Способ изготовления листового проката

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН. 19) (11 3150 С 21 О 94 СА РЕТЕН Я ЕЛЬСТВ и, включающии гор , холодную прокат тием 4 - 10% и отп щийся тем, асхода энергоносит при 150-250 С. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВАЗОРСКОМУ Св(71) Институт черной металлургии(56) 1. Ксензук Ф, А. и др. Прокатка автолистовой стали. "Металлургия", 1969,с. 194, 130, 256.2. Авторское свидетельство СССРУ 594190, кл, С 21 О 9/46, 1976.3, Авторское свидетельотво СССРУ 595405, кл. С 21 О 9/48, 1976,(54) (57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТО -ВОГО ПРОКАТА, преимущественно повышенной прочност ячую прокатку, травление ку с суммарным обжа уск, о тл и ч а ю что, с цельюсокращения р ел отпускпроизводят2, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что отпуск при 150250 С в агрегатах .непрерывного действияпроизводят в течение 5 - 15 С с йоследующимдифференцированным охлаждением вначалесо скоростью 4 - 8 С/с до 100 С, а затем соскоростью Й - 100 С/с до цеховой температуры,3. Способ по п. 1, о т л и ча юЯщ и й с я тем, что отпуск при 150 ОФ250 С в печах периодического действия производят при нагреве в течение 3 - 4 ч споследующим охлаждением под муфелемдо 120 С, 1011712Изобретение относится к прокатному производству и может блть использовано, вчастности, при производстве сильной холоднокатзной полосы.Известны способы производства мзлоуглеродистой холоднокзтзной конструкционнойстали, при котором горячекатаную полосу(подкат) после травления прокатывают начетырех-или пятиклетьевом стане холоднойпрокатки с суммарным обжатием 45 - 75%,Непосредственно после холодной прокаткилистовая сталь имеет очень высокие пределы текучести и прочности, высокую твердость и низкое относительное удлинение,При последующей термообработке во время. рекристзллиззционного отжига холоднокатанаястзль приобретает большую пластичность, нов то же время происходит ее разупрочнение.Рекристаллиэационный отжиг проводят принагреве холоднокатаной стали до темперутур,близких к А, с определенной выдерж.кой при этой температуре. При нагреве одновременно со снятием внутренних напряжений в холоднокатаном металле происходитего рекристзллизация, После рекристализационного отжита и охлаждения метзлла подвергается обычно дрессировке с обжатиями0,8 - 1,4% 1 .Готовая к употреблению сталь имеет предел текучести б .= 14 - 26 кг/ммг притотносительном удлинении д"= 50-25%.Для получения более прочного холоднокатаного листа при удовлетворительных штампуемости и пластичности обычно применяютнизколегированную стзль с повьпценным содержанием марганца и кремния с добавками ванадия, титзна, ниобия, молибдена идругих легирующих элементов. Одним изспособов получения высокопрочной тонколистовой конструкционной стзпи является методупрочнения со структурными превращениями(закалка-отпуск) 2,Упрочнение за счет введения титана, нио.бия или ванадия приводит к желаемымрезультатам, однако ввиду дефицита и доро.,говизны этих легирующих элементов. применение их для широкораспрострзненных марокстзлей экономически не целесообразно,Упрочнение со структурными преврзщения. ми требует дополнительных кзпитальных 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 сущное. ти к предложенному является способ терми. ческой обработки низколегированной стали, " заключающийся в том, что полосу после го. рячей прокатки, травления, холодной прокатки с обжатием 4 - 10% нагревают в печинепрерывного действия до. 900-1200 С, послечего подвергают охлаждению со скоростью 5 больше критической до температуры окружающей среды, т,е. подвергают закалке, Далееповерхность полосы очищают от окалины ивновь нагревают до 725 - 850 С со скоростью20 - 300 С с последующей выдержкой в тече ние часа, т,е. осуществляют высокотемпературный отпуск, Охлаждение после отпускаведут со скоростью 10 - 50 С/с до 300 - 350 С,а далее с нерегламентированной скоростью.В период между концом закалки и нача лом охлаждения после отпуска производятпластическую деформацию со степенью об.жатия 1 - 8%3.Недостатками известного способа являются повышенный расход энергоносителя, необ.20 ходимость создания новых нагревательныхпечей и охлаждающих устройств. Только принагреве единицы продукции (одной тонныметалла) от температуры окружающей среды до 1200 - 900 С расходуется Ц ккал 25 тепла:2 11 1где с = 0,17 ккзл/кг град - теплоемкостьметалла;в = 1000 кг - масса металла;тг = 1200 - 900 С= 20 СИ = 0,171000 х (900 - 1200)0,17 х 1000 х35х 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 холодно.катаного тонкого листа повышенной прочности,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления листового прока-та, включающему горячую прокатку, травле 45ние, холодную прокатку с обжатием 4 - 10%и отпуск, отпуск производят при 150250 С.Отпуск при 150 в 2 С в печах непрерывного действия производят в течение 5 - 15 с50 с последующим дифференцировзнным охлаж,дением вначале со скоростью 4 - 8 С/с до100 С, а затем со скоростью 70 - 100 С/с доцеховой 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 а 5 10 15 20 25 30 35 Увеличение скорости охлаждения до 70 -40 100 С/с при 100 С, связано с сокращением 55 ки 08 пс, размером 30 х 300 мм, Химический состав стали приведен в таблЛ. 3 10Предлагаемый способ можно осуществлятьдвумя 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 непрерывногодействия, где производят нагрев полосы до150 - 250 С со скоростью, например, 30 град/си выдержку в течение 5 - 15 с, Охлаждениеодо 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 взащитной атмосфере, например, состава, %:йз 93-95; и Нз 5-7 с точкой росы 40 С,Прокатаные на стане горячей прокаткиполосы сматывают в рулоны, охлаждают, тра.вят и подвергают холодной прокатке и суммарным о 1 эжатием 4 - 10%, После чЬго рулоныподвергают низкотемпературному отпуску впечах периоДического действия, например, колпаковых,На стенде колпаковых печей формируютстопу из 3 - 4 рулонов, накрывают муфелеми в течение 1 - 2 ч, с целью вьпеснения воздуха осуществляют холодную продувку защитным газом (й 93 - 95%, Н 3 - 5%, точкаросы 40 - 50 С). Включают вентиляционныйнагреватель 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 иосуществляют охлаждение под муфелем до120 С (5 - 10 град/ч), затем снимают муфельи рулоны подвергают принудительному охлаждению до температуры окружающей среды навоздухе.Сокращение расхода энергоносителя (топлива) по сравнению с известным способомдостигается за счет исключения энергоемкойоперации закалки, а также замены высокотемпературного отпуска при температурах 4рекристаллизации низкотемпературным. Вдобавок, согласно предложенному техническомурешению получают дпя малоутлеродистыхсталей оптимальное соотношение повьппенныхпрочностных характеристик при удовлетворительных пластических свойствах путем упрочнения холодной деформацией с небольшимиобжатиями и последующим кратковременнымнизкотемпературным отпуском.Отпуск при 150 - 250 С необходим дляснятия напряжения и повышения пластических характеристик упрочненной стали, обработан. аой по предложенному способу, Температура 4 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 происходит снижение значений предела текучести 6 и предела прочности 68 . Выдержка при этих температурах дает хоро. ший эффект по снятию напряжений в тече.ние первых 15 с, оптимальное время выдержки дпя обработки в агрегатах непрерывного действия составляет 5 - 15 с, Время выдержки менее 5 с не обеспечивает полногоснятия напряжений при температуре отпуска150 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 колла ка ф 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 выборскорости охлаждения 4 - 8 град/с до 1 МС,а так же температура изменения скоростиохлаждения аязаны с необходимостью обеспечения деформационно-термического старения,Скорость охлаждения ниже 4 град/с не способствует ускорению процесса обработки, Прискорости охлаждения выше 8 град/с отсутствуют условия для прохождения процесса.старения в интервале температуре 250 - 100 С технологического цикла, так как при этихтемпературах изменений в структуре не про. исходит. Уменьшение скорости охлажденияприводит только к увеличению длительностипроцесса, а увеличение потребует примененияспециальных охлаждающих устройств,В печах периодического действия скорость охлаждения 10 град/ч определяется в осювном скоростью передачи тепла от муфеля в окружающее пространство, осуществляемое за счет естественной конвекции воздуха,П р и м е р. В лабораторных условиях,согласно предлагаемому и известному спосо бу обработаны образцы листовой стали мар1011712 Таблица 1 Марка стали Содержание элементов% 1 1 11" 08 пс 0,09 0,03 0,29 0,019 0,007 0,045 О Режим обработки 6.т, МПа дМПа ф,% 33 435,7 467,0 410,4 440,4 35 200,0 320,0 30(прототип) Составитель А, СекейТеявед М,Коштура Корректор Г. Огар Редактор А. Гулько Заказ 2691/33. Тираж 566 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Образцы вырезают иэ горячекатаной тра. вленой полосы толщиной 2 мм. Обработка образцов проводится по трем режимам:режимы 1 - 11 - попредлагаемому способу, режим П - по известному, в следующей последовательности, 5Режим 1, 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 ско 10 ростью 100 град/с. Общее технологическое время составляет 38,6 с.Режим 11. 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 предлагаемвм режимам значительно выше, чем при обработке по известному способу,Основным преимуществом предлагаемого способа от известного является то, что слож 45 ная дорогостоящая операция закалки и вы охлаждение 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 Й(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 грал/с, "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 образцов указаны в табл. 2,еТаблица 2 сокотемпературный отпуск заменяются низко- температурным 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.