СПОСОБ И ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ХОЛОДНОКАТАНОГО ПЛОСКОГО ИЗДЕЛИЯ ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ
METHOD AND PRODUCTION LINE FOR MAKING OF COLD ROLLED FLAT ARTICLE FROM STAINLESS STEEL

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу получения холоднокатаного плоского изделия из покрытой окалиной, состоящей из нержавеющей стали горячекатаной полосы, при котором покрытая окалиной горячекатаная полоса повергается холодной прокатке в стальное плоское изделие, холоднокатаное стальное плоское изделия отжигается и с него удаляется окалина.
Кроме того, изобретение относится к производственной линии для получения состоящего из нержавеющей стали холоднокатаного плоского изделия, причем производственная линия включает в себя по меньшей мере одну холоднопрокатную клеть, по меньшей мере одну отжигательную печь и по меньшей мере одно устройство для удаления приставшей к холоднокатаному стальному плоскому изделию окалины.
При этом под термином «стальные плоские изделия» здесь следует понимать полосы или листы, полученные из нержавеющей стали или так называемой «высококачественной стали».
Уровень техники
В процессе получения холоднокатаных плоских изделий из высококачественной стали стальной расплав подходящего состава разливается в заготовку, такую как сляб, тонкий сляб или отлитая полоса, из которой затем посредством горячей прокатки получается горячекатаная полоса, наматываемая после этого в рулон. В заключение полученная и, при необходимости, подвергнутая дополнительной термообработке горячекатаная полоса с приставшей к ней окалиной в один или более этапов подвергается холодной прокатке в холоднокатаную полосу.
В процессе холодной прокатки происходит упрочнение катаной стальной полосы, вследствие чего полученная после холодной прокатки холоднокатаная полоса может быть, однако, деформирована лишь в очень малой степени. Чтобы устранить этот так называемый «наклеп», холоднокатаная полоса обычно подвергается термообработке, при которой она отжигается при достаточно высоких температурах. Еще имеющиеся после этого мелкие и прочно приставшие к поверхности частицы окалины могут быть удалены в травильном устройстве, через которое холоднокатаная полоса пропускается после механического удаления окалины.
Типичный пример производственной линии описанного выше рода известен из DE 69126699 Т2 (ЕР 0509177 В1). Чтобы повысить эффективность, с которой удаляется приставшая к отожженной полосе окалина, можно в соответствии с этим уровнем техники скомбинировать травильное устройство с устройством удаления окалины механического действия.
На практике для этого используется окалиноломатель, в котором удаляются крупные куски приставшей к отожженной полосе окалины. Дополнительно обычно предусмотрено дробеструйное или щеточное устройство, которое механически отделяет от холоднокатаной полосы еще имеющиеся после выхода из окалиноломателя крупные частицы окалины. По завершении процесса холоднокатаная полоса после выхода из травильного устройства, при необходимости, еще дрессируется для повышения своего предела текучести и улучшения соблюдения размеров.
Практический опыт показывает, что на производственной линии описанного выше рода можно, правда, получать при приемлемых расходах большие количества холоднокатаных плоских изделий из нержавеющей стали. Однако качество поверхности полученных на таких производственных линиях стальных плоских изделий часто не отвечает современным требованиям.
Раскрытие изобретения
В основу изобретения была положена задача создания способа и подходящей для ее осуществления производственной линии, с помощью которых рентабельным образом можно было бы получать холоднокатаные плоские изделия из нержавеющей стали с улучшенным характером поверхности.
В части способа эта задача решается согласно изобретению за счет того, что при получении холоднокатаных плоских изделий из нержавеющей стали осуществляются указанные в п.1 формулы этапы.
В части производственной линии решение поставленной задачи заключается согласно изобретению в том, что такая линия содержит указанные в п.13 формулы признаки.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы и ниже поясняются подробно, как и общий изобретательский замысел.
Как и в поясненном выше уровне техники, предложенный способ исходит из того, что покрытая окалиной, состоящая из нержавеющей стали горячекатаная полоса, так называемая «черная жесть», подвергается холодной прокатке без предварительного удаления окалины. Кроме того, способ включает в себя отжиг для разупрочнения холоднокатаного материала. Точно так же согласно изобретению происходит удаление окалины, чтобы освободить холоднокатаное стальное плоское изделие от приставшей к нему окалины.
Согласно изобретению полученное после холодной прокатки горячекатаной полосы холоднокатаное стальное плоское изделие в наклепанном состоянии перед отжигом подвергается обработке по удалению окалины, при которой механически удаляется имеющаяся на холоднокатаном стальном плоском изделии окалина. Следовательно, в предложенном способе на еще наклепанной холоднокатаной полосе осуществляется механическое удаление окалины, прежде чем холоднокатаная полоса будет подвергнута отжигу. При этом в изобретении используется тот факт, что часть окалины ломается уже при холодной прокатке и соответственно легко отделяется от холоднокатаного стального плоского изделия.
Этот способ имеет то преимущество, что наклепанная холоднокатаная полоса сравнительно невосприимчива к усилиям, действующим на ее свободные поверхности при механическом удалении окалины. Так, при механическом удалении окалины наклепанной холоднокатаной полосы возникают лишь поверхностные деформации, которые намного меньше поверхностных деформаций, возникающих при традиционном удалении окалины после отжига повторно разупрочненных, сравнительно мягких стальных полос.
Стальное плоское изделие, в значительной степени освобожденное предложенным образом от крупной окалины, проходит затем через традиционное отжигательное устройство, в котором оно известным образом отжигается для устранения упрочнения, которое наступает в процессе холодной прокатки и, при известных условиях, продолжает повышаться при механическом удалении окалины.
С другой стороны, иначе, чем при отжиге восприимчивых к коррозии стальных плоских изделий, при последующей обработке отжигом состоящих из нержавеющих сталей полос или листов на поверхности соответствующего стального плоского изделия образуются лишь небольшие количества новой окалины. Ее можно затем надежно удалить в традиционном травильном устройстве. Поэтому дополнительного механического удаления окалины между выходом из отжигательной печи и входом в травильное устройство не требуется.
Вместо этого полоса высококачественной стали после отжига может в качестве опции проходить через устройство для улучшения плоскостности. В уровне техники для этой цели используются, например, гибочно-растяжные устройства.
В соответствии с поясненными выше особенностями предложенного способа предложенная производственная линия включает в себя по меньшей мере одну холоднопрокатную клеть, по меньшей мере одну отжигательную печь и по меньшей мере одно устройство для механического удаления приставшей к холоднокатаному плоскому изделию окалины, причем по меньшей мере одно устройство для механического удаления окалины расположено перед входом отжигательной печи, если смотреть в направлении транспортировки холоднокатаного стального плоского изделия.
Благодаря небольшим повреждениям, возникающим при удалении окалины, осуществляемом согласно изобретению после холодной прокатки и перед отжигом, полученные предложенным образом состоящие из нержавеющей стали полосы и листы имеют оптимизированный характер поверхности. При этом такая оптимизация удается только за счет того, что механическое удаление окалины осуществляется перед отжигательной печью. Необходимые для этого устройства уже имеются на традиционных производственных линиях, однако согласно изобретению используются в другом месте. Вследствие этого при заметном повышении качества полученного изделия не возникает дополнительных расходов.
Разумеется, происходящее перед отжигательной печью механическое удаление окалины может осуществляться другими, при необходимости, последовательными или комбинированными между собой способами. Так, механическое удаление окалины может осуществляться посредством струйной обработки, такой как песко- или дробеструйная обработка, или крацевания, причем эти возможности удаления окалины могут быть особенно эффективными, если они комбинируются между собой в соответствующем устройстве или реализуются последовательно в раздельных струйных и крацовочных устройствах.
В частности, тогда, когда удаление окалины должно осуществляться посредством особенно щадящей струйной обработки с использованием мелких частиц, целесообразно предварительно в значительной степени полностью высушить или удалить возможные жидкости на поверхности стального плоского изделия. Это препятствует тому, чтобы падающие на поверхность наклепанного стального плоского изделия частицы смешивались с еще имеющимися на поверхности, происходящими от предшествующих этапов обработки жидкостями, такими остатки прокатного масла и т.п., в трудноудаляемую массу, которая мешает нужному удалению окалины. Удаление остатков жидкостей может происходить посредством термообработки. Для этого подходит, например, огневая сушка, при которой очищаемая поверхность подвергается воздействию открытого пламени, так что имеющиеся на поверхности жидкости быстро испаряются или сгорают. Огневая сушка может быть высокоэффективно реализована за счет использования так называемого «бустера», который обеспечивает выход пламени, охватывающего освобождаемую от жидкости полосу. Такой бустер описан, например, в DE 102006005063 А1.
Если удаление окалины с наклепанного холоднокатаного стального плоского изделия происходит посредством струйной обработки, то она может осуществляться в виде струй жидкости, например воды под высоким давлением. Чтобы при этом повысить эффективность удаления окалины, жидкое струйное средство может нести с собой частицы, которые абразивно удаляют окалину, приставшую к холоднокатаному наклепанному стальному плоскому изделию. Эти частицы могут представлять собой частицы, получаемые от удаленной с холоднокатаного стального плоского изделия окалины.
Точно так же можно использовать для механического удаления окалины традиционный окалиноломатель, в котором приставшая к холоднокатаному наклепанному стальному плоскому изделию окалина ломается за счет его огибания по меньшей мере одного ролика.
Чтобы оптимизировать соблюдение размеров, шероховатость поверхности и механические свойства полученных согласно изобретению стальных плоских изделий, такое изделие после отжига может быть в качестве опции подвергнуто дрессировке или подкатке.
В зависимости от числа выполняемых этапов холодной прокатки и имеющегося в распоряжении оборудования предложенный способ может осуществляться периодически или непрерывно. В периодическом режиме холодная прокатка может происходить, например, многоступенчато в реверсивной клети, действующей независимо от работы отжигательной печи. Это имеет то преимущество, что может достигаться сильная общая деформация холоднокатаной полосы с соответственно сильным наклепом и сопутствующей этому особенно твердой поверхностью, невосприимчивой к механическому удалению окалины.
Непрерывный режим напрашивается, например, тогда, когда большие количества стальных плоских изделий должны производиться с экономией времени и с помощью одной или нескольких, имеющихся в распоряжении, работающих на проход холоднопрокатных клетей может достигаться достаточное уменьшение толщины. При этом колебания скорости транспортировки между отдельными рабочими станциями такой непрерывной производственной линии можно компенсировать за счет того, что на пути транспортировки стального плоского изделия расположен по меньшей мере один накопитель.
Полученное согласно изобретению состоящее из нержавеющей стали стальное плоское изделие имеет шероховатость поверхности Ra, лежащую, как правило, в диапазоне 0,1-1 мм, для чего не требуется выходящих за рамки изобретения мер. При этом особенно небольшая шероховатость поверхности возникает тогда, когда полоса высококачественной стали после отжига подвергается подкатке при степенях деформации до 10%, в частности 1-7%.
Краткое описание чертежа
Ниже изобретение более подробно поясняется со ссылкой на чертеж, на котором изображен пример его осуществления.
На единственной фигуре показана работающая в непрерывном режиме производственная линия 1 для получения холоднокатаной полосы Е высококачественной стали.
Осуществление изобретения
Линия 1 включает в себя в направлении F транспортировки последовательно расположенные:
- размоточное устройство 2 для последовательной размотки намотанных в рулоны C1, С2 горячекатаных полос W, которые состоят из нержавеющей стали и на поверхности которых еще осталась образовавшаяся при их получении окалина,
- сварочное устройство 3, которое служит для соединения конца намотанной в рулон СТ горячекатаной полосы W с началом намотанной в другой рулон С2 горячекатаной полосы W, когда первая полностью заправлена в линию 1,
- первый накопитель 4 для компенсации колебаний скорости транспортировки заправленной в линию 1 горячекатаной полосы W,
- три прокатные клети 5, 6, 7, которые представляют собой традиционные, известные из уровня техники в различных выполнениях холоднопрокатные клети и в которых горячекатаная полоса W подвергается холодной прокатке в три последовательных этапа в полосу Е высококачественной стали,
- второй накопитель 8 для компенсации колебаний скорости транспортировки выходящей из холоднопрокатной клети 7 полосы Е,
- первое устройство 9 для удаления окалины, в котором приставшая к полосе Е, ломаная вследствие происходящего при прохождении через холоднопрокатные клети 5, 6, 7 удлинения полосы Е окалина механически удаляется с нее посредством дробеструйной обработки,
- второе устройство 10 для удаления окалины, в котором еще оставшаяся на полосе Е после выхода из устройства 9 окалина механически удаляется с нее посредством крацевания,
- проходная отжигательная печь 11, в которой механически очищенная от окалины полоса Е после выхода из устройства 10 в непрерывном режиме нагревается до достаточно высокой температуры отжига в течение такого длительного времени отжига, что устраняются возникшие в процессе холодной прокатки и механического удаления окалины упрочнения полосы Е и возникает достаточно мягкая для дальнейших деформационных процессов полоса Е,
- вслед за проходной отжигательной печью 11 без промежуточной механической обработки поверхности полосы Е гибочно-растяжное устройство 17 для улучшения ее плоскостности,
- вслед за устройством 17 без промежуточной механической обработки поверхности полосы Е травильное устройство 12 для удаления химическим путем еще оставшейся на ней окалины,
- дополнительный накопитель 13 для компенсации колебаний скорости транспортировки выходящей из проходной отжигательной печи 11, отожженной полосы Е,
- на выходе накопителя 13 дрессировочная прокатная клеть 14 для подкатки полосы Е с общей степенью деформации до 10%,
- последний накопитель 15 для компенсации колебаний скорости транспортировки выходящей из дрессировочной прокатной клети 14, отожженной полосы Е и
- оборудованное двумя попеременно используемыми моталками намоточное устройство 16 для намотки выходящей из накопителя 15 полосы Е.
Размотанная с находящегося соответственно в работе рулона С1 или С2, покрытая окалиной, соединенная, при необходимости, в сварочном устройстве 3 с концом предварительно обработанной горячекатаной полосы W, полученная из нержавеющей стали традиционным образом горячекатаная полоса W заправляется посредством накопителя 4 в первую холоднопрокатную клеть 5, а затем, в общей сложности, в три этапа подвергается в последующих холоднопрокатных клетях 6, 7 холодной прокатке в холоднокатаную полосу Е высококачественной стали. Вследствие происходящего в холоднопрокатных клетях 5, 6, 7 уменьшения толщины полоса Е удлиняется, так что приставшая к полосе Е окалина из-за возникающих при этом поверхностных натяжений растрескивается и крупными кусками отделяется от нее.
Окалина, еще оставшаяся после выхода из последней холоднопрокатной клети 7 на полученной, холоднокатаной до заданной толщины, упрочненной вследствие холодной прокатки полосе Е, механически удаляется в первом устройстве 9 за счет того, что струя частиц с высокой кинетической энергией направляется на упрочненные поверхности полосы Е. Струя частиц может представлять собой, например, струю дроби, уже используемую в уровне техники для удаления окалины, однако в другом месте процесса.
Во втором устройстве 10 окалина, еще имеющаяся на механически очищенной от нее таким образом полосе Е, счищается посредством крацевания. При выходе из устройства 10 и входе в проходную отжигательную печь 11 на поверхности полосы Е имеются еще лишь мелкие остатки окалины.
В качестве альтернативы или дополнительно к устройствам 9, 10 здесь может быть предусмотрено еще одно устройство для удаления окалины (не показано), в котором приставшая к полосе Е окалина сбивается высоконапорной струей жидкости. При этом струя жидкости, выходящая под высоким давлением и падающая с высокой кинетической энергией на очищаемую поверхность полосы, может нести с собой частицы для повышения эффективности удаления окалины. Эти частицы могут представлять собой улавливаемые частицы окалины определенной зернистости, которые подмешиваются к жидкости, например воде.
При прохождении через проходную отжигательную печь 11 полоса Е нагревается до температуры, при которой упрочненная структура полосы Е снова разупрочняется. При этом длина печи 11, скорость прохождения и температура отжига согласованы между собой так, что нужное разупрочнение структуры завершается в конце печи 11. Разумеется, для этой цели печь 11 может быть разделена на несколько зон, в которых господствуют разные температуры для достижения оптимального результата отжига. Благодаря своему сплаву и обусловленной этим минимальной восприимчивостью к коррозии, несмотря на сравнительно высокую температуру отжига, на полосе Е образуется лишь небольшое количество новой окалины.
Приставшее к полосе Е при выходе из печи 11 количество окалины настолько мало, что оно в травильном устройстве 12 за счет действия в нем на полосу Е травильного раствора в значительной степени полностью удаляется с ее поверхности. Однако перед входом в травильное устройство 12 полоса Е проходит еще через гибочно-растяжное устройство 17, расположенное в направлении F транспортировки за печью 11. В нем полоса Е известным образом в результате многократной смены направления деформируется так, что при непосредственно последующем входе в травильное устройство 12 она имеет, в целом, улучшенную плоскостность. Осуществляемая после выхода из травильного устройства 12 дрессировка служит, в частности, для уменьшения шероховатости поверхности полосы Е, причем дополнительно оптимизируются соблюдение размеров и механические свойства, прежде чем она будет намотана в намоточном устройстве 16 в рулон 3 или 4. Осуществляемая при степенях деформации обычно 5-7% подкатка позволяет приблизительно наполовину уменьшить значения шероховатости поверхности, так что после подкатки в распоряжении имеется оптимально гладкое изделие.
Перечень ссылочных позиций
1 - производственная линия
2 - разматывающее устройство
3 - сварочное устройство
4 - накопитель полосы
5, 6, 7 - холоднопрокатные клети
8 - накопитель полосы
9 - первое устройство для удаления окалины
10 - второе устройство для удаления окалины
11 - проходная отжигательная печь
12 - травильное устройство
13 - накопитель полосы
14 - дрессировочная прокатная клеть
15 - накопитель полосы
16 - намоточное устройство
17 - устройство для улучшения плоскостности
C1, С2 - рулоны горячекатаной полосы W
Е - полоса высококачественной стали
F - направление транспортировки
W - горячекатаная полоса