Способ изготовления листового проката

Способ изготовления листового проката

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОЮГО ПРОКАТА, преимущественно повьшеннйй прочности, включающий горячую прокатку , травление, холодную прокатку с суммарным обжатием 4-10% и отпуск, о т личающийся тем, что, с цепью сокращения расхода энергоносителя отпуск производят при 150-250° С. 2.Способ поп. 1, отличаюй с я тем, что отпуск при 150- щ и 250° С в агрегатах непрерьшного действия пО производят в течение 5-15 С с последующим дифференцированным охлаждением вначале со скоростью 4-8° С/с до 100° С, а затем со скоростью б-100° С/с до цеховой температуры . 3.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что отпуск при 15( 250° С в печах периодичесютго действия производят при нагреве в течение 3-4 ч с последующим охлаждением под муфелем до 120°С.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН.

1712 А (19) (11) 3(51) С 21 0 9 46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВ АЗОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0CV PCTBEHHblA КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3279010/22-02 (22) 21.04.81 (46) 15.04;83. Бюл. N 14 (72) И. Г. Узлов, В. К. Бабич, А. И. Яценко, Н. И. Репина, Г. В, Кругликова, К. Ю. Доронкин, П. Д.Грушко, В.И.Кусов, А. П. Качайлов, Б. П. Колесниченко, И. В; Франценюк, А. П. Шаповалов,.

А. К. Груэнов, Е. И. Булатников, В. К. Белосевич и М. Л. Дробинский (71) Институт черной металлургии (53) 621.785.79 (088,8) (56) 1. Ксензук Ф. А. и др. Прокатка asтолистовой стали . "Металлургия", 1969, с. 194, 130, 256.

2. Авторское свидетельство СССР

И0 594190, кл. С 21 0 9/46, 1976.

3. Авторское свидетельотво СССР N 595405, кл. С 21 0 9/48, 1976. (54) (57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТΠ—

ВОГО ПРОКАТА, преимущественно повышенной прочности, включающий горячую прока»ку, травление, холодную прокатку с суммарным обжатием 4 — 10% и отпуск, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения расхода энергоносителя отпуск производят при 150 — 250 С.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю шийся . тем, что отпуск при 150—

250 С в агрегатах .непрерывного действия производят в течение 5 — 15 C с йоследующим дифференцированным охлаждением вначале со скоростью 4 — 8 С/с до 100 С, а затем со скоростью Й вЂ” 100 С/с до цеховой температуры.

3. Способ по л. 1, о т л и ч а ю

Я шийся тем, что отпуск при 150—

Ф

250 С в печах периодического действия про- . изводят при нагреве в течение 3 — 4 ч с последующим охлаждением под муфелем до 120 С.

1011712

Изобретение относится к прокатному про. изводству и может б лть использовано, в частности, при производстве стальной холоднокатаной полосы.

Известны способы производства малоуглеродистой холоднокатаной конструкционной стали, при котором горячекатаную полосу

{подкат) после травления прокатывают на четырех- или пятиклетьевом стане холодной прокатки с суммарным обжатием 45 — 75%.

Непосредственно после холодной прокатки листовая сталь имеет очень высокие пределы текучести и прочности, высокую твердость и низкое относительное удлинение, При последующей термообработке во время

- рекристаллизационного отжига холоднокатаная сталь приобретает болыцую пластичность, но в то же время происходит ее разупрочнение.

Рекристаллиэационный отжиг проводят при нагреве холоднокатаной стали до темперутур, близких к А, с определенной выдержкой при этой температуре. При нагреве одновременно со снятием внутренних напряже. ний в холоднокатаном металле происходит его рекристаллизация. После рекристализационного отжита и охлаждения металла подвергается обычно дрессировке с обжатиями

0,8 — 1,4% (1).

Готовая к употреблению сталь имеет предел текучести 6 = 14 — 26 кг/ммг при т относительном удлинении d"= 50-25%.

Для получения более прочного холоднокатаного листа при удовлетворительных штампуемости и пластичности обычно применяют низколегированную сталь с повышенным содержанием марганца и кремния с добавками ванадия, титана, ниобия, молибдена и других легирующих элементов. Одним из способов получения высокопрочной тонколистовой конструкционной стали является метод упрочнения со структурными превращениями (закалка-отпуск) (2) .

Упрочнение за счет введения титана, ниобия или ванадия приводит к желаемым результатам, однако ввиду дефицита и доро-; говизны этих легирующих элементов. применение их для широкораспространенных марок сталей экономически не целесообразно.

Упрочнение со структурными превращениями требует дополнительных капитальных вложений на строительство закалочных устройств и отпускных агрегатов, а также значительного расхода энергоносителя (топлива) на нагрев под закалку и высокий отпуск.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ термической обработки низколегированной сипи, " заключающийся в том, что полосу после roрячей прокатки, травления, холодной прокатки с обжатием 4 — 10% нагревают в печи непрерывного действия до 900-1200 С, после чего подвергают охлаждению со скоростью

5 больше критической до температуры окружающей среды, т,е. подвергают закалке, Далее поверхность полосы очищают от окалины и вновь нагревают до 725 — 850 С со скоростью

20 — 300 С с последующей выдержкой в тече10 ние часа, т.е. осуществляют высокотемпературный отпуск. Охлаждение после отпуска ведут со скоростью 10 — 50 С/с до 300 — 350 С, а далее с нерегламентированной скоростью.

В период между концом закалки и нача15 лом охлаждения после отпуска производят пластическую деформацию со степенью обжатия 1 — 8%(3).

Недостатками известного способа являются повышенный расход энергоносителя, необ20 ходимость создания новых нагревательных печей и охлаждающих устройств. Только при нагреве единицы продукции (одной тонны металла) от температуры окружающей среды до 1200 — 900 С расходуется Q ккал

25 тепла:

2 1

1 1 где с = 0,17 ккал/кг град — теплоемкость металла;

m = 1000 кг — масса ме30 талла;

tã = 1200 — 900 С;

= 20 С

И = 0,17 ° 1000 х (900 — 1200) - 0,17 х 1000 х

35 х 20 = 149600 — 200600 ккал.

Вторичный нагрев полосы до температуры отпуска 725 — 850 С приводит так же к значи тельному расходу энергоносителя (топлива) на единицу продукции.

Целью изобретения является сокращение расхода энергоносителя при изготовлении холоднокатаного тонкого листа повышенной прочности, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления листового прока- та, включающему горячую прокатку, травле45 ние, холодную прокатку с обжатием 4 — 10% и отпуск, отпуск производят при 150250 С.

Отпуск при 150 †2 С в печах непрерывного действия производят в течение 5 — 15 с

50 с последующим дифференцированным охлаж,дением вначале со скоростью 4 — 8 С/с до

100 С, а затем со скоростью 70 — 100 C/ñ до цеховой температуры.

Отпуск при 150 — 250 С в печах периодического действия производят при нагреве в течение 3 — 4 ч с последующим охлаждением под муфелем до 120 С.

11712 4

25

45

3 10

Предлагаемый способ можно осуществлять двумя путями.

Прокатаные на стане горячей прокатки по; лосы сматывают в рулоны, охлаждают, травят и подвергают холодной прокатке с суммарным обжатием 4 — 10%. После этого рулоны пропускают через агрегаты непрерывного действия, где производят нагрев полосы до

150 — 250 С со скоростью, например, 30 град/k и выдержку в течение 5 — 15 с. Охлаждение о до 100 С осуществляют в камере регулируемого охлаждения со скоростью 4 — 8 груд/с, а дальнейшее ведут со скоростью 70—

100 груд/с, например, за счет струйной обдувки полосы воздухом или воздушно-водяной смесью. Нагрев до 150 — 250 С, выдержку и охлаждение до 100 С осуществляют в защитной атмосфере, например, состава, %: йз 93-95; и Нз 5-7 с точкой росы 40 С.

Прокатаные на стане горячей прокатки полосы сматывают в рулоны, охлаждают, травят и подвергают холодной прокатке и суммарным оожатием 4 — 10%. После чего рулоны подвергают низкотемпературному отпуску в печах периоДического действия, например, колпаковых.

На стенде колпаковых печей формируют стопу из 3 — 4 рулонов, накрывают муфелем и в течение 1 — 2 ч, с целью вьпеснения воздуха осуществляют холодную продувку защитным газом (Ng 93 — 95%, Н 3 — 5%, точка росы 40 — 50 С). Включают вентиляционный нагреватель и ставят нагревательный колпак.

Нагрев до 150 — 250 С ведут в течение 3-4 ч.

По достижении температуры отпуска 150 —.

250 С снимают нагревательный колпак и осуществляют охлаждение под муфелем до

120 С (5 — 10 град/ч), затем снимают муфель и рулоны подвергают принудительному охлаждению до температуры окружающей среды на воздухе.

Сокращение расхода энергоносителя (топлива) по сравнению с известным способом достигается за счет исключения энергоемкой операции закалки, а также замены высокотемпературного отпуска при температурах рекристаллизации низкотемпературным. Вдобавок, согласно предложенному техническому решению получают дпя малоутлеродистых сталей оптимальное соотношение повышенных прочностных характеристик при удовлетворительных пластических свойствах путем упрочнения холодной деформацией с небольшими обжатиями и последующим кратковременным низкотемпературным отпуском.

Отпуск при 150 — 250 С необходим для снятия напряжения и повышения пластическиХ характеристик упрочненной стали, обработанаой по предложенному способу. Температура ниже 150 С нецелесообразна, так как. при более низких температурах резко увеличива.ется время процесса снятия напряжений, что приводит к дополнительным энергозатратам и нерациональному использованию оборудова-: ния,. а при температурах выше 250 С проис ходит снижение значений предела текучести

6 и предела прочности 6ВВыдержка при этих температурах дает хороший эффект по снятию напряжений в течение первых 15 с, оптимальное время выдержки дпя обработки в агрегатах непрерывного действия составляет 5 — 15 с. Время выдержки менее 5 с не обеспечивает полного снятия напряжений при температуре отпуска

150 С, а увеличение времени выдержки более 15 с приводит к нецелесообразному расходу средств нагрева.

На основании опытных данных для печей периодического действия (колпаковых) с тепловой мощностью нагревательного колпака 1 мп ккал и мощностью циркуляционного вентилятора 14 — 22 кВт длительность нагрева стопы рулонов массой 70 — 90 т до

150 — 250 С составляет 3 — 4 ч.

В агрегате непрерывного действия выбор скорости охлаждения 4 — 8 град/с до 100 С, а так же температура изменения скорости охлаждения вязаны с необходимостью обеспечения деформационно-термического старения.

Скорость охлаждения ниже 4 град/с не способствует ускорению процесса обработки. При скорости охлаждения выше 8 град/с отсутствуют условия для прохождения процессастарения в интервале температуре 250 — 100 С

Увеличение скорости охлаждения до 70—

100 C/ñ при 100 С, связано с сокращением технологического цикла, так как при этих температурах изменений в структуре не происходит. Уменьшение скорости охлаждения приводит только к увеличению длительности процесса, а увеличение потребует применения специальных охлаждающих устройств.

В печах периодического действия скорость охлаждения 10 град/ч определяется в основном скоростью передачи тепла от муфеля в окружающее пространство, осуществляемое за счет естественной конвекции воздуха.

Пример. В лабораторных условиях, согласно предлагаемому и известному способу обработаны образцы листовой стали мар55 ки 08 пс, размером 30 х 300 мм.

Химический состав стали приведен в табло.

1011712

Таблица 1

Марка стали

Содержание элементов„%

1 1

? 1 "

08пс

0,09

0,03 0,29 0,019 0,007 0,045!

Режим обработки 6.г, МПа 6 > МПа 44,%

435,7

467,0

410,4

440,4

200,0

320,0

30 (прототип) Составитель А. Секей

Теявед M.Êîøòóðà Корректор Г. Огар

Редактор А. Гулько

Заказ 2691/33 . Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Образцы вырезают иэ горячекатаной травленой полосы,, толщиной 2 мм. Обработка образцов проводится по трем режимам: режимы — 11 — по .предлагаемому способу, режим III — по известному, в следующей последовательности. 15

Режим I, Холодная прокатка с обжатием

5%; нагрев до 200 С со скоростью 30 град/с; выдержка при 200 С 10 с; охлаждение до

100 С со скоростью 5 град/с; охлаждение до температуры окружающей среды со ско20 ростью 100 град/с. Общее технологическое время составляет 38,6 с.

Режим II. Холодная прокатка с обжатием

5%; нагрев до 200 С со скоростью 50 град/с;

Из представленных данных следует, что прочностные характеристики металла, полученные в результате обработки образцов по предлагаемв|м режимам значительно выше, чем при обработке по известному способу.

Основным преимуществом предлагаемого способа от известного является то, что слож45 ная дорогостоящая операция закалки и выохлаждение до 120 С со скоростью 5 грал/с; охлаждение до температуры окружающей среды со скоростью 5 град/ч. Общее время обработки составляет 40 ч.

Режим 1П(прототип). Нагрев до 900 С со скоростью 30 С/с; охлаждение (закалка) со скоростью 1000 град/с; деформация с обжатием 5%; нагрев до 725 С со скоростью

100 rpapjc",выдержка при 725 С 10 с; охлаждение до 300 С со скоростью 20 град/с; охлаждение на воздухе (50 град/с). Общее время обработки составляет 70 с.

Данные механических испытаний по свойствам.обраэцов указаны в табл. 2. !

-5

Таблица 2 сокотемпературный отпуск заменяются низкотемпературным отпуском с регулируемым охлаждением, что позволяет снизить расход энергоносителя на единицу продукции.

Применение предлагаемого способа производства листового проката повышенной прочности вместо известного способа позволяет сократить расход энергоносителя на 287,1—

351,3 кВт/ч/т.