Способ охлаждения горячекатаной полосы перед смоткой в рулон

Способ охлаждения горячекатаной полосы перед смоткой в рулон

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ рц768827 I союз баветекиЮ

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 20.01.78 (21) 2571356/22-02 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

С 21Р 1/02

С 21Р 7/13

В 21В 1/26

СССР па делам нзобрегений и открытий (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (53) УДК 621.785.79 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.10.80 (72) Авторы изобретения

В. Н. Хлопонин, В. П. Полухин, В. К. Потемкин, В. А. Пешков, M. Л. Бернштейн, С. Е. Рокотян, Е. П. Сергеев, Н. Г. Бочков, В. Я. Тишков, Б. А. Алюшин, Л. И. Бутылкина и A. H. Морошкин

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ГОРЯЧЕКАТАНОИ ПОЛОСЫ

ПЕРЕД СМОТКОЙ В РУЛОН

ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к изготовлению горячекатаной стальной полосы на широкополосовом стане горячей прокатки.

Известен способ изготовления горячекатанных стальных полос на широкополосовом стане, включающий нагрев слябов, прокатку при температуре выше Т.АСз, струйное охлаждение водой на отводящем рольганге, охлаждение на воздухе и смотку полос 1р в рулон (1).

Недостатком этого способа является отсутствие конкретной регламентации параметров процесса ускоренного охлаждения полос на отводящем рольганге, кроме тем- 15 пературы конца прокатки и температуры смотки. Это снижает качество горячекатаных полос по ударной вязкости.

Известен способ изготовления горячекатаных полос на широкополосовом стане, включающий нагрев слябов, прокатку при температуре Т.АСЗ, термообработку на отводящем рольганге и смотку полос в рулон.

В известном способе применяют ступенчатое охлаждение на отводящем рольганге, включающее сочетание ускоренного и естественного охлаждения с конкретной рсгламентацией скорости охлаждения в процессе принудительного охлаждения. Последнее позволяет повысить качество полос (2). 30

Недостатком этого способа прокатки является отсутствие конкретной регламентации параметров ступенчатого охлаждения на участке до начала принудительного ускоренного охлаждения и в его процессе, что снижает ударную вязкость горячекатаных полос. Наиболее близким по технической сущности к описываемому является способ изготовления горячекатаных полос на широкополосовом стане, включающий нагрев слябов, прокатку при температуре выше

Т.АСз, термообработку на отводящем рольганге путем ступенчатого охлаждения, включающего сочетание ускоренного и естественного охлаждения и смотку полос в рулон (3). В этом способе, применительно к прокатке горячекатаных полос толщиной

8 мм из стали 17ГС, регламентируют начало принудительного охлаждения и скорость в процессе принудительного охлаждения 8—

16 град/с, чем обеспечивают повышение качественных показателей готовых горячекатаных полос по механическим свойствам.

Однако извсстному способу присущи c) щественныс недостатки, затрудняющпс эффективное его применение с целью повышения качества горячекатаных полос пз широкого сортамента сталей по ударной вязкости, Во-первых, отсутствуют четкие рекбмен. дации по продолжительности времени от конца прокатки до начала ускоренного охлаждения в случае прокатки горячекатаных полос из любой марки стали; во-вторых, отсутствуют рекомендации о дифференцировании скорости охлаждения в процессе ускоренного охлаждения, чем исключает управление процессом собирательной рекристаллизацип аустснита, обеспечение получения полпгонального феррита и торможения его собирательной рекрнсталлизацпи.

Отмечепные существенно снижает ударную вязкость готового проката.

Целью описываемого способа является повышение вязкости и пластичности при сохранении прочности проката, в том числе при прокатке горячекатаных полос толщиной 5 — 12 мм из малоуглеродистых сталей типа СтГКП-5КП, Ст1СТ-5СП и др.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем охлаждение полосы на воздухе после выхода из стана. Ускоренное охлаждение и охлаждеппе на воздухе до температуры смотки, сначала производят ускоренное охлаждение до температуры Ar3 со скоростью 10 — 40 град/с, затем охлаждение на воздухе до температуры Ar3 — Ar>, и повторное ускоренное охлаждение со скоростью в 1,5 — 5 раз меньше предыдущей. Например, полосу толщиной

5 — 12 мм из малоуглеродистых сталей сначала ускоренно охлаждают до 7о0 — 770 С со скоростью 10 — 25 град/с, затем на воздухе до 720 †7 С и вновь ускоренно со скоростью 5 — 15 град/с.

Охлаждение горячекатаных полос описываемым способом на широкополосовом стане осуществляют следующим образом.

Полученную горячекатаную полосу по выходе из стана транспортируют по отводящему рольгангу, на котором каждый ее участок подвергают ступенчатому охлаждению с получением в конечном итоге требуемой температуры смотки, лежащей ниже

Т.Ar>.

При этом на первой стадии осуществляют естественное охлаждение на воздухе вплоть до окойчания прохождения первичной рекристаллизации. Этим обеспечивают уменьшение аустенитных зерен. Применительно к охлаждению горячекатаных полос толщиной

5 — 12 мм из малоуглеродистых сталей

Ст1КП-5КП, Ст1ПС-5ПС и Ст1СП-5СП п др. время первой ступени устанавливают на уровне 8 — 10 сек.

На второй ступени осуществляют ускоренное охлаждение каждого участка горячекатаной полосы водой вплоть до снижения их температуры до Агз. Величина скорости охлаждения прежде всего определена толщиной горячекатаной полосы и скоростью ее перемещения по отводящему рольгангу. В то же время скорость охлаждения

lр не должна быть менее 10 град/сек, так как в противном случае неэффективно подавляется процесс собирательной рекристаллизации, и более 40 град/с, так как в противном случае образуется по бейнитному механизму превращений структура иголь.а ого фсррита. Выполнением второй ступени о. :лаждения тормозят вторую стадию рскрпсталлизации аустенита — собирательную рекристаллизацию, при которой происходит рост зерен аустенита. Применительно к горячекатаной полосе толщиной 5 — 12мм из малоуглеродистых сталей Ст1КП-5КП, Ст1ПС-5ПС и Ст1СП-5СП и др. охлаждс1з ипс производят со скоростью 10 — 25 град/с до температуры 760 — 770 С.

На третьей ступени охлаждения вновь осуществляют охлаждение на воздухе до температуры Агз — Агь Этим обеспечивают

2р получение полигональных зерен феррита, обладающих хорошими вязкими свойствами. Применительно к прокатке горячекатаных полос толщиной 5 — 12 мм из малоуглсродистых сталей Ст1КП-5КП, Ст1ПС-5ПС

2 и Ст1СН-5СП и др. третью ступень охлаждения заканчивают при температуре 720—

730 С. При этом применение более интенсивного охлаждения на этой ступени при= водит к распаду аустенита по механизму зр промежуточного превращения и образованшо игольчатого феррита, способствующего снижению вязких свойств материала, На четвертой ступени охлаждения полосу вновь ускоренно охлаждают водой. Охлажд5 дение начинают при температуре близкой к

Аг| и заканчивают ниже этой температуры.

Скорость охлаждения при этом, примерно, в 1,5 — 5 раз меньше скорости ускоренного охлаждения на второй ступени и ее вели4р чина зависит от толщины полосы и скорости ее перемещения. Этим обеспечивают торможение собирательной рекристаллизации феррита, приводящей к снижению в целом вязких свойств проката. Применительно к про45 катке горячекатаных полос толщиной 5—

12 мм пз малоуглеродистых сталей

Ст1КП-5КП, Ст1ПС-5ПС и Ст1СП-5СП и др. четвертую ступень охлаждения начинают прп температуре 720 — 730 С и осуществляют со скоростью 5 — 15 град/с.

На последней (пятой) заключительной ступени охлаждение вновь осуществляют на воздухе. Этим обеспечивают уменьшение количества перлита и исключение появления участков с бейнитной структурой. Таким образом исключают охрупчивание металла и снижение его вязких свойств. Кроме того, заключительная ступень охлаждения необходима для стабилизации распределения температуры по толщине горячекатаной полосы перед ее смоткой в рулон. Применительно к прокатке горячекатаных полос толщиной б — 12 мм из малоуглеродистых сталей Ст1КП-5КП, Ст1ПС-5ПС и р Ст1СН-5СН и др. пятую ступень охлаждение н8 воздухе от темпер.атурц конца зро. катки 880-. 870 С в течение,8 — 10 с; вторая ступень — принудительйое охлаждение со скоростью 20 — 25, град/c От тем5 пературы 840 †. 850 С до 760 †7 С (в области у-фазы); третья ступень — охлаждение на воздухе от 760 — 770 С до 730 — 720 С (в области у — а превращения)-, 10 четвертая ступень — принудительное охлаждение от 730 — 720 С до 690 — 700 С со скоростью 8 — 10 град/с (в нижней части области у — а превращения); пятая ступень — охлаждение на воздухе

15 до температуры смотки 630 С.

P е ж и м 2. Первая ступень — охлаждение на воздухе от температуры конца прокатки 880 †8 С в течение 8 — 10 с; вторая ступень — принудительное охлаж20 дение со скоростью 25 — 30 град/с от 840—

850 С до 720 — 730 С; третья ступень — охлаждение на воздухе от 720 — 730 С до температуры смотки

630 С.

25 Режим 3. Первая ступень — охлаждение на воздухе от 880 †8 С в течение 8—

10 сек.

Вторая ступень — принудительное охлаждение со скоростью 50 — 55 град/с от 840—

30 850 С до 720 — 730 С; третья ступень — охлаждение на воздухе от 720 — 730 С до температуры смотки 630 С.

Влияние химического состава стали на результаты механических испытаний ис35 ключали проведением исследований для одной и той же плавки.

Получены следующие механические свойства горячекатаных полос из Ст.ЗСП (см. таблицу), Ударная вязкость

Относи тельное удлинение, у, Предел прочности, кгс/мм

Предел текучести, кг/ми

Толшина ежи а листа, дения

Номер плавки

Номер партии после механического старения при — 20 С при -+-20 С

6701326 1658

7,5 — 10,1

5,4 — 6,0

4,9 — 6,0

8,0 — 10,5

5,,5 — 7,0

5,4 — 6,5

10,6 — 11,5

8,0 — 9,1

7,5 — 9,0

39

35 — 37

34 — 36

42 — 43

42 — 44

42 — 46

30 — 31

39 — 31

28 — 31

28 — 29

29 — 30

6,5 — 12,5

4,0 — 6,0

10 — 13,5

7,5 — 8,5

8,0 — 10 7

4,5 — 5,5

35 — 39

28 — ЗО

1647

6701369

42 — 46

44 — 47

Режим 1 обеспечил получение наилуч- 4О ших с точки зрения высокой вязкости и пластичности механических свойств горячекатаных полос при удовлетворении прочностных свойств в соответствии с существую- щим стандартом. 45 ння начннйнИ при температуре 670 — 680 С, осуществляют со скоростью 9,8 — 1,7 град/сек и заканчивают при температуре смотки полосы в рулон,. равной .600 — 630 С.

В целом в результате осуществления всех пяти ступеней охлаждения обеспечивают сматывание горячекатаной полосы при требуемом уровне температуры.

Описываемый способ охлаждения горячекатаных полос позволяет контролировать процесс структурообразования стали при охлаждении на отводящем рольганге. Он обеспечивает прохождение рекристаллизации в таком режиме, когда первичная рекристаллизация происходит, а собирательная подавляется как в у-области, так и в у — а-области, что ведет к получению мелкого однородного зерна феррита, способствует повышению вязкости и пластичности стали при сохранении прочности.

Пример. При осуществлении описываемого способа изменяли следующие параметры охлаждения горячекатаных полос:

1) длительность интервала времени между выходом горячекатаной полосы из последней клети чистовой группы стана и началом ускоренного охлаждения до 25 с;

2) скорость охлаждения в различных температурных интервалах (в у-области, в области протекания у — а превращения и в области перлитного превращения) от 8—

10 град/с до 50 — 55 град/с;

3) температура смотки в рулон от 680 до 570 С.

Было проверено три многоступенчатых режима охлаждения полос на отводящем рольганге стана.

P е ж и м 1. Первая ступень — охлаждеФормула изобретения

1. Способ охлаждения горячекатаной полосы перед смоткой в рулон, включающий охлаждение на воздухе после выхода из стана, ускоренное охлаждение и охлаждение на воздухе до температуры смотки, о тл ичающийся тем, что, с целью повышения вязкости и пластичности при сохранении прочности, сначала производят ускоренное охлаждение до температуры Агз со скоростью 10 — 40 град/с, затем охлаждение на воздухе до температуры Агз — Аг и повторное ускоренное охлаждение со скоростью в

1,5 — 5 раз меньшей предыдущей, Составитель А. Секей

Редактор Е. Братчикова

Техред И. Пенчко

Корректор Л. Орлова

Заказ 1985/3 Изд. № 501 Тираж 626 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что полосу толщиной 5 — 12 мм из малоуглеродистых сталей сначала ускоренно охлаждают до 760 — 770 С со скоростью

10 — 25 град/с, затем на воздухе до 720—

730 С и вновь ускоренно со скоростью 5—

15 град/с.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сафьян М. М. Прокатка байро )полосной стали, М., Металлургия, 1969, с. 284—

294.

2. Патент Японии, № 50-17013, кл, 10J 172, 10J 182, опубл. 1975.

3. «Термическая обработка металлов», Тематический отраслевой сборник № 2, М., Металлургия, 1973, с. 40 — 46.