СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛИ ДЛЯ ОЦИНКОВАНИЯ
METHOD OF PRODUCING COLD-ROLLED STEEL FOR ZINC-PLATING

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в технологии изготовления холоднокатаной полосовой стали для оцинкования.
Заготовка для оцинкования проходит все стадии технологического процесса, характерные для производства тонколистовой холоднокатаной стали: травление горячекатаных полос в растворе соляной (или серной) кислоты, холодная прокатка на непрерывном стане и (при необходимости) рекристаллизационный отжиг с последующей дрессировкой. Технология производства тонколистовой холоднокатаной стали достаточно подробно описана, например, в книге В.Б.Бахтинова. «Прокатное производство». М.: «Металлургия», 1987, с.337-346.
Большое значение для качества поверхности и геометрии готовых холоднокатаных полос имеют характер обработки (насеченные или шлифованные) поверхности рабочих валков стана холодной прокатки, микрогеометрия этой поверхности, а также профилировка бочек валков (с выпуклой или вогнутой образующей). Геометрию поперечного сечения прокатываемых полос регулируют путем противоизгиба валков.
Известен способ производства рулонной холоднокатаной стали, включающий травление горячекатаных полос, их холодную прокатку и продольный роспуск, в котором осуществляют правку полос растяжением с удлинением металла в пределах 1,0…1,2% (см. пат. РФ №2314885, кл. В21В 1/28, опубл. в БИ №2, 2008 г.). Однако этот способ малопригоден для получения качественной оцинкованной стали, так как он не оговаривает характер обработки и микрогеометрию рабочих валков.
Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является технология производства холоднокатаной стали, описанная в книге П.И.Полухина и др. «Прокатное производство». М.: «Металлургия», 1982, с.487-491 и 511-519.
Эта технология включает травление горячекатаных полос в соляной кислоте и их последующую холодную прокатку в валках с заданной обработкой и профилировкой их бочек и характеризуется тем, что прокатка проводится со значительным натяжением полосы с передней и задней сторон клети, причем величина удельного натяжения составляет 50…60% от величины предела текучести прокатываемого металла. Недостатком известной технологии также является неопределенность характера обработки и микрогеометрии валков, что не гарантирует высокие потребительские свойства оцинкованной тонколистовой стали.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение потребительских свойств оцинкованной стали за счет улучшения геометрии.
Для решения этой задачи предлагаемый способ включает травление горячекатаных полос в соляной кислоте и их последующую холодную прокатку в валках с заданной обработкой и профилировкой их бочек, причем прокатку в последней клети непрерывного стана осуществляют с противоизгибом насеченных или шлифованных валков, при этом насеченные валки с микрогеометрией Ra=3,0…3,5 мкм и шлифованные - с Ra=0,5…1,5 мкм, а вогнутость образующей бочек шлифованных валков на 0,05…0,10 мм больше аналогичной вогнутости насеченных валков и при прохождении переднего и заднего концов полос через последнюю клеть усилие противоизгиба ее валков уменьшают на 10…15% по сравнению с усилием при прохождении средней части полосы.
Приведенные параметры способа получены опытным путем и являются эмпирическими.
Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации микрогеометрии (величины средней высоты Ra микронеровностей) поверхности бочек рабочих валков последней (чистовой) клети непрерывного стана холодной прокатки, а также профиля этих бочек и соотношения величин противоизгиба валков чистовой клети. Вогнутость бочек насеченных валков выбрана меньше, чем у шлифованных, так как при прокатке в первых из них возникают большие усилия (давление) прокатки, т.е. насеченные валки получают больший прогиб. Усилие противоизгиба валков при прохождении через них концов полос снижается для уменьшения неплоскостности (коробоватости) концов, т.е. с целью уменьшения вытяжки средних по ширине полосы участков.
Опытную проверку заявляемого способа осуществляли на непрерывном стане холодной прокатки 2500 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».
С этой целью при прокатке полос различного сортамента варьировали микрогеометрию насеченных и шлифованных валков последней (чистовой) клети стана, их профилировку (величину стрелы прогиба образующей бочек валков) и усилие противоизгиба валков этой клети при прохождении через них концов полос. Результаты опытов оценивали по выходу годного оцинкованной стали первого сорта.
Наилучшие результаты (выход такой стали в пределах 99,1…99,8%) получены с использованием предлагаемой технологии. Отклонения от рекомендуемых ее параметров ухудшали достигнутые показатели. Так, увеличение Ra насеченных и шлифованных валков (соответственно более 3,5 и 1,5 мкм) не только ухудшало качество поверхности полос, но и вынуждало уменьшить противоизгиб валков, что увеличивало чечевицеобразность поперечного сечения проката, приводя, в ряде случаев, к недопустимой разнице толщин кромок и средних участков полос.
Уменьшение величин Ra валков (менее 3,0 и 0,5 мкм) ухудшало сцепление прокатываемого металла с поверхностью валков, приводя к появлению на полосах рисок и царапин и к переводу до 3% готового проката во 2-й сорт. Увеличение вогнутости бочек шлифованных валков вызывало необходимость увеличения их противоизгиба, что приводило к отсортировке части проката по недопустимой коробоватости. Уменьшение же вогнутости приводило и к уменьшению поперечной выпуклости (чечевицеобразности) готовых полос, что ухудшало их поперечную устойчивость при прохождении агрегата непрерывного цинкования. Увеличение противоизгиба валков последней клети приводило к неизбежному росту давления металла на них и к росту коробоватости концевых участков полос, а снижение усилия противоизгиба уменьшало поперечную выпуклость полос с вышеназванными отрицательными последствиями.
При использовании технологии, взятой в качестве ближайшего аналога (см. выше), выход проката первого сорта не превысил 83%. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.
Пример конкретного выполнения
Подкат для оцинкованной стали после горячей прокатки проходит травление в соляной кислоте и затем подвергается холодной прокатке до толщины 1,5 мм на стане 2500.
Валки чистовой клети стана - шлифованные с Ra=1,0 мкм, а их вогнутость - 0,70 мм. При использовании насеченных валков их Ra=3,3 мкм, а вогнутость бочки - 0,50 мм.
При прохождении переднего и заднего концов полос через последнюю катающую клеть усилие провоизгиба валков уменьшают на 12%.