СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНОЙ ШИРОКОПОЛОСНОЙ СТАЛИ
METHOD OF PRODUCING HOT-ROLLED WIDE-STRIP STEEL

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении горячекатаной широкополосной (полосовой) стали.
Технология горячей прокатки низкоуглеродистой полосовой стали достаточно подробно описана, например, в книге П.И.Полухина и др. «Прокатное производство», М., «Металлургия», 1982, с.418-420.
cм
в
2
Известен способ горячей прокатки низкоуглеродистой тонколистовой стали на непрерывном многоклетевом стане (см. патент РФ №2353442, кл. В21В 1/26, опубл. 10.12.2007 г.) с заданными температурными режимами прокатки и смотки полосы, при котором полосу прокатывают на толщину 2,4…4,0 мм при температуре в VI клети стана, равной 1060±20°С, а заканчивают прокатку при температуре 875+15°С, причем смотку полосы осуществляют при Т=695±15°С. Однако этот способ непригоден для получения из стали с содержанием 0,09…0,11 мас.% углерода при соотношении  проката с σ=450…1000 н/мм.
Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является технология горячей прокатки и смотки полос на стане 1700, приведенная в справочнике под ред. В.И.Зюзина и А.В.Третьякова «Технология прокатного производства», кн.2, М., «Металлургия», 1991, с.969-971 и табл.V.29.
Эта технология включает горячую прокатку полос, ускоренное охлаждение с заданными температурами и с последующей смоткой в рулоны и характеризуется тем, что температуру конца прокатки принимают в пределах 810…930°С (в зависимости от марки стали), а температуру смотки полос 580…650°С либо вообще не регламентируют, что затрудняет получение полосового проката с заданными прочностными свойствами.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение потребительских свойств горячекатаного широкополосного проката за счет повышения его прочностных свойств, что повышает результативность производства данного вида проката.
в
3
1
1
3
1
2
Для решения этой задачи в предлагаемом способе производства горячекатаной широкополосной стали, включающем горячую прокатку, ускоренное охлаждение полос с заданными температурами и с последующей смоткой их в рулоны, в отличие от ближайшего аналога для получения из стальной полосы ферритно-мартенситной структуры с содержанием 0,09…0,11 мас.% углерода, 0,37…0,65% кремния, 1,25…1,60% марганца, 0,48…0,57% хрома и 0,02…0,1% никеля при соотношении  проката с σ=450…1000 Н/мм, между предварительным и заключительным охлаждениями осуществляют выдержку проката на воздухе, при этом температуру металла в последнем проходе выдерживают выше температуры Аr на 0…25°С, температуру после предварительного ускоренного охлаждения обеспечивают ниже Ar на величину , а температуру смотки выдерживают ниже Ar на величину , вычисляя величины Аr и Ar по формулам:
3
Аr=879,2-94,24[С]-21,13[Si]-25,56[Mn]+47,71[Cr]+16,44[Ni];
1
Ar=729,2-9,24[С]+12,13[Si]-15,56[Mn]+17,71[Cr]-46,44[Ni],
где [С], [Si], [Mn], [Cr], [Ni] - вышеуказанное содержание элементов в стали соответственно углерода, кремния, марганца, хрома и никеля, мас.%.
Приведенные математические соотношения получены при обработке опытных данных и являются эмпирическими.
Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации параметров температурного режима прокатки и смотки для полосовой стали, что позволяет получать тонколистовую горячекатаную сталь с заданными прочностными свойствами.
При реализации предлагаемого способа горячей прокатки температура металла в последнем проходе после предварительного ускоренного охлаждения и смотки принимается в соответствии с вышеприведенными зависимостями, которые определяются при конкретных содержаниях указанных элементов в стали.
уо
см
Опытную проверку заявляемого способа осуществляли на широкополосном стане 2000 горячей прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». С этой целью при горячей прокатке сталей с содержанием 0,09…0,11 мас.% углерода, 0,37…0,65% кремния, 1,25…1,60% марганца, 0,48…0,57% хрома и 0,02…0,1% никеля варьировали величины Δ, и Δ, оценивая результаты по выходу листовой стали различных классов прочности.
уо
см
уо
см
Наилучшие результаты (выход проката заданного класса прочности в пределах 97,5…99,2%) получены при реализации настоящего способа. Отклонения от рекомендуемых величин Δ, и Δ ухудшали достигнутые показатели. Так например, при  и  выход листовой стали требуемого класса прочности не превысил 91,0% по причине снижения прочностных свойств. Увеличение значений Δ, и Δ более рекомендуемых дало выход листового проката требуемого класса прочности не более 93% по причине ухудшения пластических свойств.
Технология горячей прокатки листа, взятая в качестве ближайшего аналога, дала выход проката требуемого класса прочности в пределах 87,1…89,4%.
Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.
Технико-экономические исследования показали, что использование настоящего изобретения при производстве горячекатаной листовой стали с заданными прочностными свойствами позволит уменьшить производственные затраты почти в 1,2 раза с соответствующим снижением себестоимости проката.
Пример конкретного выполнения
в
2
1. На широкополосном стане 2000 горячей прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» прокатывается сталь с содержанием 0,11 мас.% углерода, 0,65% кремния, 1,60% марганца, 0,57% хрома и 0,03% никеля, значение σ=700 Н/мм при .
в
Химический состав стали содержит максимальное заявление процентное содержание легирующих элементов при среднем значении предела прочности σ.
Сталь прокатывается при , .
3
1
Так как: Аr=879,2-94,24[С]-21,13[Si]-25,56[Mn]+47,71[Cr]+16,44[Ni]=879,2-94,24*0,11-21,13*0,65-25,56*1,60+47,71*0,57+16,44*0,03=841,89°С и Ar=729,2-9,24[С]+12,13[Si]-15,56[Mn]+17,71[Cr]-46,44[Ni]=729,2-9,24*0,11+12,13*0,65-15,56*1,60+17,71*0,57-46,44*0,03=719,87°С.
Температурный режим прокатки:
кп
3
Температура конца прокатки t=Аr+(0…25°С)=841,89+(0…25)=841,89…866,89°С,
yo
1
уo
Температура после предварительного ускоренного охлаждения t=Ar-Δ=719,87-105,16=614,71°С,
см
1
см
Температура смотки t=Ar-Δ=719,87-497,5=222,37°С.
в
2
2. На широкополосном стане 2000 горячей прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» прокатывается сталь с содержанием 0,11 мас.% углерода, 0,65% кремния, 1,60% марганца, 0,57% хрома и 0,1% никеля, значение σ=1000 Н/мм при .
в
Химический состав стали содержит максимальное заявленное процентное содержание легирующих элементов при максимальном значении предела прочности σ.
Сталь прокатывается при , .
3
1
Так как: Аr=879,2-94,24[С]-21,13[Si]-25,56[Мn]+47,71[Сr]+16,44 [Ni]=879,2-94,24*0,11-21,13*0,65-25,56*1,60+47,71*0,57+16,44*0,1=843,04°С и Аr=729,2-9,24[С]+12,13[Si]-15,56[Мn]+17,71[Сr]-46,44[Ni]=729,2-9,24*0,11+12,13*0,65-15,56*1,60+17,71*0,57-46,44*0,1=716,62°С.
Температурный режим прокатки:
кп
3
Температура конца прокатки t=Ar+(0…25°С)=843,04+(0…25)=843,04…868,04°С,
yo
1
уо
Температура после предварительного ускоренного охлаждения t=Ar-Δ=716,62-147,16=569,46°С,
см
1
см
Температура смотки t=Ar-Δ=716,62-533,5=183,12°С.
в
3. На широкополосном стане 2000 горячей прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» прокатывается сталь с содержанием 0,09 мас.% углерода, 0,37% кремния, 1,25% марганца, 0,48% хрома и 0,02% никеля, значение σ=450 Н/мм при .
в
Химический состав стали содержит минимальное заявленное процентное содержание легирующих элементов при минимальном значении предела прочности σ.
Сталь прокатывается при , .
3
1
Так как: Аr=879,2-94,24[С]-21,13[Si]-25,56[Мn]+47,71[Сr]+16,44[Ni]=879,2-94,24*0,09-21,13*0,37-25,56*1,25+47,71*0,48+16,44*0,02=854,18°С и Аr=729,2-9,24 [С]+12,13[Si]-15,56[Мn]+17,71[Сr]-46,44[Ni]=729,2-9,24*0,09+12,13*0,37-15,56*1,25+17,71*0,48-46,44*0,02=720,98°С.
Температурный режим прокатки:
кп
3
Температура конца прокатки t=Ar+(0…25°С)=854,18+(0…25)=854,18…879,18°С,
yo
1
уо
Температура после предварительного ускоренного охлаждения t=Ar-Δ=720,98-1,41=719,57°С,
см
1
см
Температура смотки t=Аr-Δ=720,98-288,75=432,23°С.
в
2
Получение проката с минимальным значением предела прочности σ=450 Н/мм требует повышенной температуры смотки, что и подтверждается рекомендуемым режимом прокатки.
в
2
4. На широкополосном стане 2000 горячей прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» прокатывается сталь с содержанием 0,1 мас.% углерода, 0,5% кремния, 1,40% марганца, 0,52% хрома и 0,06% никеля, значение σ=700 Н/мм при .
в
Химический состав стали содержит среднее заявленное процентное содержание легирующих элементов при среднем значении предела прочности σ.
Сталь прокатывается при , .
3
1
Так как: Аr=879,2-94,24[С]-21,13[Si]-25,56[Мn]+47,71[Сr]+16,44[Ni]=879,2-94,24*0,1-21,13*0,5-25,56*1,40+47,71*0,52+16,44*0,06=849,22°С и Аr=729,2-9,24[С]+12,13[Si]-15,56[Мn]+17,71[Сr]-46,44[Ni]=729,2-9,24*0,1+12,13*0,5-15,56*1,40+17,71*0,52-46,44*0,06=718,98°С.
Температурный режим прокатки:
кп
3
Температура конца прокатки t=Ar+(0…25°С)=849,22+(0…25)=849,22…874,22°С,
yо
1
уо
Температура после предварительного ускоренного охлаждения t=Ar-Δ=718,98-105,16=613,82°С,
см
1
см
Температура смотки t=Аr-Δ=718,98-497,5=221,48°С.
в
2
5. На широкополосном стане 2000 горячей прокатки ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» прокатывается сталь с содержанием 0,09 мас.% углерода, 0,37% кремния, 1,25% марганца, 0,48% хрома и 0,02% никеля, значение σ=1000 Н/мм при .
в
Химический состав стали содержит минимальное заявленное процентное содержание легирующих элементов при максимальном значении предела прочности σ.
Сталь прокатывается при , и .
3
1
Так как: Аr=879,2-94,24[С]-21,13[Si]-25,56[Мn]+47,71[Сr]+16,44[Ni]=879,2-94,24*0,09-21,13*0,37-25,56*1,25+47,71*0,48+16,44*0,02=854,18°С и Аr=729,2-9,24[С]+12,13[Si]-15,56[Мn]+17,71[Сr]-46,44[Ni]=729,2-9,24*0,09+12,13*0,37-15,56*1,25+17,71*0,48-46,44*0,02=720,98°С.
Температурный режим прокатки:
кп
3
Температура конца прокатки t=Ar+(0…25°С)=854,18+(0…25)=854,18…879,18°С,
yо
1
уо
Температура после предварительного ускоренного охлаждения t=Ar-Δ=720,98-147,16=573,82°С,
см
1
см
Температура смотки t=Аr-Δ=720,98-533,5=187,48°С.