СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВОЙ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ
METHOD OF LOW-CARBON STEEL SHEETS

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения холоднокатаной листовой низкоуглеродистой стали, стабилизированной алюминием, для изготовления изделий методом глубокой вытяжки.
Известен способ производства листовой низкоуглеродистой стали, включающий холодную прокатку горячекатаных полос, рекристаллизационный отжиг и дрессировку с относительным обжатием 1,1-1,4% и приложением к полосе переднего и заднего натяжений [1].
Недостаток известного способа состоит в том, что на листовой низкоуглеродистой стали после дрессировки сохраняется площадка текучести. Это снижает выход годного.
Известен также способ производства листовой низкоуглеродистой стали марки 08кп, включающий холодную прокатку, отжиг и дрессировку с передним и задним натяжениями, по которому переднее натяжение устанавливают в соответствии с предложенным соотношением, исходя из температуры полосы [2].
Недостаток этого способа состоит в том, что листовая низкоуглеродистая сталь имеет низкие вытяжные свойства, что снижает выход годного.
Ближайшим аналогом к предлагаемому изобретению является способ производства листовой низкоуглеродистой стали марки 08пс, включающий рекристаллизационный отжиг холоднокатаных полос и дрессировку с передним и задним натяжениями. Величину относительного обжатия при дрессировке устанавливают в диапазоне 0,5-2,2% в зависимости от температуры металла [3].
Недостаток известного способа также состоит в том, что листовая низкоуглеродистая сталь имеет низкие вытяжные свойства, Это снижает выход годного при ее использовании для глубокой вытяжки.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в увеличении выхода годного.
2
2
Для решения технической задачи в известном способе производства листовой низкоуглеродистой стали для глубокой вытяжки, включающем холодную прокатку горячекатаных полос, рекристаллизационный отжиг и дрессировку с передним и задним натяжениями, согласно изобретению величины удельных переднего и заднего натяжений поддерживают в пределах 20-40 Н/мм и 25-60 Н/мм, при этом величину обжатия при дрессировке устанавливают по соотношению:
<mrow><msub><mi>ε</mi><mrow><mi>д</mi><mi>р</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>0</mn><mn>4</mn><mo>+</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>0</mn><mn>8</mn><mn>7</mn><mo>⋅</mo><msubsup><mi>ε</mi><mrow><mi>п</mi><mi>р</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>−</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>1</mn><mn>0</mn><mn>6</mn><mo>⋅</mo><msub><mi>ε</mi><mrow><mi>п</mi><mi>р</mi></mrow></msub></mrow>
,
др
пр
где ε, и ε - относительное обжатие при холодной прокатке и дрессировке.
др
пр
др
др
1
0
<mrow><msub><mi>ε</mi><mrow><mi>д</mi><mi>р</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>0</mn><mn>4</mn><mo>+</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>0</mn><mn>8</mn><mn>7</mn><mo>⋅</mo><msubsup><mi>ε</mi><mrow><mi>п</mi><mi>р</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>−</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>1</mn><mn>0</mn><mn>6</mn><mo>⋅</mo><msub><mi>ε</mi><mrow><mi>п</mi><mi>р</mi></mrow></msub></mrow>
2
2
Сущность изобретения состоит в следующем. Для увеличения вытяжных свойств и выхода годного при дрессировке листовой холоднокатаной отожженной стали необходимо обеспечить минимально необходимое обжатие ε, которое исключит наличие площадки текучести на диаграмме растяжения образца, и, в тоже время, не приведет к заметному увеличению предела текучести. Отожженная листовая сталь, как показали исследования, наследует свойства, приобретенные полосой в процессе холодной прокатки: чем больше относительное обжатие ε было при холодной прокатке, тем мельче зеренная структура отожженной стали, и при больших значениях относительного обжатия при дрессировке ε будет происходить исчезновение площадки текучести. Эксперименты показали, что минимально необходимое обжатие ε для низкоуглеродистой стали марки стабилизированной алюминием, связано с относительным обжатием при холодной прокатке следующим эмпирическим соотношением:
. Данное соотношение справедливо при удельном переднем натяжении полосы q=20-40 Н/мм и удельном заднем натяжении q=25-60 Н/мм.
2
2
2
2
Экспериментально установлено, что увеличение удельного переднего натяжения более 40 Н/мм или удельного заднего натяжения более 60 Н/мм не исключает появления на поверхности отожженной полосы линий сдвига (линий Чернова-Людерса), наличие которых недопустимо, так как уменьшает выход годного. Снижение удельного переднего натяжения менее 20 Н/мм или удельного заднего натяжения менее 25 Н/мм приводит к нарушению стабильности процесса дрессировки, увеличению неплоскостности листовой низкоуглеродистой стали и снижению выхода годного.
Примеры реализации способа
0
1
Горячекатаную травленую полосу толщиной H=3,8 мм шириной B=1850 мм из низкоуглеродистой стали марки 08Ю, стабилизированной алюминием, подвергают холодной прокатке на непрерывном 5-клетевом стане 2030 до толщины H=0,7 мм с относительным обжатием
<mrow><msub><mi>ε</mi><mrow><mi>п</mi><mi>р</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>H</mi><mn>0</mn></msub><mo>−</mo><msub><mi>H</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>H</mi><mn>0</mn></msub></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>3</mn><mo>,</mo><mn>8</mn><mo>−</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>8</mn></mrow><mrow><mn>3</mn><mo>,</mo><mn>8</mn></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>7</mn><mn>8</mn><mn>9</mn></mrow>
Холоднокатаную полосу, смотанную в рулон, подвергают рекристаллизационному отжигу в садочной печи с защитной водородной атмосферой при температуре 720°С.
Рулон отожженной полосы устанавливают на разматывателе одноклетевого дрессировочного стана кварто 2030. Передний конец полосы пропускают через валки и закрепляют на барабане моталки.
1
С помощью электродвигателя моталки создают переднее натяжение полосы Т=38850 Н, что соответствует значению удельного переднего
<mrow><msub><mi>q</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><mi>B</mi><mo>⋅</mo><msub><mi>H</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>3</mn><mn>8</mn><mn>8</mn><mn>5</mn><mn>0</mn></mrow><mrow><mn>1</mn><mn>8</mn><mn>5</mn><mn>0</mn><mo>⋅</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>7</mn></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>3</mn><mn>0</mn><mi></mi><mi></mi><mi>H</mi><mo>/</mo><mtext></mtext><mi>м</mi><msup><mi>м</mi><mrow><msub><mrow /><mn>2</mn></msub></mrow></msup></mrow>
натяжения, равному:
0
<mrow><msub><mi>q</mi><mn>0</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>T</mi><mn>0</mn></msub></mrow><mrow><mi>B</mi><mo>⋅</mo><msub><mi>H</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>5</mn><mn>4</mn><mn>3</mn><mn>9</mn><mn>0</mn></mrow><mrow><mn>1</mn><mn>8</mn><mn>5</mn><mn>0</mn><mo>⋅</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>7</mn></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>4</mn><mn>2</mn><mi></mi><mi></mi><mi>H</mi><mo>/</mo><mtext> </mtext><mi>м</mi><msup><mi>м</mi><mrow><msub><mrow /><mn>2</mn></msub></mrow></msup></mrow>
Одновременно с помощью электродвигателя разматывателя создают заднее натяжение полосы Т=54390 Н, что соответствует значению удельного заднего натяжения, равному:
Затем производят расчет относительного обжатия при дрессировке в зависимости от относительного обжатия при холодной прокатке:
<mrow><msub><mi>ε</mi><mrow><mi>д</mi><mi>р</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>0</mn><mn>4</mn><mo>+</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>0</mn><mn>8</mn><mn>7</mn><mo>⋅</mo><msubsup><mi>ε</mi><mrow><mi>п</mi><mi>р</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>−</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>1</mn><mn>0</mn><mn>6</mn><mo>⋅</mo><msub><mi>ε</mi><mrow><mi>п</mi><mi>р</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>0</mn><mn>4</mn><mo>+</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>0</mn><mn>8</mn><mn>7</mn><mo>⋅</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>7</mn><mn>8</mn><msup><mn>9</mn><mn>2</mn></msup><mo>−</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>1</mn><mn>0</mn><mn>6</mn><mo>⋅</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>7</mn><mn>8</mn><mn>9</mn><mo>=</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>0</mn><mn>1</mn><mn>1</mn></mrow>
С помощью нажимных механизмов дрессировочной клети устанавливают относительное обжатие полосы, равное 0,011 (то есть 1,1%) и осуществляют дрессировку полосы.
др
1
0
пр
2
2
От полос после дрессировки отбирают пробы и осуществляют испытание механических свойств с контролем диаграммы растяжения образцов. Испытания показывают, что дрессировка с относительным обжатием ε=0,011, удельным передним натяжением q=30 Н/мм и удельным задним натяжением q=42 Н/мм полос, подвергнутых холодной прокатке с относительным обжатием ε=0,789, обеспечила исключение площадки текучести на диаграмме растяжения образцов и не привела к повышению предела текучести. Готовые полосы имели высокую плоскостность и не содержали на поверхности линий сдвига. Благодаря этому выход годной листовой низкоуглеродистой стали категории «весьма особо сложная вытяжка» (ВОСВ) составил W=99,8%.
Варианты реализации предложенного способа производства листовой низкоуглеродистой стали для глубокой вытяжки приведены в таблице.
Таблица
Режимы производства и выход годной листовой низкоуглеродистой стали для ВОСВ, прокатанной с относительным обжатием ε<sub>пр</sub>=0,789
№ варианта
q<sub>1</sub>, Н/мм<sup>2</sup>
q<sub>0</sub>, Н/мм<sup>2</sup>
ε<sub>др</sub>
W, %
1.
19
24
0,010
79,9
2.
20
25
0,011
99,7
3.
30
42
0,011
99,8
4.
40
60
0,011
99,7
5.
42
62
0,012
81,5
6.
29
40
0,013
80,4
7.[3]
45
65
0,020
52,4
Из данных, представленных в таблице, следует, что при реализации предложенного способа (варианты №2-4) имеет место увеличение выхода годного. При запредельных значениях заявленных параметров (варианты №1, №5, №6) а также при реализации известного способа (вариант №7) выход годного W снижается.
Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что дрессировка с относительным обжатием, определяемым но предложенной эмпирической формуле в зависимости от относительного обжатия при холодной прокатке, при увеличении которого нижнее значение предела текучести возрастает, позволяет при регламентированных удельных переднем и заднем натяжениях исключить площадку текучести на диаграмме растяжения образца, не допустить повышения прочностных свойств листовой низкоуглеродистой стали для глубокой вытяжки, предотвратить образование линий скольжения. В результате имеет место увеличение выхода годного.
В качестве базового объекта при определении технико-экономической эффективности предложенного способа принята технология производства низкоуглеродистой листовой стали [1]. Использование предложенного способа обеспечивает повышение рентабельности производства холоднокатаной листовой низкоуглеродистой стали, стабилизированной алюминием, применяемой для глубокой вытяжки, на 8-15%.
Литературные источники, использованные при составлении описания изобретения:
1. Ксензук Ф.А. и др. Вальцовщик станов холодной прокатки. М.: Металлургия, 1979 г., с.133, 238-241.
2. Патент Российской Федерации №2016680, МПК В21В 1/22, 1994 г.
3. Патент Российской Федерации №2164179, МПК В21В 1/22, 2001 г.