СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БЕСКРЕМНИСТОЙ ЛИСТОВОЙ ДИНАМНОЙ СТАЛИ
PRODUCTION OF SILICON-FREE DYNAMO STEEL SHEETS

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении бескремнистой листовой динамной (изотропной электротехнической) стали толщиной 0,2-1,8 мм.
Известен способ производства тонколистовой стали, включающий заправку горячекатаной травленой полосы из стали марки 08ЮР толщиной 2,0 мм и ее холодную прокатку за четыре прохода до конечной толщины 0,38 мм с суммарным относительным обжатием 81%, распределенным по проходам [1].
Известен также способ производства листовой стали толщиной 2,0 мм, включающий прокатку горячекатаной травленой полосы из стали марки 08кп на непрерывном четырехклетевом стане с распределением и установкой суммарного относительного обжатия по клетям (проходам) по следующей схеме: 35,5%→54,5%→68,4%→70% [2].
Недостаток известных способов [1, 2] заключается в том, что при прокатке горячекатаного подката из бескремнистой динамной стали холоднокатаные полосы имеют большую неплоскостность.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ производства бескремнистой листовой динамной стали, по которому осуществляют горячую прокатку полос, травление, заправку в непрерывный четырехклетевой стан, распределение и установку обжатий по клетям и последующую холодную прокатку с суммарной относительной деформацией 75-80% и регламентированными межклетевыми натяжениями [3].
Недостаток данного способа состоит в том, что в результате холодной прокатки бескремнистая листовая динамная сталь имеет большую неплоскостность. Это в конечном счете приводит к снижению выхода годного.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении плоскостности бескремнистой листовой динамной стали.
Для решения технической задачи в известном способе производства бескремнистой листовой динамной стали, включающем заправку горячекатаной травленой полосы в непрерывный стан, распределение и установку обжатий по клетям и последующую холодную прокатку, согласно изобретению обжатия по клетям устанавливают в соответствии со следующими значениями накопленных относительных обжатий: до 43%; 45-54%; 56-66%; 68-74%; 76-78%; не менее 80%.
На фигуре представлена экспериментальная зависимость усилия прокатки от суммарного относительного обжатия при холодной прокатке бескремнистой листовой динамной стали. Обжатие изменяли с шагом в 1%.
Сущность изобретения состоит в следующем. Как показали экспериментальные исследования, в диапазоне суммарных относительных обжатий 40÷80% существуют аномальные зоны шириной ≈2%, обозначенные на фигуре позициями 1-5, расположенными в окрестностях: 1-44%, 2-55%, 3-67%, 4-75%, 5-79% («пораженные точки»). В этих аномальных зонах вследствие накопленной металлом энергии деформации и адиабатического разогрева металла происходит изменение характера формирования текстуры и тонкой структуры стали. При этом формируется дислокационная структура из вытянутых ячеек с четкими боковыми границами, а в областях между аномальными зонами - полноценная ячеистая структура с равноосными ячейками. В результате в аномальных зонах 1-5 (фигура) имеет место скачкообразное изменение механических свойств стальной полосы, что сопровождается колебаниями усилия прокатки, локальным изменением вытяжек, нестабильностью процесса, и, как следствие, нарушениями плоскостности полосы на выходе из очага деформации. Прокатка с накопленными значениями относительного обжатия до 43%; 45-54%; 56-66%; 68-74%; 76-78%; не менее 80% позволяет исключить попадания в зоны аномальных обжатий (см. фигуру), избежать колебаний усилий прокатки, вытяжек полосы и нарушений их плоскостности. Это повышает стабильность процесса прокатки и плоскостность холоднокатаной листовой стали.
При накопленной суммарной относительной деформации 43%, более 45%, более 56%, более 68% или более 76% возникает аномальное изменение механических свойств стали в очаге деформации, нестабильность вытяжек по ширине полосы и увеличение неплоскостности. При накопленной суммарной относительной деформации менее 54%, менее 66%, менее 74% менее 78% или менее 80%, абсолютное обжатие в клети также попадает в зону аномальных значений. Это ведет к нестабильности механических свойств прокатываемой стали и увеличению неплоскостности полос.
Примеры реализации способа
6
0
В качестве подката для производства бескремниевой листовой динамной стали толщиной H=0,5 мм используют горячекатаную травленую полосу толщиной Н=3,1 мм, имеющую следующий химический состав, мас.%:
C
Mn
Al
S
P
Cr
Ni
Fe+ примеси
0,05
0,4
0,35
0,014
0,08
0,2
0,3
Остальное
Здесь и далее H соответствует толщине полосы на выходе из клети, номер которой обозначен нижним индексом.
Передний конец полосы последовательно задают в рабочие валки непрерывного 6-клетевого стана кварто 1400 холодной прокатки и закрепляют на моталке. С помощью гидравлических нажимных механизмов устанавливают заданный режим относительных обжатий по клетям:
<mrow><msub><mi>ε</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>H</mi><mn>0</mn></msub><mo>−</mo><msub><mi>H</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>H</mi><mn>0</mn></msub></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><mn>100</mn><mi>%</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>3,1</mn><mo>−</mo><mn>2,0</mn></mrow><mrow><mn>3,1</mn></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><mn>100</mn><mo>=</mo><mn>35,5</mn><mi>%</mi></mrow>
Клеть 1,
.
<mrow><msub><mi>ε</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>H</mi><mn>0</mn></msub><mo>−</mo><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>H</mi><mn>0</mn></msub></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><mn>100</mn><mi>%</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>3,1</mn><mo>−</mo><mn>1,5</mn></mrow><mrow><mn>3,1</mn></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><mn>100</mn><mo>=</mo><mn>51,6</mn><mi>%</mi></mrow>
Клеть 2.
.
<mrow><msub><mi>ε</mi><mn>3</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>H</mi><mn>0</mn></msub><mo>−</mo><msub><mi>H</mi><mn>3</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>H</mi><mn>0</mn></msub></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><mn>100</mn><mi>%</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>3,1</mn><mo>−</mo><mn>1,1</mn></mrow><mrow><mn>3,1</mn></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><mn>100</mn><mo>=</mo><mn>64,5</mn><mi>%</mi></mrow>
Клеть 3.
.
<mrow><msub><mi>ε</mi><mn>4</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>H</mi><mn>0</mn></msub><mo>−</mo><msub><mi>H</mi><mn>4</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>H</mi><mn>0</mn></msub></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><mn>100</mn><mi>%</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>3,1</mn><mo>−</mo><mn>0,85</mn></mrow><mrow><mn>3,1</mn></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><mn>100</mn><mo>=</mo><mn>72,5</mn><mi>%</mi></mrow>
Клеть 4.
<mrow><msub><mi>ε</mi><mn>5</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>H</mi><mn>0</mn></msub><mo>−</mo><msub><mi>H</mi><mn>5</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>H</mi><mn>0</mn></msub></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><mn>100</mn><mi>%</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>3,1</mn><mo>−</mo><mn>0,7</mn></mrow><mrow><mn>3,1</mn></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><mn>100</mn><mo>=</mo><mn>77,4</mn><mi>%</mi></mrow>
Клеть 5.
<mrow><msub><mi>ε</mi><mn>6</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>H</mi><mn>0</mn></msub><mo>−</mo><msub><mi>H</mi><mn>6</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>H</mi><mn>0</mn></msub></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><mn>100</mn><mi>%</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>3,1</mn><mo>−</mo><mn>0,5</mn></mrow><mrow><mn>3,1</mn></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><mn>100</mn><mo>=</mo><mn>83,9</mn><mi>%</mi></mrow>
Клеть 6.
6
К валкам и полосе подают смазочно-охлаждающее технологическое средство (5-процентную эмульсию минерального масла в воде) и осуществляют холодную прокатку полосы толщины Н=0,5 мм с межклетевыми натяжениями. Благодаря тому, что суммарные относительные обжатия в каждой из клетей не попадают в «пораженные точки» 1; 2; 3; 4 и 5 (фигура), процесс прокатки протекает стабильно, неплоскостность холоднокатаных полос минимальна и не превышает величины S=1,0 мм на метр длины.
Варианты реализации способа производства бескремнистой листовой динамной стали представлены в таблице.
Таблица
№ п/п
Суммарное накопленное обжатие на выходе из клети, %
S, мм/м
1
2
3
4
5
6
1.
18,4
44,0
55,1
67,2
75,1
79,2
10,3
2.
25,8
45,0
56,0
68,0
76,0
80,0
2,0
3.
35,5
51,6
64,5
72,5
77,4
83,9
1,0
4.
43,0
54,0
66,0
74,0
78,0
95,4
1,8
5.
44,0
55,1
67,0
75,3
79,1
96,3
8,8
Как следует из данных, приведенных в таблице, при реализации предложенного способа (варианты №2-4) достигается повышение стабильности процесса прокатки, благодаря чему неплоскостность холоднокатаных полос минимальна: S=1÷2 мм/м. В случаях запредельных значений заявленных параметров (варианты №1 и №5), когда суммарное относительное обжатие попадает в «пораженные» зоны, обозначенные позициями 1-5 на фигуре, из-за нарушения стабильности процесса прокатки неплоскостность бескремнистой листовой динамной стали возрастает до значений S=8,8÷10,3 мм. Такие же значения неплоскостности были получены при реализации известного способа [3].
Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что использование предложенных диапазонов суммарных относительных обжатий при непрерывной холодной прокатке позволяет исключить режимы, при которых формируется неблагоприятная структура и текстура металла, возникает нестабильность процесса прокатки. Благодаря этому достигается повышение плоскостности холоднокатаной бескремнистой листовой динамной стали толщиной 0,2-1,8 мм. Использование предложенного способа обеспечивает повышение рентабельности производства данного вида металлопродукции на 10-12%.
Литературные источники
1. Патент Российской Федерации №2340414, МПК В21В 1/28, 2008 г.
2. Патент Российской Федерации №2325241, МПК В21В 1/28, 2008 г.
3. Патент Российской Федерации №2271255, МПК В21В 1/28, 2006 г.