Способ производства низкоуглеродистой холоднокатаной тонколистовой стали

Способ производства низкоуглеродистой холоднокатаной тонколистовой стали

Реферат

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении холоднокатаной низкоуглеродистой стали, в частности для штамповки.

Известен способ производства холоднокатаных полос для переработки холодной формовкой из стали, содержащей 0,07% углерода при соотношении содержания марганца к сере не менее 7 и успокоенной алюминием, включающий горячую прокатку слябов и горячекатаных полос на стане холодной прокатки, после которой полосы подвергают рекристаллизационному отжигу (см. пат. США №3668016, кл. В22D 5/06, опубл, 06.06.72 г.). Однако этот способ не пригоден для производства низкоуглеродистой тонколистовой стали с дополнительными требованиями.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ производства низкоуглеродистой тонколистовой холоднокатаной стали (патент РФ №2379360 от 20.01.2010 г.).

Этот способ включает холодную прокатку, термообработку и дрессировку полос с заданными режимами процессов и для получения листового проката толщиной 0,60…1,2 мм весьма особо сложной категории вытяжки с микронеровностью поверхности в пределах Ra=0,7…1,2 мкм из стали, содержащей 0,02…0,04 мас.% углерода, 0,15…0,25% марганца, не более 0,01% кремния, хром, никель и медь в суммарном количестве не более 0,1%, а также серу, фосфор, азот и алюминий, холодную прокатку производят с суммарным обжатием в пределах 57…70%, отжиг рулонов осуществляют при температуре окончательной выдержки 710°С и без ее снижения, а дрессировку отожженных полос ведут в валках с шероховатостью их бочек Ra=2,5…3,0 мкм при величине относительного обжатия ε_д в пределах 0,9…1,1%.

Однако эта технология не обеспечивает конкретные требуемые механические свойства низкоуглеродистой холоднокатаной стали марки DC01 по EN 10130.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение потребительских свойств и получение низкоуглеродистой холоднокатаной стали марки DC01 по EN 10130 толщиной 0,60…1,20 мм со следующими механическими свойствами: предел текучести σ_т 220-260 Н/мм², временное сопротивление разрыву σ_в 290-360 Н/мм², относительное удлинение δ₄ не менее 32% и шероховатость поверхности полосы Ra 1,4-2,2 мкм.

Для решения этой задачи в способе производства холоднокатаного тонколистового проката из низкоуглеродистой стали толщиной 0,60…1,2 мм, преимущественно марки DC01, включающем холодную прокатку, отжиг и дрессировку, в отличие от ближайшего аналога холоднокатаный прокат из стали с содержанием 0,06…0,09 мас.% углерода, 0,40…0,55% марганца, не более 0,05% кремния подвергают отжигу в колпаковых печах с защитной атмосферой, состоящей из 93% N₂ и 7% H₂, с нагревом до температуры окончательной выдержки на 120°С выше температуры начала рекристаллизации нагреваемого металла и промежуточными выдержками при температурах 580°С и 650°С по стендовой термопаре, при этом общая продолжительность нагрева составляет 36-64 часа в зависимости от ширины полосы и массы нижнего рулона в садке, дрессировку производят на валках с шероховатостью поверхности Ra 4,5-6,0 мкм и относительным обжатием ε_д 0,9-1,5%.

Приведенные параметры технологического процесса получены опытным путем и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации параметров процесса производства листовой холоднокатаной конструкционной стали, обеспечивающей ее высокие потребительские свойства: заданные механические свойства и обеспечение необходимой микрогеометрии поверхности полосы (параметр шероховатости Ra).

Отжиг рулонов в печах с защитной атмосферой, состоящей из 93% N₂ и 7% H₂, при подъеме температуры окончательной выдержки, выше назначенной, не позволяет получить требуемый диапазон пластических характеристик, предел текучести σ_т будет менее 220 Н/мм².

Отжиг рулонов в печах с азотной защитной атмосферой с температурой окончательной выдержки, ниже назначенной, не позволяет получить относительное удлинение δ₄ не менее 32%.

Промежуточная выдержка при температуре менее 580°С ухудшает качество поверхности проката.

При промежуточной выдержке при температуре менее 650°С происходит неравномерный прогрев рулона, что приводит к неоднородности механических свойств по длине рулона.

Промежуточные выдержки при температурах более 580°С и более 650°С нецелесообразны из-за технических возможностей регулирования температуры колпаковой печи.

Дрессировка холоднокатаных отожженных полос с обжатием ε_д менее 0,9% не обеспечивает нижний уровень предела текучести σ_т 220 Н/мм².

Дрессировка с обжатиями ε_д более 1,5% приводит к снижению относительного удлинения δ₄ не менее 32%.

Необходимое качество поверхности готовых листов (микрогеометрия с Ra=1,4-2,2 мкм) достигалась только при дрессировке в рабочих валках с шероховатостью поверхности их бочек Ra=4,5-6,0 мкм.

Снижение шероховатости поверхности бочки рабочих валков Ra менее 4,5 мкм и повышение шероховатости поверхности бочки рабочих валков Ra более 6,0 мкм не позволяет получить требуемую шероховатость полосы Ra с учетом коэффициента отпечатываемости.

Примеры конкретного выполнения

Опытную проверку заявляемого технического решения осуществляли в ЛПЦ-5 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

С этой целью при производстве полосовой рулонной стали марки DC01 размерами 1,2×1222 мм варьировали параметры режима отжига и величину обжатия (ε_д) при дрессировке отожженной стали. Параметр шероховатости поверхности бочки рабочих валков дрессировочного стана находились в пределах Ra=4,5-6,0 мкм.

Результаты приведены в таблице.

Технико-экономические исследования показали, что внедрение заявляемой технологии при производстве низкоуглеродистой холоднокатаной тонколистовой стали позволит повысить выход листового проката с заданными потребительскими свойствами не менее чем на 5% при соответствующем увеличении прибыли от его реализации.

Способ производства низкоуглеродистой холоднокатанойтонколистовой стали
Номер примера	Режим отжига	Величина обжатия при дрессировке εд, %	Механические свойства	Примечание
σт, Н/мм2	σв, Н/мм2	δ4, %
1	t1=580°C t2=650°C t3=690°С	1,0	230	310	33	Удовлетворяет требованиям потребителя
2	t1=480°C t2=620°C 13=700°С	0,6	205	310	32	Не удовлетворяет требованиям потребителя
3	t1=430°C t2=550°C t3=670°C	1,8	240	380	30	Не удовлетворяет требованиям потребителя
где t1 - температура первой промежуточной выдержки,
t2 - температура второй промежуточной выдержки,
t3 - температура окончательной выдержки.

Способ производства холоднокатаного тонколистового проката из низкоуглеродистой стали марки DC01 толщиной 0,60…1,2 мм, включающий холодную прокатку в рулоны, отжиг и дрессировку, отличающийся тем, что осуществляют холодную прокатку стали с содержанием 0,06…0,09 мас.% углерода, 0,40…0,55 мас.% марганца, не более 0,05 мас.% кремния, отжиг ведут в колпаковых печах с защитной атмосферой, состоящей из 93% N₂ и 7% Н₂, с нагревом до температуры окончательной выдержки на 120°С выше температуры начала рекристаллизации нагреваемой стали и промежуточными выдержками при температурах 580°С и 650°С по стендовой термопаре, при этом общая продолжительность нагрева составляет 36-64 ч в зависимости от ширины полосы и массы нижнего рулона в садке, дрессировку производят на валках с шероховатостью поверхности Ra 4,5-6,0 мкм и относительным обжатием ε_д 0,9-1,5%.