, выступающую в качестве основной фазы и включающую бейнитный феррит, бейнит и их смешанную фазу, и вторую фазу, включающую перлит, мартенсит, аустенитно-мартенситную составляющую и их смешанную фазу. Разница ΔD между средним размером зерна (мкм) ферритной фазы на расстоянии 1 мм от поверхности стального листа в направлении толщины и средним размером зерна (мкм) ферритной фазы в середине стального листа на расстоянии 2 мкм или менее в направлении толщины, а также разница ΔV между долей содержания (об.%) второй фазы на расстоянии 1 мм от поверхности стального листа в направлении толщины и долей содержания (об.%) второй фазы в середине стального листа в направлении толщины составляет 2% или менее. Сталь обладает высокой прочностью на разрыв TS в 521 МПа и улучшенной низкотемпературной ударной вязкостью, в частности, улучшенными показателями DWTT и CTOD. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил., 12 табл.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к трубам из высокопрочной стали, пригодным для транспортировки природного газа и сырой нефти. Для повышения прочности трубы при продольном изгибе и ударной прочности зоны термического влияния при сварке часть основного материала содержит, в мас.%: С более 0,03-0,08, Si 0,01-0,5, Mn 1,5-3,0, P 0,015, S≤0,005, Al 0,01-0,08, Nb 0,005-0,025, Ti 0,005-0,025, N 0,001-0,010, 0≤0,005, В 0,0003-0,0020, дополнительно включает один или более из элементов: Cu, Ni, Cr, Мо и V, остальное Fe и неизбежные примеси. Предел прочности составляет 760-930 МПа, относительное удлинение - 5% или более и отношение предела текучести к пределу прочности 85% или менее. Часть металла сварного шва содержит, в мас.%: С более 0,03-0,08, Si≤0,5, Mn 1,5-3,0, P≤0,015, S≤0,005, Al≤0,05, Nb 0,005-0,05, Ti 0,005-0,03, N≤0,010, O 0,015-0,045, В 0,0003-0,0020, дополнительно включает один или более из элементов: Cu, Ni, Cr, Мо и V, остальное Fe и неизбежные примеси. В микроструктуре зоны термического влияния при сварке размер первичного аустенитного зерна составляет 50 мкм или более, а структура состоит из нижнего бейнита или многофазной структуры, содержащей нижний бейнит с долей фракции 50% или более и верхний бейнит и/или мартенсит. 5 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 ил., 8 табл., 2 пр.

Изобретение относится к стальным плитам, используемым для изготовления сварных конструкций, таких как трубопроводы, мосты и архитектурные сооружения, которым необходима структурная безопасность. Сляб, имеющий состав, мас.%: C: от 0,02 до 0,2, Si: от 0,01 до 0,5, Mn: от 0,5 до 2,5, P: 0,05 или менее, S: 0,05 или менее, Al: 0,1 или менее, N: 0,01 или менее и остальное Fe и неизбежные примеси, нагревают до 1000°C или выше. Выполняют прокатку до получения плиты, проводимую таким образом, чтобы степень обжатия прокатки в температурном диапазоне 900°C или выше составляла 50% или более, а конечная температура прокатки была в пределах от точки Ar3 до Ar3-50°C. Начинают охлаждать водой при температуре в пределах от Ar3-10°C до Ar3-70°C и заканчивают охлаждение водой при 500°C или ниже. Плиты имеют микроструктуру в положении 1/4 своей толщины, содержащую феррит в качестве мягкой фазы и бейнит, мартенсит или смешанную бейнит/мартенситную составляющую в качестве твердой фазы, долю по площади твердой фазы от 50 до 90% и среднее аспектное отношение зерен феррита 1,5 или более. Повышается стойкости к инициированию вязких трещин как основного металла, так и зоны, подвергнутой действию сварочного тепла. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 4 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к нержавеющей стали для нефтяной скважины и трубе из нержавеющей стали для нефтяной скважины. Нержавеющая сталь для нефтяной скважины содержит, % по массе: С не более 0,05, Si не более 0,5, Mn от 0,01 до 0,5, Р не более 0,04, S не более 0,01, Cr свыше 16,0 и не более 18,0, Ni свыше 4,0 и не более 5,6, Мо от 1,6 до 4,0, Cu от 1,5 до 3,0, Al от 0,001 до 0,10, и N не более 0,050, причем остальное составляют Fe и примеси. Микроструктура стали содержит мартенситную фазу и ферритную фазу, имеющую объемную долю от 10 до 40%. Коэффициент распределения ферритной фазы превышает 85%. Сталь обладает высокой прочностью и коррозионной стойкостью. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл., 44 пр.
Изобретение относится к области металлургического и термического производства, а именно к обработке стали с получением структуры естественного феррито-мартенситного композита - структура, включающая пластичную ферритную матрицу и дискретные твердые волокна - слои мартенсита, и может быть использовано для получения материала, используемого для броневой защиты воинского персонала, БТР, БМП, блокпостов, от поражения при стрельбе из стрелкового оружия и гранатометов. Техническим результатом является получение композита с объемной долей упрочняющей мартенситной фазы ~20-25%, а также с длиной вытянутых серных включений (Fe, Mn) S 1≥80 мкм, и направленностью слоев мартенсита и феррита, разориентировка которых не превышает 15 угловых градусов, что обеспечивает более высокие характеристики трещиностойкости. Технический результат достигается тем, что заготовку из доэвтектоидной углеродистой или малолегированной стали с содержанием серы на верхнем уровне марочного состава подвергают горячей прокатке со степенью обжатия (δ)≥70%, последующему охлаждению в межкритический интервал температур (МКИ), выдержке в этом интервале температур в течение времени, обеспечивающем рафинирование феррита за счет перехода примесей из α-твердого раствора в γ-твердый раствор, и последующей закалке. 1 табл., 4 ил., 1 пр.
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано при изготовлении толстых листов и штрипсов с применением контролируемой прокатки. Для повышения прочностных свойств листа толщиной 30-40 мм до уровня DNV 485 IFD при сохранении достаточной пластичности и хладостойкости выплавляют сталь со следующим соотношением элементов, мас.%: С 0,04-0,08, Si 0,1-0,25, Mn 1,2-1,6, Ni 0,3-0,5, Mo 0,15-0,25, Cr≤0,12, Cu 0,15-0,45, Al≤0,05, V 0,03-0,06, Nb 0,02-0,05, Ti 0,01-0,03, остальное - железо и примеси при содержании каждого менее 0,03% и с параметром стойкости против растрескивания, составляющем Pcm<0,23%, разливают сталь на заготовки, нагревают и производят черновую прокатку при температуре ее начала не ниже 970°C с переходом от продольной к поперечной прокатке с разбивкой ширины и с относительными обжатиями за проход не менее 10%. до толщины, составляющей 3,5-5,2 толщины готового листа, затем проводят чистовую прокатку при температуре ее начала не ниже 740°C, на первых проходах которой осуществляют разбивку ширины с обжатием не более 10% и заканчивают чистовую прокатку проглаживающим проходом при температуре не ниже 720°C, после чего производят ускоренное охлаждение листа до температуры, определяемой из соотношения T=(717°C-0,11*h2)±15°C, где 0,11 - эмпирический коэффициент, °C/мм2; h - толщина готового листа, мм. 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения в толстолистовой стали низкого соотношения между пределом текучести и пределом прочности, высокой прочности, ударной вязкости и стойкости к последеформационному старению, эквивалентной классу API 5L Х60 и менее, толстолистовая сталь содержит, мас.%: от 0,03% до 0,06% C, от 0,01 до 1,0 Si, от 1,2 до 3,0 Mn, 0,015 и менее Р, 0,005 и менее S, 0,08 и менее Al, от 0,005 до 0,07 Nb, от 0,005 до 0,025 Ti, 0,010 и менее N, 0,005% и менее О, остальное Fe и неизбежные примеси, имеет трехфазную микроструктуру, состоящую из бейнита, мартенсито-аустенитного компонента (М-A) и квазиполигонального феррита, при этом доля площади бейнита составляет от 5% до 70%, доля площади компонента М-А - от 3% до 20%, остальную долю площади составляет квазиполигональный феррит, а эквивалентный диаметр круга для компонента М-А составляет 3,0 мкм и менее. Толстолистовая сталь характеризуется соотношением между пределом текучести и пределом прочности, равным 85% и менее, и поглощенной энергией в испытании на ударную вязкость по Шарли при -30°C, равной 200 Дж и более, до и после проведения обработки в виде последеформационного старения при температуре, равной 250°C и менее, в течение 30 минут и менее. 2.н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл., 1 пр.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к низкоуглеродистым сталям для производства проката, используемого для изготовления сварных нефте- и газопроводов, пригодных к эксплуатации в условиях Крайнего Севера. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,03-0,08, кремний 0,10-0,90, марганец 0,30-1,5, ниобий <0,08, ванадий <0,147, титан 0,003-0,03, азот 0,002-0,010, хром 0,01-0,35 или 0,36-1,2, никель 0,01-0,30, медь <0,5, сера <0,003, фосфор 0,004-0,012, алюминий 0,001-0,01 или 0,02-0,06, кальций 0,0001-0,006, водород не более 0,0002, кислород не более 0,0025, железо и неизбежные примеси остальное. Повышаются потребительские свойства стали и проката за счет увеличения стойкости против водородного растрескивания и повышения хладостойкости при сохранении вязкостных свойств и технологичности производства. 2 н. и 4 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения листовой стали на толстолистовых реверсивных станах. Для повышения производительности процесса способ включает нагрев слябов, черновую прокатку в раскат промежуточной толщины, охлаждение раската и последующую его многопроходную чистовую прокатку с регламентированной температурой начала и конца прокатки в лист конечной толщины, при этом охлаждение раската осуществляют путем возвратно-поступательного перемещения по водоохлаждаемым роликам, внутренняя полость бочки которых предварительно заполнена шариками из теплопроводящего материала. Амплитуду возвратно-поступательного перемещения раската устанавливают не менее длины окружности водоохлаждаемых роликов, охлаждение раската ведут до температуры его поверхности на 50-100°С ниже температуры начала чистовой прокатки и выдерживают на воздухе в течение 5-10 с. Раскат охлаждают до температуры, равномерно возрастающей от его начала к концу по ходу прокатки на 20-50°С. Диаметр шариков, которыми заполняют концевые участки полости бочек, устанавливают превышающим диаметр шариков, заполняющих ее среднюю часть, в 1,3-1,5, или теплопроводность материала шариков, которыми заполняют внутреннюю полость бочки, устанавливают возрастающей от краев бочки к ее середине. 5 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.
Наверх