СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНОГО ПОДКАТА СТАЛЬНОЙ ПОЛОСЫ ТОЛЩИНОЙ 1,8-2,0 мм ДЛЯ ЭМАЛИРОВАНИЯ
METHOD OF PRODUCTION OF 1,8-2,0 mm THICK SEMI-FINISHED HOT-ROLLED STEEL STRIP STOCK FOR ENAMEL COATING

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве горячекатаных полос, предназначенных для последующей переработки в холоднокатаную металлопродукцию толщиной 0,35-0,55 мм для эмалирования.
Известен способ получения горячекатаных полос с содержанием С и А1 не более 0,01% для переработки их в холоднокатаную металлопродукцию для последующего эмалирования, включающий горячую прокатку полос на стане с температурой конца прокатки более 780°С и температурой смотки в рулон 450-800°С (см. япон. заявку №2236254, кл. С22С 28/00, опубл. 19.09.90 г.).
Известен также способ производства стального листа для эмалирования с содержанием в стали углерода и алюминия не более 0,05% каждого и 0,05-0,08% никеля, включающий горячую прокатку полосы с температурой конца прокатки 760-800°С, последующую смотку в рулон при температуре 680-700°С и дальнейшую переработку подката в холоднокатаную металлопродукцию для эмалирования (см. патент РФ №2165809, кл. В21В, опубл. 27.04.2001).
Недостатками известных способов являются повышенная отсортировка готовых изделий после эмалирования по дефекту «рыбья чешуя» и невозможность производства тонколистовой холоднокатаной металлопродукции толщиной 0,35-0,55 мм с необходимым уровнем физико-механических свойств и показателя водородного охрупчивания (ПВО) не менее 50%.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ производства горячекатаного подката стальной полосы для эмалирования при содержании в стали, массовая доля %: углерод 0,02-0,05, алюминий не более 0,05, никель 0,05-0,08, бор 0,001-0,003, включающий нагрев слябов, горячую прокатку на стане полосы с температурой конца прокатки 860-890°С и смотку горячей полосы в рулон при температуре 720-750°С, затем подкат перерабатывают в холоднокатаную металлопродукцию для эмалирования (см. патент РФ №2305137, кл. C21D, 8/04, опубл. 20.03.2007).
Недостатком этого способа производства является низкий выход годного при производстве эмалированных изделий из холоднокатаного металла толщиной 0,35-0,55 мм из-за наличия дефекта «рыбья чешуя». Это связано с невозможностью обеспечения необходимой микроструктуры в подкате толщиной 1,8-2,0 мм.
Технической задачей, решаемой заявляемым изобретением, является увеличение выхода годного при производстве эмалированных изделий за счет повышения эмалируемости стали, исключающей дефект «рыбья чешуя» и обеспечение высокой штампуемости холоднокатаного металлопроката, путем оптимизации нагрева слябов в методической печи и температуры смотки в рулон в процессе горячей прокатки.
Для решения указанной задачи в способе производства горячекатаного подката стальной полосы толщиной 1,8-2,0 мм для эмалирования из низкоуглеродистой стали при содержании углерода 0,02-0,05%, алюминия не более 0,05%, никеля 0,05-0,08%, бора 0,001-0,003%, включающем нагрев слябов, горячую прокатку на стане, смотку горячей полосы в рулон, осуществляют посад слябов в методическую печь при температуре не менее 560°С и производят нагрев при 1240-1280°С в течение 210-240 минут, а смотку горячей полосы в рулон осуществляют при температуре 730-760°С.
В заявленном техническом решении отличительный признак, характеризующий посад слябов в методическую печь при температуре не менее 560°С и нагрева при 1240-1280°С в течение 210-240 минут, неизвестен и служит для обеспечения формирования оптимальной микроструктуры подката за счет равномерного прогрева по толщине и ширине сляба и более полного растворения карбонитридов в твердом растворе. Горячекатаный подкат толщиной 1,8-2,0 мм на последующем переделе перерабатывается в холоднокатаный полосовой металлопрокат толщиной от 0,35 до 0,55 мм, обладающий высоким уровнем штампуемости и эмалируемости стали. При этом физико-механические свойства соответствуют требованиям ГОСТ 9045-93, группа вытяжки СВ, а эмалируемость, оцененная показателем водородного охрупчивания, составляет 51-72% за счет формирования в структуре стали оптимального зерна феррита 7-8 и зерна цементита 2-3 балла по шкале Б ГОСТ 5640. В такой микроструктуре на стыке зерен цементита и феррита образуются «ловушки», которые в процессе отжига эмалированных изделий и в готовой продукции удерживают водород, обеспечивающий водородное охрупчивание стали с показателем ПВО не менее 50%, исключающим образование дефекта эмалирования «рыбья чешуя».
При температуре посада слябов в методическую печь менее 560°С при указанных в заявке времени нагрева и температуры печи не обеспечивается равномерный прогрев по толщине и ширине слябов, в результате чего в холоднокатаном металле зерно цементита неравномерно распределяется по толщине: в поверхностных слоях 2-3 балла, в середине полосы 1-2 балл, что приводит к снижению ПВО до 35-42% и, как следствие, к повышенной отсортировке по дефекту «рыбья чешуя» эмалированных изделий.
Компенсировать более низкие температуры нагрева слябов (менее 560°С) перед посадом в методическую печь можно путем увеличения времени нагрева слябов более 240 минут. Однако это приведет к снижению производительности стана горячей прокатки и к снижению уровня штампуемости стали.
При нагреве слябов в методической печи при 1240-1280°С менее 210 минут не обеспечиваются условия по равномерному прогреву слябов по сечению, что приведет к разнобальной структуре цементита по толщине холоднокатаной полосы с появлением дефекта «рыбья чешуя» у потребителя.
При температуре методической печи менее 1240°С не обеспечивается равномерный прогрев сляба, что приведет к неравномерному распределению цементита по толщине холоднокатаного металла с появлением дефекта «рыбья чешуя» у потребителя, а при температуре выше 1280°С значительно увеличивается расход энергоносителей и увеличивается размер зерна феррита (до 6-5 номера), что отрицательно сказывается на штампуемости холоднокатаных профилей толщиной 0,35-0,55 мм.
Отличительный признак, характеризующий температурный режим смотки полосы в рулон толщиной 1,8-2,0 мм в диапазоне 730-760°С, неизвестен. При температурах смотки выше 760°С образуется эллипсность рулона, затрудняющая дальнейшую его переработку в цехе холодного проката. При температуре смотки менее 730°С из-за повышенной скорости охлаждения тонкой полосы (1,8-2,0 мм) формируется цементит, отличающийся от оптимального, что приводит к снижению ПВО до значений 32-42% и, как следствие, к образованию дефекта «рыбья чешуя» в процессе эмалирования
Таким образом, заявляемая совокупность признаков способствует формированию в стали в процессе горячей прокатки оптимальной микроструктуры, позволяющей обеспечить высокую штампуемость и эмалируемость холоднокатаной стали, полностью исключающей образование дефекта «рыбья чешуя».
Пример конкретного выполнения.
На широкополосном стане 2000 горячей прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» прокатываются полосы из стали марки 08юр с содержанием углерода 0,02-0,05%, алюминия не более 0,05%, никеля 0,05-0,08%, бора 0,001-0,003% размерами 1,8×1260 мм и 2,0×1275 мм.
Вышедшие слябы после разливки на МНЛЗ с температурой не менее 560°С садят в методическую печь (горячий посад) и нагревают при 1240-1280°С в течение 210-240 минут, после чего подаются в линию стана горячей прокатки. После прокатки в последней клети чистовой группы с температурой конца прокатки 860-890°С полосы подаются по отводящему рольгангу к моталкам, где сматываются в рулон при температуре 730-760°С.
После горячей прокатки горячекатаный подкат на стане холодной прокатки 2500 «Магнитогорского металлургического комбината» прокатывается на 2-клетевом реверсивном стане 1750 на толщину 0,35 мм из подката 1,8×1260 мм и на толщину 0,45 мм из подката 2,0×1275 мм. Затем производится штамповка изделий и изготовление плоских классных досок для последующего нанесения эмалевого покрытия.
Опробование вариантов технологических параметров, которые заявленные в предлагаемом способе и способе-прототипе, осуществлялось при прокатке на непрерывном широкополосном стане 2000 горячей прокатки ОАО «ММК». Выход годного оценивался на готовых изделиях после эмалирования по дефекту «рыбья чешуя»и штампуемости стали (см. таблицу).
№ п/п
Температура сляба перед посадом в методическую печь, °С
Время нагрева сляба в методической печи при температуре 1240-1280°С, мин
Температура смотки, °С
Балл цементита
Показатель водородного охрупчивания, %
Выход годного, %
1
Менее 560
180-200
700-720
1
18-25
50
2
Более 560
180-200
700-720
1-2
32-42
65
3
Менее 560
250-270
700-720
1-2
32-42
64
4
Более 560
250-270
700-720
1-2
32-42
65
5
Менее 560
180-200
770-780 (без душирования)
3
60-75
60
6
Более 560
180-200
770-780 (без душирования)
3
60-75
58
7
Менее 560
250-270
770-780 (без душирования)
3
60-75
67
8
Более 560
250-270
770-780 (без душирования)
4
63-79
30
9
Более 560
210-240
730-760
2-3
51-72
100
10
Прототип
Температура конца прокатки, °С 860-890°С
Температура смотки, °С 720-750°С
На поверхности полосы 2-3, в середине 1-2
31-43
72
Примечание: на всех вариантах температура в методической печи составляла 1240-1280°С.
Таким образом, опыты подтвердили приемлемость заявляемого способа для решения поставленной задачи и его преимущества перед известной технологией.
Заявляемый способ может найти широкое применение для производства тонкого горячекатаного подката, который при переработке в холоднокатаную продукцию тонких толщин обеспечивает высокий уровень показателя водородного охрупчивания не менее 50%, тем самым исключая образование дефекта «рыбья чешуя» на эмалированных изделиях.