Способ холодной непрерывной прокатки широкополосной стали



Способ холодной непрерывной прокатки широкополосной стали
Способ холодной непрерывной прокатки широкополосной стали
Способ холодной непрерывной прокатки широкополосной стали

 


Владельцы патента RU 2506131:

Открытое Акционерное Общество "Магнитогорский металлургический комбинат" (RU)

Изобретение предназначено для повышения производительности при производстве холоднокатаной широкополосной стали. Способ включает непрерывную прокатку на совмещенном агрегате непрерывного травления и стане непрерывной холодной прокатки при заданных режимах травления и прокатки. Оптимизация скоростного режима совмещенного агрегата непрерывного травления и стана непрерывной холодной прокатки обеспечивается за счет того, что выбор начальной скорости прокатки производят в зависимости от содержания в стали углерода, кремния, марганца и микролегирующих элементов титана, молибдена, ванадия, ниобия. Скоростной режим агрегата регламентирован математическими зависимостями, учитывающими такие факторы как скорость движения подката в травильных ваннах, длина травильных ванн, время травления, рассчитываемое в зависимости от массы окалины, скорость полосы перед первой клетью, учитывающая геометрические и физико-маханические свойства подката, а также параметры прокатного оборудования, 3 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении холоднокатаной широкополосной стали.

Технология непрерывной холодной прокатки полосовой стали достаточно подробно описана, например, в книге П.И. Полухина и др. «Прокатное производство», М., «Металлургия», 1982, с.483-496.

Известен способ холодной непрерывной прокатки полос на непрерывных и бесконечных многоклетевых станах (см. А.С. СССР №1268217, кл. B21В 1/22, опубл. 07.11.1986 г.), включающий стыковую сварку полос перед станом и последующее обжатие в непрерывной группе клетей, при котором полосу прокатывают со снижением скорости клетей при прохождении сварного шва и повышением ее после выхода шва из последней клети стана. Однако ступенчатое изменение скорости не обеспечивает устойчивого процесса прокатки и делает этот способ непригодным для получения полосового проката на совмещенном агрегате непрерывного травления и стане непрерывной холодной прокатки.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является технология непрерывной холодной прокатки и смотки полос на стане 2000, приведенная в книге Ю.Д. Железнов, В.А. Черный, А.П. Кошка и др. «Совершенствование производства холоднокатаной листовой стали» - М.: «Металлургия», 1982, с.205-209, рис. 89-91.

Эта технология включает травление горячекатаного проката, холодную прокатку полос с последующей смоткой в рулоны и характеризуется тем, что скорость прокатки на данном стане определяется (не зависимо от марки стали) из производительности различных участков совмещенного агрегата, что затрудняет точную настройку стана и получение полосового проката с заданными свойствами при достижении его максимальной производительности.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение производительности совмещенного непрерывного травильно-прокатного агрегата за счет оптимизации совмещения скоростного режима травления и прокатки, что повышает результативность производства данного вида проката.

Для решения этой задачи в предлагаемом способе, включающем травление горячекатаного подката, прокатку на непрерывном широкополосном стане с последующей смоткой полос в рулоны, с целью достижения максимальной производительности и получения полосового проката с заданными свойствами процесс прокатки ведут при заданных режимах травления и прокатки, с выбором начальной скорости прокатки в зависимости от содержания в стали углерода С, кремния Si, марганца Mn и микролегирующих элементов титана Ti, молибдена Мо, ванадия V, ниобия Nb принимают из соотношений

, если или , если ,

где - скорость движения подката в травильных ваннах, м/с;

- скорость полосы перед первой клетью, м/с.

,

где Lтр - длина травильных ванн, м;

τтр - время травления полосы, которое принимают в зависимости от массы окалины на заготовке по формуле:

τтр=2,1·109·[HCl]-2,069·[FeCl2]1,437·tтр-3,757·(0,0747·msc)0,727

где msc - масса окалины, кг, равная

[HCl] и [FeCl2] - содержание в растворе кислоты и соли железа, г/л;

tтр - температура раствора, °C;

tсм - температура смотки, °C;

tкп - температура конца прокатки, °C;

СЭ=C+Mn/6+Si/3;

AL - содержание микроэлиментов, %, равное:

AL=Ti+Мо+V+Nb,

где С, Si, Мn, Ti, Мо, V, Nb - вышеуказанное содержание элементов в стали, соответственно, углерода, кремния, марганца, титана, молибдена, ванадия и ниобия, мас.%.

Скорость полосы перед первой клетью:

,

где H0 - толщина подката, мм;

hк - конечная толщина полосы, мм;

- установившаяся скорость прокатки в последней клети, м/с, равная:

,

где - максимальная допустимая скорость прокатки в последней клети стана согласно его технической характеристике, м/с;

kp - коэффициент запаса на регулирование процесса (при kσkhb≤0,9 принимается kp=1,0);

kσ - коэффициент влияния прочности подката (0,75…1,0):

khb - коэффициент размеров профиля, равный:

,

где b - ширина профиля, мм;

Lp - длина бочки рабочих валков, мм

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

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации параметров скоростного режима травления и прокатки для полосовой стали, что позволяет получать тонколистовую холоднокатаную сталь с заданными свойствами при достижении максимальной производительности совмещенного травильно-прокатного агрегата.

При реализации предлагаемого способа холодной прокатки масса окалины на заготовке, время травления подката и установившаяся скорость прокатки в последней клети стана принимаются в соответствие с вышеприведенными зависимостями, которые определяются при конкретных содержаниях выше указанных элементов в стали.

Опытную проверку заявляемого способа осуществляли па широкополосном стане 2000 холодной прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». С этой целью при холодной прокатке сталей с содержанием 0,07…0,25 мас.% углерода, 0,03…0,35% кремния, 0,25…1,70% марганца, 0,002…0,01% титана, 0,01…0,03% молибдена, 0,01…0,004% ванадия и 0,01…0,035% ниобия определяли величины и , оценивая результаты но объему выхода листовой стали различных классов прочности.

Наилучшие результаты (максимальный объем выхода проката заданного класса прочности в пределах 98,7…99,5%) получены при реализации настоящего способа. При выборе начальной скорости прокатки и расхождении величин и , более чем на 10…15% достигнутые показатели ухудшались. Так например, при различии на 15…18% и значении происходило повышение не плоскостности проката и выход годного не превысил 91,0% по причине снижения качества поверхности полосы и вариации скоростного режима прокатки; при различии на 15…18% и значении происходило повышение разнотолщиниости прока-га и выход листового проката с заданными свойствами был не более 92,4% по причине ухудшения условий деформирования в очаге деформации и перегрузки приводных двигателей.

Технология холодной непрерывной прокатки листа, взятая в качестве ближайшего аналога дала выход проката требуемого класса прочности в пределах 87,5…89,8%.

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

Технико-экономические исследования показали, что использование настоящего изобретения при производстве холоднокатаной листовой стали с заданными свойствами позволит повысить производительность почти в 1,15 раза с соответствуюгцим снижением себестоимости проката.

Примеры конкретного выполнения

1. На широкополосном стане 2000 холодной прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» прокатывается сталь марки 18ЮА толщиной 1,0 мм и шириной 1250 мм из подката толщиной 3,7 мм с содержанием 0,18 мас.% углерода, 0,12% кремния, 0,24% марганца, 0,01% титана, 0,01% молибдена, 0,01% ванадия и 0,01% ниобия, значение σТ=330 Н/мм2. Технологические характеристики используемого на стане оборудования следующие; длина бочки рабочих валков Lp=2160 мм; максимальная допустимая скорость прокатки в последней клети ; длина травильных ванн Lтр=140 м; содержание в растворе кислоты [НСl]=68 г/л и соли железа [FeCl2]=104 г/л; температура раствора tтр=78°C; температура конца прокатки подката tкп=850°C; температура смотки подката tсм=658°C;

Углеродный эквивалент равен:

СЭ=С+Mn/6+Si/3=0,18+0,24/6+0,12/3=0,26:

Содержание микроэлиментов:

AL=Ti+Mo+V+Nb=0,01+0,01+0,01+0,01=0,04%;

Масса окалины: Время травления полосы: τтр=2,1·109·[HСl]-2,069·[FeCl2]1,437·tтp-3,757·(0,0747·msc)0,727=2,1·109·68-2,069·1041,437·78-3,757·(0,0747·28,3206)0,727=35,71075 с;

Скорость движения подката в травильных ваннах: ;

Коэффициент размеров профиля: ;

Коэффициент влияния прочности подката выбирается в зависимости от величины σТ (см. табл 1) и равен kσ=0,95.

Таблица 1
σТ, МПа kσ
Не более 300 1,00
310-350 0,95
360-400 0,85
410-450 0,80
Более 450 0,75

Коэффициент запаса на регулирование процесса: kp=1,0, т.к. kσkhb=0.95·0,609=0,57855 и ≤0,9;

Установившаяся скорость прокатки в последней клети:

;

Скорость полосы перед первой клетью:

Начальная скорость прокатки принимается , что обеспечивает максимальную производительность совмещенного агрегата непрерывного травления и стана непрерывной холодной прокатки при заданных режимах травления и прокатки, и данном содержании химических элементов в стали.

2. На широкополосном станс 2000 холодной прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» прокатывается сталь 20 толщиной 1,2 мм и шириной 1000 мм из подката толщиной 2,35 мм с содержанием 0,22 мас.% углерода, 0,25% кремния, 0,36% марганца, 0,0% титана, 0,0% молибдена, 0,0% ванадия и 0,003% ниобия, значение σТ=330 Н/мм2. Технологические характеристики используемого на стане оборудования следующие: длина бочки рабочих валков Lр=2160 мм; максимальная допустимая скорость прокатки в последней клети ; длина травильных ванн Lтp=140 м; содержание в растворе кислоты [НСl]=68 г/л и соли железа [FeCl2]=104 г/л; температура раствора tтр=78°C; температура конца прокатки подката tкп=850°C; температура смотки подката tсм=650°C;

Углеродный эквивалент равен:

СЭ=С+Mn/6+Si/3=0,22+0,36/6+0,25/3=0,3633:

Содержание микроэлиментов:

AL=Ti+Mo+V+Nb=0,0+0,0+0,0+0,003=0,003%;

Масса окалины ;

Время травления полосы: τтр=2,1·109·[HСl]-2,069·[FeCl2]1,437·tтp-3,757·(0,0747·msc)0,727=2,1·109·68-2,069·1041,437·78-3,757·(0,0747·14,4054)0,727=21,8778 с;

Скорость движения подката в травильных ваннах:

Коэффициент размеров профиля: ;

Коэффициент влияния прочности подката выбирается в зависимости от величины σТ (см. табл 2) и равен kσ=0,95.

Таблицам 2
σТ, МПа kσ
Не более 300 1,00
310-350 0,95
360-400 0,85
410-450 0,80
Более 450 0,75

Коэффициент запаса на регулирование процесса: kp=1,0, т.к.

kσkhb=0,95·0,575=0,54625 и ≤0,9;

Установившаяся скорость прокатки в последней клети;

Скорость полосы перед первой клетью:

Начальная скорость прокатки принимается , что обеспечивает максимальную производительность совмещенного агрегата непрерывного травления и стана непрерывной холодной прокатки при заданных режимах травления и прокатки, и данном содержании химических элементов в стали.

3. На широкополосном стане 2000 холодной прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» прокатывается сталь марки 08нс толщиной 1,2 мм и шириной 1100 мм из подката толщиной 4,5 мм с содержанием 0,07 мас.% углерода, 0,03% кремния, 0,3% марганца, 0,0% титана, 0,0% молибдена, 0,0% ванадия и 0,0% ниобия, значение σТ=270 Н/мм2. Технологические характеристики используемого на стане оборудования следующие: длина бочки рабочих валков Lp=2160 мм; максимальная допустимая скорость прокатки в последней клети ; длина травильных ванн Lтp=140 м; содержание в растворе кислоты [HCl]=68 г/л и соли железа [FeCl2]=104 г/л; температура раствора tтp=78°C; температура конца прокатки подката tкп=850°C; температура смотки подката tсм=631°C;

Углеродный эквивалент равен:

СЭ=С+Мn/6+Si/3=0,18+0,3/6+0,03/3=0,13;

Содержание микроэлиментов:

AL=Ti+Mo+V+Nb=0,0+0,0+0,0+0,0=0,0%;

Масса окалины:

Время травления полосы: τтр=2,1·109·[HСl]-2,069·[FeCl2]1,437·tтp-3,757·(0,0747·msc)0,727=2,1·109·68-2,069·1041,437·78-3,757·(0,0747·24,5527)0,727=32,189 с;

Скорость движения подката в травильных ваннах:

Коэффициент размеров профиля:

Коэффициент влияния прочности подката выбирается в зависимости от величины σТ - (см. табл 3) и равен kσ=1,0.

Таблица 3
σТ, МПа kσ
Не более 300 1,00
310-350 0,95
360-400 0,85
410-450 0,80
Более 450 0,75

Коэффициент запаса на регулирование процесса: kp=1,0, т.к. kσkhb=1,0·0,5697=0,5697 и ≤0,9;

Установившаяся скорость прокатки в последней клети:

Скорость полосы перед первой клетью:

Начальная скорость прокатки принимается , что обеспечивает максимальную производительность совмещенного агрегата непрерывного травления и стана непрерывной холодной прокатки при заданных режимах травления и прокатки, и данном содержании химических элементов в стали.

Способ холодной непрерывной прокатки на совмещенном агрегате непрерывного травления и холодной прокатки, включающий задание режимов травления и прокатки, отличающийся тем, что начальную скорость прокатки принимают в зависимости от содержания в стали углерода, кремния, марганца и микролегирующих элементов: титана, молибдена, ванадия, ниобия из следующих соотношений:
, если или , если
где - скорость движения полосы в травильных ваннах, м/с;
- скорость полосы перед первой клетью, м/с, при этом
а
где Lтp - длина травильных ванн, м;
τтр - время травления полосы в зависимости от массы окалины на заготовке, определяемое по формуле
τтр=2,1·109·[HCl]-2,069·[FeCl2]1,437·tтр-3,757·(0,0747·msc)0,727,
где msc - масса окалины, кг, причем

[НСl] и [FeCl2] - содержание в травильном растворе кислоты и соли железа, г/л;
tтp - температура раствора, °C;
tсм - температура смотки, °C;
tкп - температура конца прокатки, °C;
CЭ=C+Mn/6+Si/3;
AL - содержание микроэлементов, мас.%, причем
AL - Ti+Mo+V+Nb,
Н0 - толщина подката, мм;
hк - конечная толщина полосы, мм;
- установившаяся скорость прокатки в последней клети, м/с, причем

где - максимальная допустимая скорость прокатки в последней клети, м/с;
kp - 1,0 - коэффициент запаса на регулирование процесса;
kσ=0,75…1,0 - коэффициент влияния прочности подката;
khb - коэффициент размеров профиля, причем

где b - ширина профиля, мм;
Lp - длина бочки рабочих валков, мм, при этом
kσkhb≤0,9.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области черной металлургии, к прокатному производству, и может быть использовано при получении упаковочной ленты, используемой для автоматизированной обвязки грузов.
Изобретение предназначено для снижения разнотолщинности тончайших полос и лент (толщиной не более 0,2 мм), получаемых холодной прокаткой из низкоуглеродистых сталей на непрерывных многовалковых станах.
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при прокатке холоднокатаных полос из низкоуглеродистой стали на непрерывных станах с последующим отжигом в садочных печах.
Изобретение предназначено для снижения энергозатрат прокатного производства и может быть использовано при дрессировке стальных холоднокатаных отожженных полос в клети с по меньшей мере одним приводным валком.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения холоднокатаной полосы из листовой низкоуглеродистой стали, стабилизированной алюминием, для изготовления изделий методом глубокой вытяжки.
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении горячекатаного травленого листового проката как в виде товарной продукции, так и заготовки для последующей холодной прокатки.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при холодной прокатке стальных полос на реверсивных и непрерывных станах. .
Изобретение относится к изготовлению тонколистовой холоднокатаной трубной стали, используемой для трубок амортизаторов автомобилей. .

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения холоднокатаной нагартованной полосы из листовой стали с покрытием или без него, для последующей обработки путем гибки или формовки, в частности кровельной металлочерепицы.
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в технологии производства холоднокатаных полос из низкоуглеродистых сталей с заданной чистотой поверхности и шероховатостью полосы, используемых в автомобильной промышленности.
Изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к технологии прокатки и термической обработки металлов, и может быть использовано при производстве высокопрочной холоднокатаной полосы из углеродистой стали в нагартованном состоянии толщиной 0,8-1,0 мм и массой 17-26 т для получения упаковочной ленты. Способ включает горячую прокатку, смотку полосы в рулоны, травление, холодную прокатку и термическую обработку. Температуру конца горячей прокатки и смотки поддерживают в диапазонах 830-870°C и 470-540°C соответственно. Термическую обработку осуществляют путем нагрева холоднокатаного проката до температуры 370-440°С и выдержки при этой температуре в течении времени τ=(m+h)/K, где m - масса максимального рулона в стопе, т; h - толщина полосы, мм; К=0,80-1,10 - эмпирический коэффициент, полученный опытным путем. Кроме этого, сталь имеет следующий химический состав, мас.%: 0,10-0,18 С; 0,30-0,80 Si; 1,1-1,8 Mn; не более 0,020 Р; не более 0,015 S; не более 0,06 Al; не более 0,06 Сr; не более 0,01 N; Fe, неизбежные примеси - остальное. Техническим результатом изобретения является увеличение выхода годного за счет повышения комплекса механических свойств. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано на многоклетевых непрерывных станах при холодной прокатке полосы из стали или сплавов цветных металлов из горячекатаного подката. Сущность изобретения: при холодной прокатке полосы необходимо выдерживать допуски на продольную и поперечную разнотолщинность, при этом требования к точности прокатанной полосы по продольной разнотолщинности и поперечному профилю и форме постоянно ужесточаются. Современные технологии предполагают использование систем автоматического регулирования толщины по длине полосы (САРТиН) и по поперечному профилю и форме полосы (САРПФ) с учетом единого допуска на отклонение толщины полосы от номинального значения по всей ее площади. Отличительной особенностью способа согласно изобретению является то, что прокатку ведут с установкой различных допусков в САРТиН на отклонение толщины от номинальной в продольном направлении и в САРПФ на отклонение толщины от номинальной в поперечном направлении в зависимости от единого допуска на отклонение толщины от номинального значения по всей площади полосы, указанные зависимости описаны математическими выражениями. При этом горячекатаный подкат получен прокаткой с установкой допуска на поперечную разнотолщинность, а указанный допуск устанавливают в зависимости от единого допуска на отклонение от номинальной толщины по всей площади готовой холоднокатаной полосы, эта зависимость также описана математическим выражением. При использовании изобретения становится возможным получать более точную полосу, в этом заключается технический результат изобретения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано на непрерывных станах для холодной прокатки полос и лент из высокопрочных сталей и сплавов. Способ включает многопроходное обжатие заготовки с приложением натяжений. Снижение продольной разнотолщинности полос и лент обеспечивается за счет того, что прокатку в первом проходе ведут с относительным обжатием 4-23% и при удельном переднем натяжении в этом проходе не более 20 МПа. 1 табл.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении бескремнистой листовой изотропной электротехнической стали толщиной 0,2-1,8 мм. Способ включает заправку горячекатаной травленой полосы в шестиклетевой непрерывный стан, распределение и установку обжатий по клетям и последующую холодную прокатку. Повышение плоскостности листовой стали обеспечивается за счет того, что обжатия по клетям устанавливают в соответствии со следующими значениями накопленных относительных обжатий: 1-я клеть - до 43%; 2-я клеть - 45-54%; 3-я клеть - 56-66%; 4-я клеть - 68-74%; 5-я клеть - 76-78% и 6-я клеть - не менее 80%. 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении холоднокатаных листов толщиной 0,4-1,8 мм из низкоуглеродистой стали марки 08ЮТР для получения изделий методом глубокой вытяжки. Способ включает многопроходную холодную прокатку горячекатаных травленых полос, рекристаллизационный отжиг и дрессировку. Повышение выхода годных изделий при глубокой вытяжке обеспечивается за счет того, что суммарное относительное обжатие при холодной прокатке устанавливают в одном из следующих интервалов: 33-54%, 61-65% или 72-74%, при этом обжатие в первом проходе поддерживают равным 27-31%. 2 табл., 2 пр.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления полосы с прочностными свойствами в 1,2-1,4 раза выше, чем у прототипа. Возможность получения фрагментированной структуры металла с высокой плотностью дислокаций обеспечивается за счет того, что холодную прокатку полосы осуществляют в валках с шероховатостью 6,0-12,0 мкм Ra, окружную скорость которых задают из условия: V1≥2V2, где V1 - окружная скорость первого валка, м/с; V2 - окружная скорость второго валка, м/с. При этом прокатку ведут с единичной степенью деформации не менее 50% до суммарной степени деформации 75-95%. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области прокатного производства металлической полосы. Снижение продольной и поперечной разнотолщинности полосы обеспечивается за счет того, что в способе обработки металлической полосы пластической деформацией, включающем прокатку с охватом передним концом полосы ведущего валка и охватом задним концом полосы ведомого валка с углом охвата в пределах π≤φ1 и φ0 < 2π радиан, соответственно, с рассогласованием окружных скоростей валков и обеспечением снижения натяжения концов полосы, снижают силы переднего и заднего натяжений на свободных концах полосы путем подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зазор между ведущим и ведомым валками и полосой на входе полосы в валки. В устройстве, содержащем станину рабочей клети, ведущий и ведомый валки, прижимные ролики, расположенные центрально-симметрично относительно очага деформации, закрепленные на станине рабочей клети верхнюю и нижнюю криволинейные проводки, на входе в верхнюю и нижнюю проводки установлены форсунки для подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зазор между ведущим и ведомым валками и полосой. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологии производства холоднокатаного проката, предназначенного для изготовления упаковочной ленты. Повышение механических свойств, их стабильности и однородности по длине полосы обеспечивается за счет того, что способ включает горячую прокатку полосы из стали, имеющей регламентированный состав, ее смотку, травление, холодную прокатку, термообработку, согласно которому температуру раската перед чистовой группой клетей поддерживают в диапазоне 1050-1200°С, горячую прокатку ведут с суммарным относительным обжатием не менее 90%, температуру конца прокатки и смотки поддерживают в диапазонах 810-880°С и 480-570°С соответственно, холодную прокатку ведут с суммарным относительным обжатием не менее 62%. Стальная полоса имеет феррито-цементитную структуру с нерекристаллизованным ферритным зерном и отношение σт/σв не менее 0,70. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.
Наверх