Способ производства толстолистового проката

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству проката (листов) ответственного назначения, предназначенного для судостроения. Для обеспечения в прокате толщиной более 60 мм предела текучести не менее 900 МПа, предела прочности не менее 970 МПа, относительного удлинения не менее 15%, повышенной хладостойкостью KCV (-60°C) не менее 100 Дж/см2 и хорошей свариваемости проводят выплавку стали, непрерывную разливку, нагрев слябов, черновую и чистовую прокатку, ускоренное охлаждение, при этом нагрев сляба под прокатку осуществляют при температуре 1190-1230°C в течение 5-10 часов, черновую прокатку заканчивают при температуре раската не менее 940°C и толщине раската 38-45% от толщины сляба, чистовую прокатку начинают при температуре 920-980°C и заканчивают при температуре не менее 910°C и толщине проката 19-25% от толщины сляба, после этого производят ускоренное охлаждение проката со скоростью 55-110°C/мин до температуры 20-50°C, затем нагревают прокат до температуры 610-660°C, при которой осуществляют его выдержку в течение не менее 5 часов, а после этого производят охлаждение проката на воздухе со скоростью не более 1,5°C/мин с обеспечением структуры, состоящей из бейнита и остаточного мартенсита, доля которого не превышает 5%. 6 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству проката (листов) ответственного назначения, предназначенного для судостроения.

Известен способ производства листового проката, включающий выплавку стали определенного химического состава, легирование, внепечную обработку, разливку стали, аустенитизацию, предварительную и окончательную деформацию при температуре 750-950°C, замедленное охлаждение в интервале температур 550-200°C со скоростью не более 0,005°C/сек и далее на спокойном воздухе до температуры окружающей среды, затем нагрев листового проката до температуры 900-980°C с последующей выдержкой 1,0-5,5 мин/мм и охлаждение на воздухе до температуры окружающей среды [Патент RU 2465347, МПК C21D 8/02, C21D 9/46, C22C 38/16, 2012].

Недостатками данного способа являются: недостаточная прочность, неудовлетворительные показатели текучести, ударной вязкости и хладостойкости получаемого проката, что не позволяет его использовать для судостроения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ производства толстолистового проката из высокопрочной и хладостойкой стали, включающий выплавку стали следующего состава, мас. %: C - 0,02÷0,15, Mn - 1,20÷2,0, Si - 0,10÷0,50, Nb - 0,010÷0,10, Al - 0,01÷0,07, Ti - 0,005÷0,04, N - 0,003÷0,012, S - 0,0005÷0,010, P - 0,001÷0,015, Fe - остальное, непрерывную разливку на заготовки, нагрев слябов, предварительную и окончательную прокатки и ускоренное охлаждение, при этом после нагрева слябы предварительно прокатывают с общей деформацией 50-70% в направлении, перпендикулярном оси сляба, а затем производят окончательную прокатку сначала в направлении, перпендикулярном оси, а затем вдоль оси раската с суммарной деформацией 65-80% при температуре 900-750°C, причем 30-40% от общей деформации приходится на прокатку в направлении, перпендикулярном оси раската, после чего ускоренно охлаждают от температуры Ar3±20°C до температуры 600-400°C, а затем охлаждают замедленно до температуры 20-200°C со скоростью 0,05-0,15 град/с [Патент RU 2439173, МПК C21D 8/02, 2012].

Недостатками данного способа являются: при суммарных обжатиях менее 5 крат наблюдаются низкие значения ударной вязкости при отрицательных температурах, низкая доля волокна и повышенная шиферность в изломе ударных образцов. Вследствие этого, невозможно производить толстолистовой прокат толщиной более 60 мм ответственного назначения.

Технический результат изобретения - получение толстолистового (более 60 мм) проката ответственного назначения, предназначенного для судостроения и характеризующегося высокой прочностью (предел текучести не менее 900 МПа, предел прочности не менее 970 МПа), пластичностью (относительное удлинение не менее 15%), повышенной хладостойкостью (KCV (-60°C) не менее 100 Дж/см2) и хорошей свариваемостью.

Указанный технический результат изобретения достигается тем, что в способе производства толстолистового проката, включающем выплавку стали, непрерывную разливку, нагрев слябов, черновую и чистовую прокатку, ускоренное охлаждение, согласно изобретению нагрев слябов под прокатку осуществляют при температуре 1190-1230°C в течение 5-10 часов, черновую прокатку заканчивают при температуре раската не менее 940°C и толщине раската 38-45% от толщины сляба, чистовую прокатку начинают при температуре 920-980°C и заканчивают при температуре не менее 910°C и толщине проката 19-25% от толщины сляба, после этого производят ускоренное охлаждение проката со скоростью 55-110°C/мин до температуры 20-50°C, затем нагревают прокат до температуры 610-660°C, при которой осуществляют его выдержку в течение не менее 5 часов, а после этого производят охлаждение проката на воздухе со скоростью не более 1,5°C/мин.

Прокат производят из слябов толщиной не менее 300 мм.

Нагрев слябов под прокатку осуществляют со скоростью не более 2,5°C/мин.

После черновой прокатки осуществляют подстуживание раската в течение 2-10 секунд.

Прокатку осуществляют со степенью обжатия за проход не менее 15%.

Во время термообработки прокат от температуры 500°C до температуры 600°C нагревают со скоростью не более 2,0°C/мин, а от температуры 600°C до интервала температур 610-660°C нагревают со скоростью не более 1,5°C/мин.

Структура проката после термообработки состоит из бейнита и остаточного мартенсита, при этом доля остаточного мартенсита не превышает 5%.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

Нагрев слябов под прокатку осуществляют до температуры 1190-1230°C и при данной температуре слябы выдерживают в течение 5-10 часов. При нагреве слябов до температуры менее 1190°C не будет происходить растворения карбонитридных включений, вследствие чего не возможно будет получить мелкозернистую структуру готового проката. При нагреве слябов до температуры более 1230°C на слябах образуется «липкая» окалина, которая плохо счищается и может привести к поверхностным дефектам проката при последующей прокатке.

Нагрев слябов под прокатку со скоростью не более 2,5°C/мин необходим для предотвращения в них трещин.

При выдержке слябов толщиной не менее 300 мм в печи в течение менее 5 часов не происходит выравнивания температуры по сечению сляба. Выдержка слябов в печи в течение более 10 часов не ведет к дальнейшему выравниванию температуры по сечению сляба и экономически не целесообразна.

Толщина слябов должна быть не менее 300 мм. Это необходимо для того, чтобы обеспечить «проработку» стали для получения мелкозернистой структуры.

Черновую прокатку необходимо заканчивать при температуре не менее 940°C и толщине раската 38-45% от толщины сляба. Это нужно для формирования микрокристаллической структуры и требуемой ударной вязкости проката. Экспериментально установлено, что при температуре конца черновой прокатки менее 940°C и толщине раската, выходящей за толщину 38-45% от толщины сляба, снижается ударная вязкость проката.

После черновой прокатки осуществляют подстуживание раската. Это необходимо для обеспечения протекания статической рекристаллизации зерен аустенита. При продолжительности подстуживания менее 2 секунд не успевают пройти рекристаллизационные процессы в металле. При продолжительности подстуживания более 10 секунд возможно чрезмерное снижение температуры некоторых участков раската.

Экспериментально установлено, что начало чистовой прокатки необходимо осуществлять в диапазоне температур 920-980°C. Это нужно для формирования оптимальной мелкозернистой, однородной структуры в металле с целью дальнейшего получения требуемых механических характеристик проката.

Температура конца прокатки должна составлять не менее 910°C. При температуре конца прокатки менее 910°C возникают трещины у кромок проката вследствие потери его пластичности.

Чистовая прокатка до толщины проката 19-25% от толщины сляба требуется для получения мелкозернистой структуры. При толщине проката менее 19% от толщины сляба итоговая толщина проката будет менее требуемой величины. При толщине проката более 25% от толщины сляба не достигается требуемый комплекс механических свойств.

Прокатка с единичными обжатиями за проход не менее 15% необходима для получения мелкозернистой структуры проката при малых суммарных обжатиях.

Ускоренное охлаждение проката со скоростью 55-110°C/мин до температуры 20-50°C требуется для получения мартенситной структуры металла. При охлаждении со скоростью менее 55°C/мин не возможно получить полностью мартенситную структуру проката. Охлаждение со скоростью более 110°C/мин труднодостижимо и экономически не целесообразно.

Термообработка проката при температуре 610-660°C необходима для снятия внутренних напряжений в прокате. При этом выдержка в течение не менее 5 часов требуется для выравнивания температуры по всему сечению проката.

Нагрев проката от температуры 500°C до температуры 600°C со скоростью не более 2,0°C/мин и от температуры 600°C до интервала температур 610-660°C со скоростью не более 1,5°C/мин нужен для предотвращения образования трещин в прокате.

Для обеспечения требуемого комплекса механических свойств проката его структура после термообработки должна состоять из бейнита и остаточного мартенсита в количестве не более 5%. При доле остаточного мартенсита в прокате более 5% происходит снижение его пластичности.

Предложенный способ был реализован в производстве ПАО «Северсталь».

Прокатку сляба толщиной 315 мм на лист (прокат) толщиной 63 мм производили на одноклетьевом реверсивном стане «5000». Нагрев сляба под прокатку осуществляли со скоростью 2,1°C/мин до температуры 1220°C и при данной температуре сляб выдержали в печи в течение 8 часов. Черновую прокатку сляба закончили при температуре 950°C и толщине раската 126 мм (40% от толщины сляба). Затем произвели подстуживание раската в течение 6 секунд и начали чистовую прокатку при температуре 945°C. Чистовую прокатку закончили при температуре 930°С и толщине листа 63 мм (20% от толщины сляба). При чистовой и черновой прокатке величина обжатий за проход составляла не менее 15%. Затем осуществили ускоренное охлаждение листа со скоростью 80°C/мин до температуры 35°C. После этого производили его нагрев. При достижении листом температуры 500°C скорость нагрева установили 1,8°C/мин, а при достижении листом температуры 600°C скорость нагрева установили 1,3°C/мин. Нагрев с данной скоростью осуществляли до температуры 630°C, при которой произвели выдержку листа в течение 6 часов. После этого осуществляли охлаждение листа на воздухе со скоростью 1,2°C/мин.

Соблюдение заявляемой технологии позволило произвести толстолистовой прокат (лист) для судостроения толщиной 63 мм со следующим комплексом механических свойств: предел текучести 910 МПа, предел прочности 983 МПа, относительное удлинение 16%, работа удара KCV (-60°C) 105 Дж/см2. Доля волокна в изломе составляла 100%, шиферность в изломе была не более второго балла. Структура проката состояла из 97% бейнита и 3% остаточного мартенсита.

1. Способ производства толстолистового проката, включающий выплавку стали, непрерывную разливку, нагрев слябов, черновую и чистовую прокатку, ускоренное охлаждение, отличающийся тем, что нагрев слябов под прокатку осуществляют при температуре 1190-1230°C в течение 5-10 часов, черновую прокатку заканчивают при температуре не менее 940°C и толщине раската 38-45% от толщины сляба, чистовую прокатку начинают при температуре 920-980°C и заканчивают при температуре не менее 910°C и толщине проката 19-25% от толщины сляба, ускоренное охлаждение проката ведут со скоростью 55-110°C/мин до температуры 20-50°C, а затем осуществляют нагрев проката до 610-660°C с выдержкой в течение не менее 5 часов и охлаждение на воздухе со скоростью не более 1,5°C/мин.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что получают сляб толщиной не менее 300 мм.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев слябов под прокатку осуществляют со скоростью не более 2,5°C/мин.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после черновой прокатки осуществляют подстуживание раската в течение 2-10 секунд.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что прокатку осуществляют со степенью обжатия за проход не менее 15%.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев проката от температуры 500°C до температуры 600°C осуществляют со скоростью не более 2,0°C/мин, а от температуры 600°C до интервала температур 610-660°C - со скоростью не более 1,5°C/мин.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев и охлаждение проката осуществляют с обеспечением структуры проката, состоящей из бейнита и остаточного мартенсита, при этом доля остаточного мартенсита не превышает 5%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, а именно к термической обработке в колпаковых печах рулонов холоднокатаной полосы из низкоуглеродистой стали. Технический результат изобретения заключается в повышении производительности колпаковых печей и снижении расхода энергоресурсов при гарантированном обеспечении требуемого комплекса механических свойств холоднокатаной полосы, а также в значительном снижении отсортировки по дефекту «пятна слипания сварки».

Изобретение относится к области термической обработки. Для обеспечения однородной температуры по всей поверхности стального листа способ включает в себя стадию термической обработки листа (1) при его перемещении путем погружения его по меньшей мере в одну ванну (5, 16) с расплавленными окислами, при этом ванна (5, 16) с расплавленными окислами имеет вязкость ниже 3·10-1 Па⋅с, поверхность ванны (5, 16) находится в контакте с неокислительной атмосферой, расплавленные окислы являются инертными по отношению к железу, разница между температурой ферросплавного листа (1) на входе в ванну (5, 16) и температурой ванны (5, 16) находится между 25°С и 900°С, а остатки окислов, остающиеся на поверхностях ферросплавного листа (1) на выходе из ванны (4, 16), удаляют.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению листа из текстурированной электротехнической стали. Лист имеет стальную подложку, основную пленку форстерита, сформированную на поверхности стальной подложки, и изоляционное покрытие, сформированное на основной пленке форстерита и создающее натяжение на поверхности стальной подложки.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению горячештампованного изделия, используемого в автомобилестроении. Изделие получают горячей штамповкой электролитически гальванизированного стального листа, включающего, мас.%: С от 0,10 до 0,35, Si от 0,01 до 3,00, Al от 0,01 до 3,00, Mn от 1,0 до 3,5, Р от 0,001 до 0,100, S от 0,001 до 0,010, N от 0,0005 до 0,0100, Ti от 0,000 до 0,200, Nb от 0,000 до 0,200, Mo от 0,00 до 1,00, Cr от 0,00 до 1,00, V от 0,000 до 1,000, Ni от 0,00 до 3,00, В от 0,0000 до 0,0050, Са от 0,0000 до 0,0050, Mg от 0,0000 до 0,0050, железо и примеси – остальное.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения равномерного нагрева листа из холоднокатаной электротехнической стали, улучшения качества формы листа стали и его магнитных свойств в линии непрерывного отжига листов стали, содержащей зону нагрева, зону выдержки и зону охлаждения, последовательно в передней половине зоны нагрева расположены два или более устройств индукционного нагрева, а в температурной зоне, где температура листа стали между двумя или более устройствами индукционного нагрева составляет от 250°C до 600°C, выполнена область остановки нагрева длиной 1-30 м или область медленного нагрева со скоростью от более 0°C/с до 10°C/с.

Изобретение относится к высокопрочной многофазной стали с минимальной устойчивостью на разрыв 580 МПа преимущественно с двухфазной структурой для холодно- или горячекатаной стальной полосы с улучшенными формовочными свойствами, в частности для производства легковесных конструкций для транспортных средств, состоящей из элементов, мас.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству горячекатаной стали, предназначенной для применения в сооружениях и конструкциях различного назначения в Арктике и Антарктике.

Изобретение относится к области металлургии. Для снижения потерь в железе и обеспечения небольших колебаний значения потерь в железе способ включает горячую прокатку стального сляба, содержащего, мас.%: С 0,002-0,10, Si 2,0-8,0 и Mn 0,005-1,0, для получения горячекатаного листа, при необходимости отжиг в зоне горячих состояний горячекатаного стального листа, однократную, или двукратную, или многократную холодную прокатку с промежуточным отжигом между ними для получения холоднокатаного листа конечной толщины, отжиг первичной рекристаллизации в сочетании с обезуглероживающим отжигом холоднокатаного листа, нанесение отжигового сепаратора на поверхность стального листа и окончательный отжиг, причем быстрый нагрев выполняют со скоростью не менее 50°С/с в интервале 100-700°С в процессе нагрева отжига первичной рекристаллизации, стальной лист выдерживают при любой температуре 250-600°С в течение 0,5-10 с 2-6 раз.

Изобретение относится к многофазной стали максимальной прочности с определенным составом, а также к способу изготовления холодно- или горячекатаной стальной полосы из этой стали, при котором в процессе непрерывного отжига формируют необходимую многофазную микроструктуру.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения трещиностойкости листовой стали при производстве сварных труб лист подвергают нагреву до температуры АСЗ+(30-50)°C и одностороннему ускоренному охлаждению до комнатной температуры, затем осуществляют изгиб с деформацией со стороны ускоренно охлажденной поверхности, которую используют в качестве внутренней поверхности трубы.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к толстолистовой стали толщиной 25 мм или больше для изготовления магистральной трубы. Сталь содержит, в мас.%: 0,040-0,080 C, 0,05-0,40 Si, 1,60-2,00 Mn, 0,020 или меньше P, 0,0025 или меньше S, 0,05-0,20 Mo, 0,0011-0,0050 Ca, 0,060 или меньше Al, 0,010-0,030 Nb, 0,008-0,020 Ti, 0,0015-0,0060 N, 0,0040 или меньше O, остальное - Fe и неизбежные примеси.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочной листовой стали, имеющей низкое отношение предела текучести к пределу прочности. Сталь имеет химическую композицию, содержащую в мас.%: С: 0,03-0,08, Si: 0,01-1,0, Мn: 1,2-3,0, Р: 0,015 или менее, S: 0,005 или менее, Аl: 0,08 или менее, Nb: 0,005-0,07, Ti: 0,005-0,025, N: 0,010 или менее, О: 0,005 или менее, Fe и неизбежные примеси – остальное.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочной листовой стали, имеющей низкое отношение предела текучести к пределу прочности. Сталь имеет химический состав, содержащий, мас.%: С 0,03-0,08, Si 0,01-1,0, Mn 1,2 - 3,0, Р 0,015 или менее, S 0,005 или менее, Al 0,08 или менее, Nb 0,005-0,07, Ti 0,005-0,025, N 0,010 или менее, О 0,005 или менее, Fe и неизбежные примеси – остальное.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к окалиностойкой стали, используемой для изготовления закаленных деталей. Сталь имеет следующий химический состав, мас.%: С 0,04-0,50, Μn 0,5-6,0, Al 0,5-3,0, Si 0,05-3,0, Cr 0,05-3,0, Ni менее 3,0, Cu менее 3,0, Ti 0,010-0,050, В 0,0015-0,0040, Ρ менее 0,10, S от более 0,01 до 0,05, N менее 0,020, остальное железо и неизбежные примеси.

Изобретение относится к области черной металлургии. Для повышения прочности проката при одновременном повышении прокаливаемости, пластичности и ударной вязкости выплавляют сталь, содержащую, мас.%: углерод 0,04÷0,05, марганец 1,9÷2,0, кремний 0,22÷0,25, ниобий 0,07÷0,09, титан 0,02÷0,025, алюминий 0,025÷0,03, азот 0,005÷0,007, сера 0,001÷0,002, фосфор 0,006÷0,008, бор 0,0015÷0,002, железо - остальное, осуществляют непрерывную разливку стали в слябы, аустенизацию при 1050÷1100°С, черновую прокатку с деформацией 12÷20% в области температур рекристаллизации аустенита, чистовую - в области температур полного торможения рекристаллизации с общей степенью деформации 70÷80%, ускоренное охлаждение при температуре его завершения 350÷450°С и индукционный отпуск при температуре 620±10°С.
Изобретение может быть использовано для получения сварных конструкций алюминиевых сплавов методом сварки трением с перемешиванием, в частности для соединения листов из сплавов системы Al-Mg.

Изобретение относится к высокопрочной многофазной стали с минимальной устойчивостью на разрыв 580 МПа преимущественно с двухфазной структурой для холодно- или горячекатаной стальной полосы с улучшенными формовочными свойствами, в частности для производства легковесных конструкций для транспортных средств, состоящей из элементов, мас.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству на реверсивном стане толстых листов из низколегированной стали класса прочности К-65 для изготовления труб магистральных газопроводов высокого давления.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству горячекатаной стали, предназначенной для применения в сооружениях и конструкциях различного назначения в Арктике и Антарктике.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения механической прочности более или равной 600 МПа и удлинения при разрыве более или равного 20% изготавливают катаный стальной лист, химический состав которого содержит, мас.%: 0,10≤C≤0,30, 6,0≤Mn≤15,0, 6,0≤Al≤15,0, и, необязательно, один или несколько элементов, выбранных из числа следующих: Si≤2,0, Ti≤0,2, V≤0,6 и Nb≤0,3, железо и неизбежные при переработке примеси – остальное, при выполнении условия: отношение массы марганца к массе алюминия .

Изобретение относится к области черной металлургии. Для повышения прочности проката при одновременном повышении прокаливаемости, пластичности и ударной вязкости выплавляют сталь, содержащую, мас.%: углерод 0,04÷0,05, марганец 1,9÷2,0, кремний 0,22÷0,25, ниобий 0,07÷0,09, титан 0,02÷0,025, алюминий 0,025÷0,03, азот 0,005÷0,007, сера 0,001÷0,002, фосфор 0,006÷0,008, бор 0,0015÷0,002, железо - остальное, осуществляют непрерывную разливку стали в слябы, аустенизацию при 1050÷1100°С, черновую прокатку с деформацией 12÷20% в области температур рекристаллизации аустенита, чистовую - в области температур полного торможения рекристаллизации с общей степенью деформации 70÷80%, ускоренное охлаждение при температуре его завершения 350÷450°С и индукционный отпуск при температуре 620±10°С.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству проката ответственного назначения, предназначенного для судостроения. Для обеспечения в прокате толщиной более 60 мм предела текучести не менее 900 МПа, предела прочности не менее 970 МПа, относительного удлинения не менее 15, повышенной хладостойкостью KCV не менее 100 Джсм2 и хорошей свариваемости проводят выплавку стали, непрерывную разливку, нагрев слябов, черновую и чистовую прокатку, ускоренное охлаждение, при этом нагрев сляба под прокатку осуществляют при температуре 1190-1230°C в течение 5-10 часов, черновую прокатку заканчивают при температуре раската не менее 940°C и толщине раската 38-45 от толщины сляба, чистовую прокатку начинают при температуре 920-980°C и заканчивают при температуре не менее 910°C и толщине проката 19-25 от толщины сляба, после этого производят ускоренное охлаждение проката со скоростью 55-110°Cмин до температуры 20-50°C, затем нагревают прокат до температуры 610-660°C, при которой осуществляют его выдержку в течение не менее 5 часов, а после этого производят охлаждение проката на воздухе со скоростью не более 1,5°Cмин с обеспечением структуры, состоящей из бейнита и остаточного мартенсита, доля которого не превышает 5. 6 з.п. ф-лы.

Наверх