СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ОЦИНКОВАННОЙ РУЛОННОЙ ПОЛОСОВОЙ СТАЛИ
MANUFACTURING METHOD OF ZINC-PLATED STRIP STEEL COIL

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при горячем цинковании листовой (полосовой) стали.
Технология производства оцинкованной стали достаточно подробно описана, например, в справочнике под ред. В.И.Зюзина и А.В.Третьякова «Технология прокатного производства», кн.2, М.: «Металлургия», 1991, с.718-725.
cm
Известен способ производства стальных полос для цинкования, при котором горячая прокатка осуществляется с температурой ее конца 760…810°С, смотка с t=680…720°С, а дрессировка после отжига ведется с обжатием 3,2…29,6% (см. пат. РФ №2152444, кл. C21D 8/02, опубл. В БИ №19, 2000 г.). Недостатком способа является отсутствие параметров оцинкованного металла (состав, свойства), а также параметров самого процесса цинкования (температура, скорость и др.).
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является технология получения горячеоцинкованной стальной полосы, описанная в япон. заявке №63-111163, кл. С23С 2/02, С23С 2/06, опубл. 16.05.88 г. Эта технология заключается в пропуске холоднокатаной полосы через ванну с расплавом, содержащим кроме цинка (Zn) до 0,05% свинца (Рb) и до 0,3% алюминия (Аl), ее охлаждают со скоростью не менее 20°С/с в диапазоне 420…300°С и смотке полосы.
Недостатком технологии является неопределенность химсостава и прочностных характеристик оцинковываемой стали, а также скорости ее протяжки через ванну, что затрудняет получение оцинкованной стали с заданными свойствами.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение потребительских свойств оцинкованной рулонной полосовой стали за счет оптимизации параметров процесса цинкования.
гц
гц
гц
вх
э
г
гц
тх
вг
вх
тх
вг
г
э
э
вг
г
Для решения этой задачи в предлагаемом способе производства оцинкованной рулонной полосовой стали, включающем пропуск холоднокатаной рулонной полосовой стали через ванну с расплавленным цинком, охлаждение полосы и смотку в рулоны, в отличие от ближайшего аналога полосу из стали, содержащей 0,04…0,08 вес.% углерода, 0,24…0,39% марганца, 0,01…0,03% кремния, 0,013…0,09% серы, 0,001…0,017% фосфора, до 0,1% хрома и никеля, оцинковывают, пропуская через упомянутую ванну при температуре Т,°С, и со скоростью V, м/с, определяемыми, исходя из эмпирически полученных параметров горячего цинкования, по уравнениям Т=480,63-0,015σ+12,73С-0,057δ, °С, и V=161,93-0,017σ+0,069σ, м/с, где σ и σ - соответственно, временное сопротивление и предел текучести холоднокатаного металла; σ и δ - соответственно, временное сопротивление и относительное удлинение горячеоцинкованной полосы, а С - углеродный эквивалент, равный С=[С]+[Mn]/9+[Si]/3, причем [С], [Mn], [Si] - содержание в стали, соответственно, углерода, марганца и кремния, вес.%, и обеспечивают получение полосовой стали с σ=370…420 МПа и δ=28…36% с цинковым покрытием с микронеровностями Ra=0,4…0,7 мкм.
Приведенные параметры горячего цинкования получены при обработке опытных данных и являются эмпирическими.
480, 63, 12,73 и 0,057°С, 0,015°С/МПа, 161,93 м/с, 0,017 и 0,069 м/с·МПа - эмпирические коэффициенты, полученные опытным путем.
гц
гц
вх
г
Сущность заявляемого технического решения заключается в разработке таких основных параметров горячего цинкования (Т и V), которые обеспечивают возможность получения на оцинкованной рулонной полосовой стали временного сопротивления σ=370…420 МПа, относительного удлинения δ=28…36% и цинкового покрытия с микронеровностями Ra=0,4…0,7 мкм.
гц
гц
э
При реализации предлагаемого способа величины Т и V при горячем цинковании принимаются в соответствии с вышеприведенными зависимостями, которые определяются при конкретных содержаниях указанных элементов в стали. Величина углеродного эквивалента принимается равной: С=[С]+[Mn]/9+[Si]/3 - см. журнал «Сталь», М., 2004, №12, с.64.
э
гц
гц
Опытную проверку заявляемого способа осуществляли на агрегате горячего цинкования ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». С этой целью при горячем цинковании сталей с содержанием 0,04…0,08 вес.% углерода, 0,24…0,39% марганца, 0,01…0,03% кремния, 0,013…0,09% серы, 0,001…0,017% фосфора, до 0,1% хрома и никеля, железо - остальное, с углеродным эквивалентом С=[С]+[Mn]/9+[Si]/3 варьировали величины Т и V, оценивая результаты по выходу горячеоцинкованного проката категорий 05 и 04 по ГОСТ 52246, а также назначений ХП, ПК и ХШ по ГОСТ 14918.
гц
гц
Наилучшие результаты (выход указанного оцинкованного листа в пределах 98,2…99,4%) получены при реализации настоящего способа. Отклонения от рекомендуемых величин Т и V ухудшали достигнутые показатели.
гц
вх
э
г
гц
тх
вг
гц
гц
Так, например, при Т<480,63-0,015σ+12,73С-0,057δ, °С, V>161,93-0,017σ+0,069σ, м/с выход требуемой оцинкованной стали не превысил 95,0%, в основном, - из-за несоответствия части продукции категориям 05 и 04 по ГОСТ 52246. Увеличение значений Т и снижение значений V более рекомендуемых величин не дало выхода требуемого оцинкованного листа более 96,3%, в основном, - из-за несоответствия части продукции назначению ХШ по ГОСТ 14918.
Горячее цинкование рулонной полосовой стали по технологии, выбранной в качестве ближайшего аналога (см. выше), дала выход требуемой продукции в пределах 85…88%. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известной технологией.
Технико-экономические исследования показали, что использование настоящего изобретения при производстве горячеоцинкованной рулонной полосовой стали сократит производственные затраты (за счет точного выбора параметров процесса цинкования) не менее чем на 10% при сохранении всех качественных показателей готового проката.
Пример конкретного выполнения
э
вх
тх
вг
г
гц
вх
э
г
гц
тх
вг
Тонколистовая холоднокатаная сталь, содержащая 0,06 вес.% углерода, 0,31% марганца, 0,02% кремния, предназначенная для оцинкования, с углеродным эквивалентом С=[С]+[Mn]/9+[Si]/3=0,06+0,31/9+0,02/3=0,1, с временным сопротивлением и пределом текучести, соответственно, σ=780 МПа и σ=620 МПа оцинковывается с целью получения временного сопротивления и относительного удлинения горячеоцинкованной полосы, соответственно, σ=405 МПа и δ=33%, при температуре ванны Т=480,63-0,015σ+12,73С-0,057δ=480,63-0,015*780+12,73*0,1-0,057*33=468,3°С, со скоростью V=161,93-0,017σ+0,069σ=161,93-0,017*620+0,069*405=179,34 м/с.
Что обеспечивает получение цинкового покрытия с микронеровностями Ra=0,4…0,7 мкм.