СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТОНКОЛИСТОВОЙ ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛИ
METHOD TO PRODUCE THIN-SHEET COLD-ROLLED STEEL

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении тонколистовой холоднокатаной стали с нормируемой твердостью.
Такая сталь получается после соответствующей термообработки полосового проката с последующей его дрессировкой. Отжиг рулонного полосового проката обычно осуществляют в колпаковых печах с защитной атмосферой. Особенности производства рулонной холоднокатаной стали достаточно подробно описаны, например, в книге под ред. В.И.Зюзина и А.В.Третьякова «Технология прокатного производства», кн.2, М.: «Металлургия», 1991, с.19-32.
Известен способ производства низкоуглеродистой холоднокатаной полосовой стали, включающий холодную прокатку полос и обрезку их кромок, в котором поперечное смещение проката ограничивают вогнутой поверхностью валков, а обрезку кромок полос ведут при заданных перекрытии дисковых ножей и натяжении (см. пат. РФ №2147943, кл. В21В 1/28, опубл. в БИ №12, 2000 г.). Однако эта технология не оговаривает параметры отжига металла, а также величину его обжатия при последующей дрессировке.
Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является технология производства холоднокатаной листовой стали, описанная в книге В.Ф.Зотова и В.И.Елина «Холодная прокатка металла», М.: «Металлургия», 1988, с.188-196.
Эта технология включает холодную прокатку, термообработку (отжиг) листовой стали с последующей ее дрессировкой и характеризуется тем, что отжиг осуществляют в колпаковых печах, а дрессировку после отжига производят в валках с заданной профилировкой и микрогеометрией их поверхности. Недостатком известной технологии является неопределенность режимов отжига, что затрудняет возможность получения холоднокатаных полос с нормируемой твердостью.
Технической задачей настоящего изобретения является получение полосовой холоднокатаной стали с требуемыми прочностными свойствами.
Для решения этой задачи предлагаемый способ производства тонколистовой холоднокатаной стали с содержанием 0,1…0,15 мас.% углерода, 0,05…0,17 мас.% кремния толщиной h=0,6...2,2 мм включает холодную прокатку, термообработку и дрессировку полос и характеризуется тем, что в процессе термообработки полосу в рулонах подвергают отжигу в колпаковых печах с водородной защитной атмосферой при температуре 680°С по стендовой термопаре и температуре в отстающей точке 650°С с выдержкой при температуре 450…550°С в течение 6 часов, и последующей выдержкой под колпаком с выключенными горелками 2…6 часов в зависимости от толщины полосы, запуск водоохлаждения осуществляют при температуре 300…380°С в зависимости от толщины полосы, производят распаковку садки при температуре 150…140°С в отстающей точке в зависимости от требуемой отделки поверхности металла, а дрессировку осуществляют с обжатием 0,7…1,5% в зависимости от толщины полосы. Приведенные параметры способа получены опытным путем и являются эмпирическими.
Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации режимов отжига рулонной холоднокатаной стали определенного химсостава и толщины, а также величин обжатия при дрессировке отожженного металла, что обеспечивает получение листового проката с требуемой твердостью конкретных его толщин.
Опытную проверку заявляемого способа осуществляли в ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».
С этой целью при производстве вышеназванной листовой стали варьировали режимы отжига рулонов в колпаковых печах, а также величины обжатий при дрессировке отожженного металла. Результаты опытов оценивали по выходу годного проката с требуемыми свойствами. Наилучшие результаты (выход такого проката в пределах 99,2…99,8%) получены с использованием предлагаемой технологии; отклонения от рекомендуемых ее параметров ухудшали достигнутые показатели.
Так, например, снижение температур отжига (менее 680°С и 650°С), а также температуры и времени выдержки приводили к недопустимому увеличению твердости для соответствующих толщин листов. К аналогичному результату приводило уменьшение времени выдержки под колпаком с выключенными горелками и запуск водоохлаждения при температуре более 380°С. Несоблюдение температур распаковки (t≠150…140°С) дало выход требуемого листового металла не более 97%.
Увеличение температур отжига (более 680°С и 650°С), температуры и времени выдержки снижали твердость готового проката ниже нормы. К этому же приводило увеличение времени выдержки под колпаком с выключенными горелками и запуск водоохлаждения при температуре ниже 300°С.
При дрессировке полос с обжатием менее 0,7% проявлялась площадка текучести, а при обжатиях более 1,5% - прочностные характеристики превышали установленные нормы.
Известная технология, взятая в качестве ближайшего аналога (см.выше), в опытах не опробовалась из-за неопределенности режимов отжига холоднокатаной стали. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.
Технико-экономический анализ результатов опытов показал, что использование настоящего изобретения при производстве холоднокатаной листовой стали толщиной 0,6…2,2 мм с вышеуказанным химсоставом позволит повысить выход качественного проката с нормируемой твердостью не менее чем на 3% с соответствующим ростом прибыли от его реализации.
Пример конкретного выполнения
Холоднокатаная листовая сталь, содержащая 0,13 мас.% углерода и 0,1% кремния, толщиной 1,4 мм и шириной 1,23 м подвергается отжигу в колпаковых печах с водородной защитной атмосферой. Садка упакована 4-мя рулонами, масса садки 99 тонн.
Температуры: отжига 680°С по стендовой термопаре, в отстающей точке 650°С, выдержки в течение 6 часов от 450 до 550°С по стендовой термопаре, запуска водоохлаждения 380°С по стендовой термопаре, распаковки 145°С по стендовой термопаре. Выдержка под колпаком с выключенными горелками 3 часа. Воздушное охлаждение осуществляется вентилятором стенда с малым числом оборотов. Продолжительность нагрева 30,4 часа, охлаждения 18,1 часа.
Обжатие при дрессировке 1,1%. Выход листа требуемой твердости (52…56 ед. HRT) 99,5%.