Способ производства стальной полосы и устройство для его осуществления

Способ производства стальной полосы и устройство для его осуществления

Реферат

 

Изобретение относится к способу производства стальной полосы, прокатанной в ферритном или аустенитном состоянии, и устройству для его осуществления. В способе производства стальной полосы, при котором расплавленную сталь отливают в установке для непрерывной разливки в плоскую заготовку и, используя тепло разливки, перемещают через печь, прокатывают предварительно в устройстве для предварительной прокатки и прокатывают начисто в устройстве для чистовой прокатки в стальную полосу до желательной толщины готового изделия. Прокатку стальной полосы на последней стадии прокатки осуществляют в устройстве для бесконечной или полубесконечной прокатки, при этом а) для производства стальной полосы, прокатанной в ферритном состоянии, плоскую заготовку прокатывают в устройстве для предварительной прокатки в аустенитном состоянии и после прокатки в аустенитном состоянии охлаждают до температуры, при которой сталь имеет, в основном, ферритную структуру, и полосу, плоскую заготовку или часть плоской заготовки прокатывают в устройстве для чистовой прокатки при скоростях, преимущественно соответствующих скорости входа в устройство для чистовой прокатки и последующим обжатиям по толщине, и, по меньшей мере, в одной клети устройства для чистовой прокатки прокатывают в ферритном состоянии; b) для производства стальной полосы, прокатанной в аустенитном состоянии, полосу, выходящую из устройства для предварительной прокатки, нагревают до температуры в аустенитной области или удерживают при данной температуре и прокатывают в устройстве для чистовой прокатки преимущественно в аустенитном состоянии до толщины готового изделия и после данной прокатки охлаждают до температуры в ферритной области; и стальную полосу, прокатанную в ферритном или аустенитном состоянии по достижении желательной толщины готового изделия разрезают на части желательной длины, которые затем наматывают в рулоны. Изобретение обеспечивает расширение технологических возможностей, в частности возможности производства тонкой полосы в аустенитном состоянии с толщиной готового изделия менее 1,2 мм, пригодной для дальнейшего обжатия в ферритном состоянии с целью использования ее в качестве упаковочной стали, например, при производстве консервных банок для напитков. 3 с. и 40 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу производства стальной полосы, посредством которого расплавленную сталь отливают на установке для непрерывной разливки в плоскую заготовку и, используя теплоту разливки, перемещают через печь, прокатывают предварительно в устройстве для черновой прокатки и прокатывают начисто до толщины готового изделия в устройстве для чистовой прокатки стальной полосы, и к устройству для осуществления данного способа.

Такой способ известен из заявки на Европейский патент ЕР 0666122.

Изобретение особенно подходит для изготовления тонкой плоской катаной заготовки с толщиной менее 150 мм, предпочтительно менее 100 мм, более предпочтительно с толщиной в диапазоне от 40 до 100 мм.

В заявке WO 96/12573 описывается способ и устройство для производства стальной полосы со свойствами, которые она имеет в состоянии после холодной прокатки. Цель изобретения по заявке WO 96/12573 состоит в том, чтобы разработать способ, который не требует операции повторного нагрева в аустенитном состоянии. В заявке WO/12573 предлагается единственная операция предварительной прокатки без повторного нагрева, после которой следует охлаждение полосы до ферритного состояния и последующая прокатка в ферритном состоянии и диапазоне температур от 850 до 600^oC. В способе по данной публикации стальную полосу изготавливают по принципу рулон за рулоном. Предварительно прокатанную полосу разрезают и после охлаждения сматывают в рулон. Рулоны предварительно прокатанной и охлажденной полосы без чистовой прокатки и намотки представляют собой окончательно обработанную полосу. Каждый головной и хвостовой конец этих рулонов имеет свойства, которые отличаются от остальной готовой полосы, как это будет объяснено ниже.

В заявке на Европейский патент ЕР 0666122 раскрывается способ, в котором после гомогенизации в туннельной печи полученную непрерывной разливкой тонкую стальную заготовку прокатывают посредством ряда операций горячей прокатки, то есть в аустенитной области, в полосу толщиной менее 2 мм. Для достижения такой толщины готового изделия в устройствах для прокатки и прокатных линиях, которые можно реализовать на практике, предлагается повторно нагревать стальную полосу, по меньшей мере, после первой клети прокатного стана, предпочтительно с помощью индукционной печи.

Между установкой для непрерывной разливки и туннельной печью расположено устройство для резки, с помощью которого полученная непрерывной разливкой тонкая плоская заготовка может быть разрезана на отдельные заготовки приблизительно равной длины, которые подвергают гомогенизации в туннельной печи при температуре приблизительно от 1050^oC до 1150^oC. После выхода из туннельной печи отдельные заготовки при желании могут быть снова разрезаны на плоские заговки с весом, соответствующим весу рулона, подлежащего изготовлению. Каждую половину плоской заготовки прокатывают в полосу, имеющую желательную толщину готового изделия, и затем сматывают в рулон с помощью моталки, установленной после устройства для прокатки.

Заявка на Европейский патент EP-A-0306076 относится к непрерывному процессу изготовления катаной стальной полосы в ферритном состоянии и к устройству для осуществления способа. В соответствии с этой публикацией тонкую плоскую заготовку с толщиной менее 100 мм отливают на установке для непрерывной разливки, подвергают горячей прокатке в аустенитном состоянии, охлаждают до ферритной области и затем сматывают в рулон. В данном способе имеет место непрерывное прохождение стали из установки для непрерывной разливки до наматывающего устройства, предназначенного для сматывания в рулон стальной полосы, прокатанной в ферритном состоянии.

Заявка на патент DE-A-19520832 относится к способу и устройству для производства стальной полосы со свойствами, которые она имеет в состоянии после холодной прокатки. Цель изобретения по заявке на патент DE-A-19520832 состоит в том, чтобы разработать способ, который не требует операции повторного нагрева в аустенитном состоянии. В заявке на патент DE-A-19520832 предлагается единственная операция предварительной прокатки без повторного нагрева, после которой следует охлаждение полосы до ферритного состояния и последующая прокатка в ферритном состоянии в диапазоне температур от 850 до 600^oC. В способе по данной публикации стальную полосу изготавливают по принципу рулон за рулоном.

Задачей изобретения является разработка способа известного типа, позволяющего повысить эффективность изготовления стальной полосы. Эта задача решается в заявленном изобретении с достижением технического результата, заключающегося в том, что расширяются технологические возможности способа и устройства согласно изобретению за счет того, что в способе производства стальной полосы, при котором расплавленную сталь отливают в установке для непрерывной разливки в плоскую заготовку и, используя теплоту разливки, перемещают через печь, предварительно прокатывают в устройстве для предварительной прокатки и прокатывают начисто в устройстве для чистовой прокатки в стальную полосу до желательной толщины готового изделия, прокатку стальной полосы на последней стадии прокатки осуществляют в устройстве для бесконечной или полубесконечной прокатки и стальную полосу, прокатанную в ферритном или аустенитном состоянии, после достижения желаемой толщины готового изделия разрезают на части желательной длины, которые затем наматывают в рулоны.

Решение поставленной задачи осуществляется также с помощью устройства для производства стальной полосы, содержащего установку для непрерывной разливки, предназначенную для отливки тонких плоских заготовок, печь для гомогенизации отлитой плоской заготовки, разделенной или не разделенной на части, устройство для предварительной прокатки и устройство для чистовой прокатки, которое отличается тем, что оно включает в себя устройство для повторного нагрева, расположенное за устройством для чистовой прокатки, причем данное устройство для повторного нагрева выполнено с возможностью удаления его с траектории движения полосы и с возможностью замены его холодильной установкой для принудительного форсированного охлаждения полосы, прокатанной в аустенитном состоянии.

В данном контексте полоса рассматривается как плоская катаная заготовка, толщина которой уменьшена как до достижения толщины готового изделия, так и после этого. Предпочтительно способ осуществляется как бесконечный или полубесконечный процесс.

Изобретение основано на множестве новых и изобретательских идей.

Одна новая идея основана на том, что можно применить способ, с помощью которого согласно известному предшествующему уровню получают не только горячекатаную стальную полосу, прокатанную в аустенитном состоянии, но и стальную полосу, прокатанную в ферритном состоянии, со свойствами холоднокатаной стальной полосы, используя при этом преимущественно те же самые средства.

Это открывает возможность производства более широкого сортамента стальных полос в самом по себе известном устройстве, более точно - производства с его помощью стальных полос, которые имеют значительно более высокую стоимость на рынке. Кроме того, как разъясняется в дальнейшем, способ создает особое преимущество в случае прокатки полосы в ферритном состоянии.

Вторая новая идея базируется на том, что значительные преимущества могут быть получены с помощью способа, в котором осуществляется производство не по принципу рулон за рулоном, а посредством которого при полубесконечном или бесконечном процессе одну или более плоских заготовок прокатывают в полосу до желательной толщины готового изделия. Полубесконечный процесс следует понимать как процесс, при котором из одной плоской заготовки в результате прокатки получают множество рулонов, предпочтительно более трех рулонов, предпочтительно более пяти рулонов с обычным размером рулона, причем прокатка осуществляется до толщины готового изделия при непрерывном процессе, по меньшей мере, в устройстве для чистовой прокатки. При бесконечном процессе прокатки плоские катаные заготовки или - после устройства для предварительной прокатки - полосы присоединены друг к другу таким образом, что в устройстве для чистовой прокатки может выполняться бесконечный процесс прокатки, тем самым при полубесконечном процессе и при бесконечном процессе отсутствует материальная связь между сталью в установке непрерывной разливки, с одной стороны, и сталью, прокатываемой в устройстве для чистовой прокатки, с другой стороны.

Исходным моментом при обычном способе производства стальной полосы является рулон горячекатаной полосы, который также изготовлен с помощью известного способа по заявке на Европейский патент ЕР 0666122 путем разрезания плоской катаной заготовки на части с весом, соответствующим желательному весу рулона. Обычно такой тип рулона горячекатаной полосы имеет вес от 16 до 30 тонн. Этот способ производства имеет серьезный недостаток. Один недостаток заключается в том, что в случае достижения большой величины отношения ширины стальной полосы к ее толщине затруднено регулирование профиля, другими словами, затруднено регулирование отклонения толщины по ширине полосы. Регулирование профиля представляет собой особую проблему, когда полоса поступает в устройство для чистовой прокатки и выходит из него. Вследствие прерывистости потока материала и, в частности, вследствие связанных с этим неоднородности напряжений и колебаний температуры в полосе головная и хвостовая части горячекатаной стальной полосы, подлежащей прокатке, ведут себя иначе, нежели средняя часть в устройстве для прокатки. На практике используются прогрессивные способы опережающего регулирования и адаптивного управления и числовые модели при попытке получить головную часть и хвостовую часть, которые имеют неправильный профиль, как можно более короткими. Несмотря на эти меры, из каждого рулона в отходы приходится переводить головную и хвостовую части, а они могут составлять до нескольких десятков метров по длине, на которых отклонение по толщине в четыре или более раз превышает допустимое значение.

В установках, используемых в настоящее время, отношение ширины к толщине полосы, прокатанной в аустенитном состоянии, составляющее приблизительно 1200 - 1400, рассматривается как практически достижимый максимум: любое отношение ширины к толщине свыше этого приводит к слишком длинным головной и хвостовой частям до того, как будет достигнуто стабильное состояние, и к значительным отходам.

С другой стороны, с точки зрения уровня качества материалов при производстве как горячекатаной стальной полосы или стальной полосы в аустенитном состоянии, так и холоднокатаной стальной полосы существует потребность в обеспечении большей ширины при неизменной или уменьшающейся толщине. На рынке есть спрос на стальную полосу с отношением ширины к толщине, составляющим 2000 или более, но по описанным выше причинам эти отношения практически недостижимы в известном способе.

Способом согласно изобретению можно прокатать начерно стальную полосу, предпочтительно поступающую из печи, при непрерывном процессе или процессе без перерывов в аустенитном состоянии, прокатать ее в устройстве для чистовой прокатки до толщины готового изделия и впоследствии разрезать в устройстве для разрезания на полосы желательной длины и смотать их в рулоны.

При полубесконечном процессе плоскую заготовку определенной длины гомогенизируют в печи и затем прокатывают предварительно при выходе ее из печи, а затем подвергают чистовой прокатке, при этом предпочтительно не осуществляют промежуточное хранение, а плоскую заготовку подают в черновую клеть и в чистовую клеть и прокатывают.

Скорость разливки плоских заготовок обычной в данном случае толщины составляет приблизительно 6 м/мин. Однако предпочтительно выполнять, по меньшей мере, чистовую прокатку при скорости прокатки, отличающейся от скорости разливки и равной приблизительно 12 м/мин. Это можно обеспечить путем использования многоручьевой установки непрерывной разливки стали или путем использования большего числа установок для разливки. Одновременно изготовленные плоские заготовки могут быть соединены вместе с образованием бесконечной плоской заготовки. Другая альтернатива заключается в том, чтобы прокатать предварительно плоские заготовки и затем соединить их, возможно в комбинации с приемной коробкой разматывателя для рулонов с целью временного хранения. В обеих ситуациях можно обеспечить бесконечный процесс прокатки в устройстве для чистовой прокатки.

Также можно непрерывно заполнять печь, используя множество ручьев или большее число установок для разливки, и применять постоянно полубесконечный процесс. Естественно, также можно производить рулон за рулоном путем нарезания коротких плоских катаных заготовок, хотя при этом невозможно обеспечить все преимущества полубесконечного или бесконечного процесса.

Полубесконечный или бесконечный процесс имеет ряд преимуществ.

В известном способе прокатывают рулон за рулоном, поэтому каждая полоса, которая смотана в рулон после прокатки, должна подаваться в прокатный стан. Если требуется малая толщина готового изделия, валки опираются на верхние части других валков при подаче полосы в прокатный стан, и заданная толщина готового изделия достигается за счет упругой деформации валков и прокатного стана. Помимо трудности регулирования толщины готового изделия, известный способ связан и с дополнительными недостатками, заключающимися в том, что входная скорость небольшая, и в том, что невозможно осуществлять смазку во время прокатки, поскольку это приводит к уменьшению трения до такой степени, что валки не могут зажимать полосу.

При бесконечном или полубесконечном процессе прокатки полоса подается в устройство для прокатки, после чего из этой полосы изготавливают некоторое количество рулонов. В данном случае можно подать полосу в устройство для прокатки один раз без смазки, а затем осуществлять смазку во время процесса прокатки. Смазка во время прокатки имеет ряд преимуществ: меньше износ валков, уменьшенные усилия на валки, следовательно, достижение меньшей толщины готового изделия, улучшенное распределение напряжений по всему поперечному сечению полосы, следовательно, лучшее регулирование текстуры.

Кроме того, при бесконечной или полубесконечной прокатке обеспечивается преимущество большего достижимого диапазона отношений ширины к толщине в полосе, прокатываемой до толщины готового изделия, а также достигается меньшее утолщение посередине части полосы и более высокая скорость выхода полосы после последнего прохода.

Испытания, экспериментальные модели и математические модели показали, что в данном способе можно достичь отношения ширины к толщине, превышающего 1500, предпочтительно более 1800, и при достаточно высокой скорости прокатки превышающего 2000 для материала, прокатанного в аустенитном и ферритном состояниях. Предпочтительно используется тонкая плоская катаная заготовка с толщиной от 40 до 100 мм на выходе из кристаллизатора установки непрерывной разливки стали. Предпочтительно среди других моментов, связанных с большей свободой при выборе формы кристаллизатора и лучшим регулированием потока в кристаллизаторе, следует указать на то, что плоскую заготовку обжимают по толщине после выхода из кристаллизатора, когда сердцевина ее еще находится в жидком состоянии. Обжатие по толщине, как правило, составляет от 20 до 40%. Предпочтительная толщина плоской катаной заготовки при входе в печь составляет от 60 до 80 мм. Установлено, что можно прокатать тонкую плоскую заготовку с толщиной в указанном выше диапазоне в аустенитном состоянии до конечной толщины 0,6 мм или даже меньше. Следовательно, при ширине плоской катаной заготовки или полосы 1500 мм или более можно достичь отношения ширины к толщине, составляющего 2500, и это возможно при данном уровне техники.

Для специалиста в данной области очевидно, что при данном техническом уровне также можно обеспечить более низкие значения отношения ширины к толщине, но тем не менее превышающие 1500.

Особым признаком настоящего изобретения является то, что можно получить не только высокие значения отношения ширины к толщине, но также можно обеспечить значительно меньшие значения толщины готового изделия в аустенитном состоянии, чем считалось возможным и практически достижимым прежде.

При прокатке металла в аустенитном состоянии, также называемой горячей прокаткой, строго придерживаются правила предотвращения прокатки в диапазоне температур, при котором одновременно присутствует материал в аустенитном и ферритном состояниях, поскольку в так называемой двухфазной области структура материала не предсказуема. Важной причиной этого является то, что при снижении температуры от приблизительно 910^oC процентное содержание аустенитного материала снижается очень быстро. В зависимости от процентного содержания углерода при примерно 850^oC более 80% стали превращается в феррит.

При прокатке в двухфазной области, то есть в диапазоне температур, который, в основном, лежит между 850 и 920^oC, аустенитная и ферритная структуры не распределены равномерно в процентном отношении по поперечному сечению полосы вследствие неизбежной неравномерности температуры. Поскольку превращение из аустенита в феррит связано с влиянием температуры, влиянием объема и влиянием формуемости, неоднородное распределение аустенита и феррита означает то, что будет получен очень трудно регулируемый профиль и структура полосы. Чтобы избежать прокатки в двухфазной области, обычно на практике не прокатывают материал в аустенитном состоянии до значений толщины менее 1,5 мм, и в исключительных случаях до значений толщины не менее 1,2 мм. Процесс полубесконечной или бесконечной прокатки открывает возможность получения меньших значений толщины до 0,6 мм при аустенитном состоянии материала. Предпочтительно используют тонкую плоскую заготовку с толщиной в пределах вышеуказанного диапазона. Целесообразно на практике гомогенизировать плоскую заготовку в печи до температуры в диапазоне от 1050 до 1200^oC, предпочтительно от 1100 до 1200^oC, особенно приблизительно 1150^oC. Благодаря бесконечному или полубесконечному процессу полоса непрерывно направляется в установке, даже предпочтительно непосредственно перед устройством для разрезания и после устройства для разрезания, которое режет полосу на части желательной длины. Следовательно, можно поддерживать высокую скорость прокатки без риска, заключающегося в том, что полоса станет нерегулируемой (неконтролируемой) из-за аэродинамических эффектов. Было установлено, что можно успешно получить окончательные значения толщины в аустенитной области (при аустенитном состоянии металла), составляющие 0,6 - 0,7 мм, при скоростях выхода из последней прокатной клети чистового прокатного стана, составляющих менее 25 м/с. В зависимости от числа прокатных клетей в чистовом прокатном стане и состава стали эти значения также достижимы при выходных скоростях 20 м/с.

Высокая эффективность способа согласно изобретению обуславливается и тем обстоятельством, что в данном способе используется тонкая плоская заготовка. При обычной горячей прокатке используется плоская заготовка толщиной примерно 250 мм. Такая плоская заготовка имеет краевую зону с шириной примерно 100 мм на обоих краях плоской заготовки, и в этих зонах падение температуры составляет около 50^oC, что означает, что краевые зоны, имеющие значительную ширину, существенно холоднее средней части. Прокатка такой плоской катаной заготовки в аустенитном состоянии может происходить только до тех пор, пока эти краевые зоны не перейдут в двухфазное аустенитно-ферритное состояние. В тонких плоских заготовках эти краевые зоны существенно меньше и составляют несколько миллиметров, и падение температуры в этих краевых зонах также существенно меньше (несколько градусов, а именно от 5 до 10^oC). Когда тонкие плоские прокатные заготовки начинают прокатывать в аустенитном состоянии, получается значительно большая аустенитная рабочая зона.

Способ согласно изобретению также обладает преимуществом, которое связано с профилем. Для хорошего направления полосы через различные прокатные клети полосу выполняют с так называемой утолщенной средней частью полосы, то есть с имеющей несколько большую толщину средней частью полосы. Чтобы предотвратить искажения профиля в направлении длины, утолщенная средняя часть полосы должна иметь постоянный размер во время процесса прокатки. При уменьшении толщины это означает, что относительная величина утолщенной средней части полосы увеличивается. Такая относительно большая утолщенная средняя часть полосы нежелательна. С другой стороны, направление боковых сторон полосы невозможно при малых значениях толщины полосы.

В способе согласно изобретению полосу непрерывно направляют в устройство для намотки, так что направление боковых сторон не является необходимым, и достаточно иметь утолщенную среднюю часть полосы с меньшими размерами (толщиной).

Способ согласно изобретению обеспечивает получение на стальной полосе новой комбинации структуры (получаемой при прокатке в аустенитном состоянии до толщины готового изделия) и толщины готового изделия (меньшей, чем 1,2 мм, предпочтительно меньшей, чем 0,9 мм). Такие стальные полосы имеют новые области применения.

До настоящего времени обычная практика заключалась в том, что для применения стальной полосы с толщиной менее 1,2 мм полосу, прокатанную при аустенитном состоянии материала, подвергали холодной прокатке до получения толщины готового изделия также и в тех случаях, когда качество поверхности и формуемость, достигаемые при холодной прокатке, не требовались.

Примерами таких случаев применения являются стальные детали, для которых требуется лишь ограниченная формуемость и/или качество поверхности, такие как радиаторы для центрального отопления, внутренние части автомобилей, плиты для строительной индустрии, барабаны и трубы.

Следовательно, способ согласно изобретению обеспечивает придание стали нового качества в тех областях применения, где до сих пор использовалась значительно более дорогая холоднокатаная сталь.

Другое преимущество способа согласно изобретению заключается в том, что он подходит для производства высокопрочной стали с толщиной, которую до настоящего времени невозможно было получить прямым путем (непосредственно), например, такой стали, которая требуется в автомобильной промышленности. Известно, что для производства высокопрочной стали с малой толщиной прокатывают стальную полосу в аустенитном состоянии металла, впоследствии подвергают эту полосу холодной прокатке до желательной толщины, а затем добиваются желательных прочностных характеристик путем повторного нагрева полосы до аустенитного состояния, после чего регулируемым образом охлаждают полосу для получения желательных прочностных свойств.

В способе согласно изобретению можно получить высокопрочную сталь желательной толщины непосредственно (прямым путем). Как указано выше, тонкая плоская прокатная заготовка имеет распределение температур с высокой степенью равномерности, что делает возможным, с одной стороны, получить очень небольшую толщину готового изделия и, с другой стороны, обеспечивает возможность прокатки в двухфазной области при однородной структуре. Результатом является то, что даже в двухфазной области можно получить однородную и регулируемую структуру при малых значениях толщины. Путем выбора температуры прокатки и значений обжатия при прокатке в зависимости от состава стали (от элементов, образующих выделения) и (режима) охлаждения можно обеспечить производство желательной высокопрочной стали экономичным и эффективным образом. Также можно производить высокопрочные стали обычной толщины непосредственным образом. Такие тонкие высокопрочные стальные листы имеют особо важное значение для автомобильной промышленности, где существует потребность в прочных, но легких конструкциях в связи с требованиями безопасности и энергопотребления. Это также открывает возможность использования новых рамных конструкций для автомобилей. Примерами таких высокопрочных сталей являются так называемые двухфазные (dual-phase) стали и ТРИП-стали с пластичностью, обусловленной мартенситным превращением (TRIP - transformation induced plasticity), для которых предусмотрено, что их состав и свойства включены в данную заявку путем данной ссылки. Следовательно, при производстве высокопрочных сталей с малой толщиной прокатка выполняется таким образом при двухфазном состоянии материала (в двухфазной области). Этот способ представляет собой вариант осуществления изобретения и предусмотрено, что он охватывается операцией b.

Большая рабочая зона по отношению к температуре гомогенизации, скорости прокатки и температуре на выходе из чистового прокатного стана достигается в варианте реализации способа согласно изобретению, при котором, по меньшей мере, одна операция обжатия выполняется в ферритной области.

Под ферритной областью в этой связи понимается интервал температур, при котором, по меньшей мере, 75% и предпочтительно не менее 90% материала имеет ферритную структуру. Предпочтительно избегать интервала температур, при котором две фазы присутствуют одновременно. С другой стороны, предпочтительно выполнять операции прокатки в ферритной области при такой высокой температуре, что после намотки сталь рекристаллизуется на рулоне. Для низкоуглеродистой стали, имеющей содержание углерода выше примерно 0,03%, температура намотки лежит в интервале от 650 до 720^oC, для стали со сверхнизким содержанием углерода, которая имеет содержание углерода менее 0,01%, предпочтительна температура намотки в интервале от 650 до 770^oC. Такая стальная полоса, прокатанная в ферритном состоянии, пригодна в качестве замены обычной холоднокатаной стальной полосы или в качестве исходного материала для дальнейшей холодной прокатки известным образом и для известных случаев применения.

В случае низкоуглеродистой стали на стадии прокатки в ферритном состоянии получается стальная полоса, которая при рекристаллизации в рулоне имеет крупнозернистую структуру и, следовательно, сравнительно низкий физический предел текучести. Такая полоса очень подходит для дальнейшей обработки посредством обычных процессов холодной прокатки. Если полоса является достаточно тонкой, она также подходит для того, чтобы заменить холоднокатаную полосу в широком ряде существующих в настоящее время случаев применения.

Преимущество использования стали со сверхнизким содержанием углерода (с содержанием углерода < приблизительно 0,01%) заключается в том, что она обладает малой сопротивляемостью деформированию при высокой температуре в ферритном состоянии. Кроме того, данный тип стали создает возможность прокатки в однофазном ферритном состоянии при широком диапазоне температур. Следовательно, способ, раскрытый в изобретении, может быть в значительной степени предпочтительным при применении его для стали со сверхнизким содержанием углерода с целью получения стальной полосы с хорошей способностью к деформированию.

Полученная полоса может быть подвергнута обычной дополнительной обработке, например травлению, возможно холодной прокатке, отжигу или может снабжаться металлическим покрытием и подвергнута дрессировке. Также возможно нанесение на нее покрытия из органического вещества.

Полубесконечный или бесконечный процесс в соответствии с изобретением обеспечивает возможность использования простой установки для выполнения ряда операций, которые придают стали новые свойства в зависимости от выбранной температуры и режимов прокатки. Можно прокатывать полосу в аустенитном состоянии, в аустенитно-ферритном состоянии в двухфазной области или в основном в ферритном состоянии. Что касается температуры, то эти области (состояния) почти примыкают друг к другу, однако, при прокатке в этих состояниях получается полоса для разнообразных случаев применения.

Способ согласно изобретению имеет особые преимущества в случае реализации его при бесконечном варианте осуществления. При полубесконечном варианте осуществления прокатывают плоские прокатные заготовки обычной длины. Причина этого состоит в том, что при имеющихся в настоящее время на рынке установках непрерывной разливки стали массовый расход недостаточен с точки зрения величины массового расхода, желательного для процесса прокатки.

Регулирование потока в кристаллизаторе представляет собой один из путей повышения внутренней чистоты и качества поверхности, и для обеспечения этого регулирования можно использовать электромагнитный тормоз (EMBR - electromagnetic brake) с двумя или более полюсами. Для обеспечения тех же предпочтительных свойств поток в кристаллизаторе также можно регулировать путем использования вакуумного промежуточного разливочного устройства или в комбинации с электромагнитным торможением, как указано выше, или без такой комбинации.

Дополнительным преимуществом использования электромагнитного тормоза и/или вакуумного промежуточного разливочного устройства является то, что при их применении можно обеспечить более высокие скорости разливки.

Очевидно, что для регулирования профиля полосы можно использовать значительно более простое регулирование с обратной связью.

Предпочтительно, чтобы на операции "а" после выхода из устройства для чистовой прокатки полоса в ферритном состоянии была смотана в обрабатывающем устройстве в рулон при температуре намотки свыше 650^oC. После этого может происходить рекристаллизация стали в рулоне; это делает дополнительную операцию рекристаллизации излишней.

Общей проблемой при прокатке стали в аустенитном и ферритном состоянии является регулирование температуры стали в сочетании с количеством проходов при прокатке и обжатием за проход при прокатке.

В предложенном способе достигается преимущество, заключающееся в том, что толщина при превращении из аустенитного состояния в ферритное состояние выбирается рациональным образом, при этом избегают нежелательной прокатки в так называемом двухфазном состоянии, при котором материал в аустенитном состоянии превращается в материал в ферритном состоянии, и материал существует одновременно в аустенитном и ферритном состояниях.

При соответствующем выборе температуры гомогенизации в печи, стадий обжатия и скоростей прокатки можно добиться желательного общего обжатия без снижения температуры стали ниже температуры превращения. Это представляет собой более важное обстоятельство, поскольку при высоких температурах, то есть при охлаждении из аустенитного состояния процент аустенита в значительно большей степени зависит от температуры, чем в том случае, когда температуры являются низкими в зоне перехода к материалу в полностью ферритном состоянии.

Это обеспечивает возможность в процессе чистовой прокатки начать обжатие в ферритном состоянии при температуре, которая довольно существенно превышает температуру превращения, тем самым имеет место структура стопроцентного феррита, поскольку в данном случае аустенит присутствует только в небольшом количестве, что не ухудшает конечных свойств готового изделия. Кроме того, доля феррита в данном интервале температур только в незначительной степени зависит от температуры. При прокатке в полностью аустенитном состоянии в основном стремятся удержать сталь при температуре выше минимальной. При выборе одной или более стадий обжатия в ферритном состоянии требуется только не превышать определенную максимальную температуру. Такое требование в целом легче выполнять.

При этом также достигается эффект, заключающийся в том, что, несмотря на то, что обжатие должно быть выполнено в ферритном состоянии, температуру в течение всего процесса прокатки в ферритном состоянии можно поддерживать на уровне значений, превышающих или находящихся в зоне температуры, при которой происходит самопроизвольная рекристаллизация в рулоне. На практике можно, несмотря на температуру перехода (превращения), составляющую 723^oC, при определенном высоком содержании углерода начать процесс чистовой прокатки для выполнения прокатки в ферритном состоянии при температуре приблизительно 750^oC и до 800^oC или даже до 850^oC в тех случаях, когда допустимо высокое процентное содержание аустенита, например 10%.

Даже большая степень свободы при желании в сочетании с вышеприведенным подходом достигается в случае марок стали со сверхнизким содержанием углерода (ULC или ELC), в которых содержание углерода составляет менее, чем приблизительно 0,04%.

Предпочтительный вариант реализации способа в соответствии с изобретением, который создает больше возможностей для выбора параметров режима прокатки в ферритном состоянии, отличается тем, что после выхода из устройства для чистовой прокатки и перед сматыванием в рулон, если таковое имеет место, стальную полосу в ферритном состоянии нагревают до температуры, превышающей температуру рекристаллизации, и предпочтительно тем, что нагревание выполняют путем генерирования электрического тока в полосе, предпочтительно в индукционной печи. Вследствие того что полосу после ее выхода из устройства для чистовой прокатки нагревают до желательной температуры, предпочтительно превышающей температуру рекристаллизации, становится допустимым большее падение температуры при чистовой прокатке. Следовательно, также достигается большая свобода при выборе температуры на входе, обжатия за проход при прокатке, количества прох