Способ производства нестареющей раскисленной алюминием малоуглеродистой холоднокатаной листовой стали

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к способупроизводства раскисленной алюминием малоуглеродистой холоднокатанойстали для весьма и особо сложнойвытяжки,5Известны способы производства листов для сверхглубокой вытяжки израскисленной алюминием стали, прикоторых используется специально обеэуглероженная сталь, сталь с особо 10низким содержанием азота или дополнительно легированная титаном, Мирконием ниобием и другими дефицитными карбидо- и нитридообразующимиэлементами в сочетании с различными 15режимами термообработки в агрегатенепрерывного отжига 11.Недостатками этих способов являются трудность и сложность их реализации в отечественной металлургической промышленности из-эа отсутствияв действующих цехах холодной прокатки капиталоемких АНО, дефицита перечисленных легирующих элементов и дру.гого специального оборудования,Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ производства холоднокатаной нестареющей Ст.08 Ю, при слитки Ст. 08 Ю прокатываются на обжимном стане с температурой конца прокатки 950-1150 фС . После мамнной 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 тов. Подготовленные к дальнейшей прокатке,слябы передают на оклад щ- рокополосового 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 850-920 аС, 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. 08 Ю: 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,скорость охлаждения слябов после прокатки на обжимном стане до 300-600 С, С/мин;температура конца прокатки слябов, С 1потери температуры при резке и транспортировкеов С (фнпр - с,".р . 900 фС;конечная температура охлаждения в пределах 300- 600 ьСутолщина 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 суфкритического интервала 690- 7100 С, 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 0,8-1,4 21.Недостатком известной технологии производства высококачественной нестареющей холоднокатаной стали 08 Ю 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 С/ /мин,до среднемассовой температуры 300-600 аС, причем устанавливают эту скорость исходя из зависимостий к.це. -Ат Р - к.ахлЧЩбНО,О 1 ь-О,4 Чтемпературах происхогит обратное превращение аустенит (0) - Феррит (ю) . 30 диапазон изменения среднемассовой температуры при охлаждении слябов с температуры конца прокатки до 300- 600 С определяется достижением максимальной скорости охлаждения в воде, исходя из характера кривой охлаждения, для предотвращения выделения нитридов алюминия и сохранения азота в твердом растворе металла, учитывая, что наиболее интенсивное выделение нитридов идет при 950-750 С, а также достижением максимального эффекта за счет исключения процесса окалинообразования на поверхности при быстром охлаждении до 300 С. температура охлаждающейводы, фС;у - скорость перемещения потока охлаждающей воды,м/с.,Сущность способа заключается втом, что при ускоренном охлаждениислябов из стабилизированной алюминием стали очень резко сокращается время пребывания металла при температурах полиморфного превращения, особен О но в температурной области 950-750 С (наиболее интенсивного выделения нитридов алюминия), что приводит всвою очередь к следующим последствиям: 1. Увеличивается концентрационная и структурная микрооднородность металла. Конструкционные стали с низким пределом текучести относятся по химическому составу к малоуглеродистым, которые затвердевают Ферритными. При охлаждении их происходит вначалеполиморфное превращение феррит аустенит (у), затем при более низких Эти превращения сопровождаются междуфазовым перераспределением примесей: стабилизирующие примеси (углерод,марганец, никель, медь и т.п. ) диффундируют в аустенит, ив 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 распре О деления 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 зеренсегрегация таких примесей, как фосфор, сера, кислород. Затрудняетсявозможность процессов образования,некоторых химических соединений,прежде всего процесса внутреннегоокисления, т.е. образование окисловвследствие взаимодействия металла скислородом из твердого раствора.Благодаря этому предотвращается выделение дисперсных окисных включений, в особенности по границам зеренПо этой же причине подавляется выде-, ление включении оксисульфидов и сульфидов марганца, а также нитридов и карбонитридов. 3. Увеличивается достаточное содержание в твердом растворе некоторых примесей (алюминия, азота, серы) изза затруднения выделений интерметаллических Фаз. Вследствие этого из пересыщенного твердого раствора в процессе последующих высокотемпературных обработок (горячей прокатки, смотки и остывания, рекристаллизационного отжига) могут выделяться новые дисперсные включения интерметаллидов, .которые влияют на формирование определенных типов кристаллогеометрической текстуры Феррита (ребровая текстура), величину и Форму ферритных зерен.В совокупности все отмеченные эфФекты способствуют повышению пластйческих характеристик листовой стали, получаемой из ускоренно охлажденных слябов. Способ производства нестареющей раскисленной алюминием малоуглеродистой холоднокатаной листовой стали для особо сложной вытяжки осуществля,ется следующим образом.,Слитки Ст. 080 прокатываются в 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 в нагревательные печи широкополосового стана горячей прокатки. В потоке этой транспортной линии слябы с температурой не менее 900"С подвергают ускоренному охлаждению в воде со скоростью 45-150 С/мин до 300-600 ОС, 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 850- 920 С и смотку полосы в рулон при 550-580 фС, холодную прокатку полосы и рекристаллизационный отжиг при 690- 720 С).11068184 М. Блатова Корректор А. Ференц Тираж 801 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ, 11363/7 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,.ул. Проектная, 4 Диапазон изменения скорости охлаждения 45-150 фС/мин определяется на основании расчетных и экспериментальных данных для слябов толщиной 120-250 мм. Скорость охлаждения 45 ВС/мин достаточна для охлажцения слябов толщиной 250 мм до 300 С, а 150 фС/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 ную точность при температурах воды в пределах 20-80 С и скоростях перемещения потока охлаждающей воды в пределах 1-8 м/с.П р и м е р. Слитки весом 16 т 20 одной плавки Ст. 08 Ю ( химический со, став, : Мп = 0,27; 8 0,022; Р Ок 018 уНз Ок 02 р А 1 обц, 0) 032 (1 Я) 0,008) прокатывают на блюминге слябинге "1250" в слябы размером 25 150 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 300 С, что обеспечивает необходимую расчетную скорость охлаждения в пределах 70-100 С/мин. Остальные 4 О слябы плавки охлаждают на воздухе в штабелях.Дальнейшая прокатка опытной плавки слябов Ст. 08 Ю на горячекатаные полосы толщиной 2,75 мм, охлаждение 45 СоставительРедактор С, Саенко Техред А.Ач рулонов, травление и холодная прок:тка полос на толщину 0,9 мм, отжиг идрессировка холоднокатаных полос осуществляются по принятой для этойстали технологии.В результате испытаний опытного исравнительно металла Ст.08 Ю установлено, что холоднокатаный лист иэ ускоренно охлажденных слябов имеет лучшие пластические свойства по сравнению с обычным. Предел текучести нанем 16-17 кгс/см, на сравнительном 18-19,5 кгс/см, предел прочностисоответственно 31-33 и 33-35 кгс/мм,относительное удлинение (Ф ,)40-42 и 38-39, твердость НВВ 41 и43,6. Опытный металл весь соответствует группе вытяжки ВОСВ, а сравнительный - ОСВ-СВ ГОСТ 9045-80. Ускоренное охлаждение слябов приводит кусилению в готовом прокате относительной доли благоприятных для штампоэкикомпонент текстуры В, и сопровождается увеличением примерно на 30текстурного параметра, характеризующего штампуемость металла,Применение предлагаемого способапо сравнению с базовым объектом, вкачестве которого взята технологияпроизводства нестареющей стабилизированной алюминием холоднокатаной.стали позволяет значительно повыситьпластические свойства и улучшить еештампуемость. В результате можно обеспечить надежное производство дефицитной холоднокатаной стали для весьма и особо сложной вытяжки поГОСТ 9045-80 для нужд народного хозяйства, а также увеличить выход годного.Разница в цене листов для ВОСВ иОСВ составляет в среднем, в эавиСимости от толщины, 15 руб. При объемепроизводства холоднокатаной Ст, 086120 тыс, т/год и получении голько 30продукции категории ВОСВ экономический эффект составляет 540000 руб,