Способ производства нестареющей раскисленной алюминием малоуглеродистой холоднокатаной листовой стали

Способ производства нестареющей раскисленной алюминием малоуглеродистой холоднокатаной листовой стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НЕСТАРЕЮЩЕЙ РАСКИСЛЕННОЙ АЛКМИНИЕМ МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ ХОЛОДНОКАТАНОЙ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ, вкйочающий прОКатку слитКа , охлаждение, горючую прокатку с. температурой ее конца 850-920 С, смотку полосы в рулон при 550-580 С, холодную прокатку и отжиг, отличающийся тем, что, с целью улучшения штампуемости за счет повышения пластических свойств стали сохранения азота в твердом JpacTBOpe металла и предотвращения вьщеления нитридов алюминия, охлаждение слябов с температуры конца их прокатки ведут до 300-600 С со скоростью , исходя из зависимости :(С.Пр. А Тр )-Ь..ОХЛ. 125 Н + o,oita -o,ive -10 тдё УОХД, - скорость охлаждения слябов после прокатки на обжимном стане до 300бОО С , °С/мин;. Ьк-.пр температура конца прокатки слябов, С; - потери температуры при it Я (Л резке и транспортировке слябов, С (t. -it-rp ) 900°Cj К-Охл конечная температура охлаждения в пределах 300600°С} Н - толщина слябов, м; ta - температура охлаждающей воды, Cf 05 V - скорость перемещения потока охлаждающей воды, 00 м/с. 00 4

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

ЩСПУБЛИН (1% (И) 3С50 В 21 3 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3538390/22-02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (22) 11.01. 83 (46 ) 23. 01 ° 84. Бюл. Р 3 (72 ) В. П. Соболенко, В. П. Полухин, С. А. Братусь, А. И. Яценко, В. Я. Тишков, Э. A. Гарбер, А. В; Третьяков, Л. И. Бутылкина, С. Э. Ракевич, В. С. Савченко, Р. П. Коновалов и Н. Г. Маковецкий (71) Институт черной металлургии и

Череповецкий ордена Ленина металлургический завод им. 50-летия СССР (53) 621.77.04(088.8) (56) 1. Патент Японии Р 55-73827, кп . С 21 D 8/04, 1980. . 2. Литвиненко Д. A Холоднокатанная нестареющая сталь. М., "Металлур гия", 1968, с. 113-126.. (54) (57 ) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НЕСТАРЕЮЩЕЙ РАСКИСЛЕННОЙ АЛЮМИНИЕМ МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ ХОЛОДНОКАТАНОЙ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ, включающий прокатку слитка, охлаждение, горючую прокатку с. температурой ее конца 850-920©С, смотку полосы в рулон при 550-580®С, холодную прокатку и отжиг, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения штампуемости эа счет повывиния пластических свойств стали путем сохранения азота в твердом растворе металла и предотвращения выделения Нитридов алюминия, охлаждение слябов с температуры конца их прокатки ведут до 300-600 С со скоростью, исходя из зависимости ! (к.пр. — a тр ) - к.охи.

125 H + 0,01 в 0,1v 10 где Чрю - скорость охпаждения слябов после прокатки .на обжимном стане до 300оС(t q - температура конца прокат.ки слябов, С; t+ - потери температуры при резке и транспортировке слябов, оС (кдр — At p )

+900 С; С" конечная температура охлаждения в пределах 300- Я

600оСт

Н - толщина слябов, и; температура охлаждающей воды, C-, Vg - скорость перемещения потока охлаждающей воды, м/с.

1068184

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к способу производства раскисленной алюминием малоуглеродистой холоднокатаной стали для весьма и особо сложной вытяжки.

Известны способы производства листов для сверхглубокой вытяжки из раскисленной алюминием стали, при которых используется специально обеэуглероженная сталь, сталь с особо низким содержанием азота или дополнительно легированная титаном, Мирконием„ ниобием и другими дефицитными карбидо- и нитридообразующими элементами в сочетании с различными 15 режимами термообработки в агрегате непрерывного отжига 11.

Недостатками этих способов являются трудность и сложность их реализации в отечественной металлургичес- yg кой промышленности из-эа отсутствия в действующих цехах холодной прокатки капиталоемких АНО, дефицита перечисленных легирующих элементов и другого специального оборудования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ производства холоднокатаной нестареющей Ст.

08Ю, при слитки Ст. 08IO прокатываются на обжимном стане с температурой конца прокатки 950-1150 C . После мам нной огневой зачистки поверхности слябных раскатов в потоке стана слябы охлаждают на воздухе в штабелях или водой поштучно. Охлажденные до

100- С слябы направляют на стеллажи ручной огневой зачистки для удаления глубоких местных дефектов, оставшихся после машинной обработки раска- 40 тов. Подготовленные к дальнейшей прокатке,слябы передают на оклад umрокополосового стана. Слябы, не требующие дозачистки поверхности, можно направлять сразу на дальнейшую прокатку, т.е. транзитом, или для подогрева в нагревательные печи.

Дальнейший передел слябов включает горячую прокатку на полосу с темп ратурой конца прокатки 850-920ОС, обмотку полосы в рулон при 550-580 С, холодную прокатку полосы и рекристаллизадионный отжиг при 690-720 С.

Исследованиями установлено влияние, температур горячей прокатки полосы и ее смотки в рулон на механические свойства готовых холоднокатаных листов Ст. 08Ю: при высокой температуре конца прокатки (860 С и выше) нитрид алюминия, растворенный при нагреве под прокатку„ сохраняется в твердом 60 растворе и при "холодной" смотке (менее 620 >С)полосы не выделяется.

Выпадение нитридов иэ пересьпценного твердого раствора происходит при отжиге холоднокатанных нистов с обрагде Ч(>хк. скорость охлаждения слябов после. прокатки на обжимном стане до 300-600 С, С/мин; температура конца прокатки слябов, С; потери температуры при резке и транспортировке слябов, С (ар — " а ))?s9QQ C; конечная температура охлаждения в пределах 300600 С толщина слябов, м; эованием вытянутых зерен феррита.

Режим термической обработки холоднокатанных полос и листов оказывает заметное влияние на уровень механических свойств и микроструктуру стали. Технологическая схема рекристаллизационного отжига обычно состоит иэ нагрева до температур верхней части субкритического интервала 690710ОС, изотермической выдержки и охлаждения, садки рулонов, осуществляемых в колпаковых печах с использованием защитной атмосферы. После отжига холоднокатанные листы и полосы подвергают дрессировке с относительным обжатием 0,8-1,4Ъ 2I.

Недостатком известной технологии производства высококачественной нестареющей холоднокатаной стали 08IO для весьма и особо сложной вытяжки является то, что на переделе слиток— полоса не учитывается .эффект механизма полиморфного превращения при различных температурных условиях охлаждения слябов после прокатки на обжимном стане, так как допускается замедленное охлаждение в штабелях, ускоренно — водой, передача транзитом для дальнейшей прокатки или подогрева в печах.

Цель изобретения — улучшение штампуемости за счет повышения пластических свойств стали путем сохранения азота в твердом растворе металла и предотвращения выделения нитридов алюминия.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производства нестареющей раскисленной алюминием малоуглеродистой холоднокатанной листовой стали, включающему прокатку слитка, охлаждение, горячую прокатку с температурой ее конца 850-920 С, смотку полосы в рулон при 550-580 С, холодную прокатку и отжиг, охлаждение слябов с температуры конца их прокатки ведут со скоростью 45-150 C/

/мин,до среднемассовой температуры

300-600 С, причем устанавливают эту скорость исходя из зависимости и к.щ. -от Р > - tv..àõë

1 068":. 84 температурах происхогит обратное пре- 25 вращение аустенит ® — феррит (д ) .

30,диапазон изменения среднемассовой температуры при охлаждении слябов с температуры конца прокатки до 300600 С определяется достижением максимальной скорости охлаждения н воде, исходя из характера кривой охла кдения, для предотвращения выделения нитридов алюминия и сохранения азота в твердом растноре металла, учитыная, что наиболее интенсивное ньделение нитридов идет при 950-750 С, а также достижением максимального эффекта за счет исключения процесса окалинообразонания на поверхности при быстром охлаждении до 300 температура охлаждающей воды, С; скорость перемещения потока охлаждающей воды, м/с., Сущность способа заключается в том, что при ускоренном охлаждении слябов из стабилизированной алюминием стали очень резко сокращается время пребывания металла при температурах полиморфного превращения, особен- 1О но в температурной области 950-750 С (наиболее интенсивного вьщеления нитридов алюминия), что приводит в свою очередь к следующим последствиям:

1. Увеличивается концентрационная и структурная микрооднородность металла. Конструкционные стали с низким пределомл текучести относятся по химическому составу к малоуглеродистым, которые затвердевают ферритными.

При охлаждении их происходит вначале полиморфное превращение феррит (%)аустенит (g) затем при более низких

Эти превращения сопровождаются междуфазовым перераспределением примесей: стабилизирующие прМлеси (углерод, марганец, никель, медь и т.п. ) диффундируют в аустенит, ct. — стабилизи-рующие примеси (кремний, фосфор и т.п. ) — в феррит. Чем медленнее сталь проходит при охлаждении двухфазный интервал феррйт + аустенит, тем больше перераспределение примесей между фазами. Поэтому ускоренное охлаждение слябов и сокращение времени пребывания металла при температурах полиморфного превращения способствует получению более равномерного распределения примесей в структуре, а также увеличению ее дисперности.

2. Уменьшается время пребывания металла при температурах высокой диффузионной подвижности поверхностноактивных (горофильных) примесей. Поэтому понижается на границах зерен сегрегация таких примесей, как фосфор, сера, кислород. Затрудняется возможность процессов образования, некоторых химических соединений, прежде всего процесса внутреннего окисления, т.е. образование окислов вследствие взаимодействия металла с кислородом из твердого раствора.

Благодаря этому предотвращается ныделение дисперсных окисных включений, в особенности по границам зерен °

По этой же причине подавляется вьще-, ление включении оксисульфидов и сульфидов марганца, а также нитридов и карбонитридон.

3. Увеличивается достаточное содержание в твердом растворе некоторых

-примесей (алюминия, азота, серы) изза затруднения выделений интерметаллических фаз. Вследствие этого из пересыщенного твердого раствора и процессе последующих высокотемпературных обработок (горячей прокатки, смотки и остынания, рекристаллизационного отжига) могут выделяться новые дисперсные включения интерметаллидон, .которые влияют на формирование определенных типов кристаллогеометрической текстуры феррита (реброная текстура), величину и форму ферритных зерен.

В совокупности все отмеченные эффекты способствуют повышению пластИческих характеристик листовой стали, получаемой из ускоренно охлажденных слябон.

Способ производства нестареющей раскисленной алюминием малоуглеродистой холоднокатаной листовой стали для особо сложной вытяжки осуществля,ется следующим образом. ,Слитки Ст. 08;" прокатываются н слябы заданного сечения на обжимном стане с температурой конца прокатки

950-1150 С. После машинной огневой зачистки поверхности, обрезки головной и донной частей раската, порезки его при необходимости на заданные длины слябы транспортируют на адъюстаж или непосредственно н нагревательные печи широкополосового стана горячей прокатки. B потоке этой транспортной линии слябы с температурой не менее 900"C подвергают ускоренному охлаждению н воде со скоростью 45-150 С/мин до 300-600ОС, после чего скорость охлаждения слябов не регламентируется, а последующие технологические переделы и операции для получения высококачественного холоднокатаного нестареющего листа строго регламентированы(температурные режимы горячей прокатки слябов на полосы, обеспечивающие прокатку с температурой ее конца 850920 С н смотку полосы в рулон при

550-580 С, холодную прокатку полосы и рекристаллизационный отжиг при 690720 С ).

1068184

М. Блатова

Корректор A. Ференц

Тираж 801 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ, 11363/7

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

Диапазон изменения скорости охлаждения 45-150 С/мин определяется на основании расчетных и экспериментальных данных для слябов толщиной

120-250 мм. Скорость охлаждения

45 C/Mèí достаточна для охлажцения слябов толщиной 250 мм до 300 С, а

1 50 С/мин — для охлаждения слябов толщиной 120 мм до 600 С.

По формуле можно определить необходимые параметры для обеспечения требуемой максимальной скорости охлаждения слябов заданной толщины с учетом температуры и скорости перемещения потока охлаждающей воды. При этом формула обеспечивает достаточ- l5 ную точность при температурах воды в пределах 20-80 С и скоростях перемещения потока охлаждающей воды в пределах 1-8 м/с.

Пример. Слитки весом 16 т 20 одной плавки Ст. 08F) (химический со, став, Ъ: Мп = 0,27; 8 0,022; Р

Ок018J S1 Og02g Alps Og032) (N)

О, 008 ) прокатывают на блюминге слябинге. "1250" в слябы размером

150 х 1140 х 5600-600 мм (два сляба иэ слитка). Пять опытных слябов с передаточного стеллажа с температурой

1020, 1000, 990, 950 и 900 С с .помощью мостовых кранов подвергают ускоренному охлаждению в воде (.окунанием в ямы-отстойники окалины) с выдержкой соответственно 10, 10, 9, 8 и 7 мин.

После ускоренного охлаждения и выдержки для выравнивания температуры измеряют среднемассовую температуру сЛябов с помощью термопары. Во всех случаях температура слябов не превышает 3004С что обеспечивает необходимую расчетную скорость охлаждения в пределах 70-100 C/ìèí. Остальные 4О слябы плавки охлаждают на воздухе в штабелях .

Дальнейшая прокатка опытной плавки слябов Ст. 08I0 на горячекатаные полосы толщиной 2,75 мм, охлаждение 45

Составитель

Редактор С. Саенко Техред A.A÷ рулонов, травление и холодная прок:тка полос на толщину 0,9 мм, отжиг и дрессировка холоднокатаных полос осуществляются по принятой для этой стали технологии.

В результате испытаний опытного и сравнительно металла Ст.08Ю установлено, что холоднокатаный лист иэ ускоренно охлажденных слябов имеет лучшие пластические свойства по сравнению с обычным. Предел текучести на нем 16-17 кгс/см ., на сравнительном18-19,5 кгс/см, предел прочности соответственно 31-33 и 33-35 кгс/мм, относительное удлинение (tq, 4)

40-42 и 38-39%, твердость HRB 41 и

43,6. Опытный металл весь соответст-. вует группе вытяжки ВОСВ, а сравнительный — ОСВ-СВ ГОСТ 9045-80. Ускоренное .охлаждение слябов приводит к усилению в готовом прокате относительной доли благоприятных для штампоэки компонент текстуры (й, и сопровождается увеличением примерно на 30% текстурного параметра, характеризующего штампуемость .металла.

Применение предлагаемого способа по сравнению с базовым объектом, в качестве которого взята технология производства нестареющей стабилизированной алюминием холоднокатаной.стали позволяет значительно повысить пластические свойства и улучшить ее штампуемость. В результате можно обеспечить надежное производство дефицитной холоднокатаной стали для весь» ма и особо сложной вытяжки по

ГОСТ 9045-80 для нужд народного хозяйства, а также увеличить выход годного.

Разница в цене листов для BOCH u

OCB составляет в среднем, в эавиСимости от толщины, 15 руб. При объеме производства холоднокатаной Ст. 089

120 тыс. т/год и получении голько 309; продукции категории ВОСВ экономический эффект составляет 540000 руб.