Патент на изобретение №2296018

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНЫХ ПОЛОС

(57) Реферат:

Изобретение относится к прокатному производству, конкретнее к технологии производства холоднокатаных полос из низкоуглеродистых сталей, используемых в автомобильной промышленности. Задача изобретения – повышение качества поверхности полосы. Способ производства холоднокатаных полос включает холодную прокатку полос в шероховатых рабочих валках последней клети стана с величиной шероховатости бочки R_a, равной 0,30-0,60 мкм, с подачей СОЖ, смотку полос в рулоны, рекристаллизационный отжиг рулонов в колпаковых печах с защитной атмосферой, охлаждение рулонов от конечной температуры выдержки отжига 710°С до температуры 400°С с увеличением скорости охлаждения от 5-8°С/час в начальном периоде охлаждения до 25°С/час в конечном периоде охлаждения. Изобретение обеспечивает снижение загрязненности поверхности полос углеродсодержащими остатками и отсутствием дефекта “полосы – линии скольжения”.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к прокатному производству, конкретнее к технологии производства холоднокатаных полос из низкоуглеродистых сталей, используемых в автомобильной промышленности.

Известен способ производства полос, преимущественно из автолистовой стали, включающий горячую прокатку, холодную прокатку с подачей смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), двухступенчатый отжиг с нагревом до температуры 550-590°С, затем до температуры ниже начала рекристаллизации, при этом нагрев металла до 550-590°С проводят в два этапа: на первом – до 330-370°С с нерегламентированной скоростью, на втором – с контролируемой скоростью в зависимости от содержания азота, алюминия в стали, конкретного температурного режима окончания горячей прокатки и суммарного обжатия при холодной прокатке (SU № 1475942 А1, кл. С 21 D 9/46, опубл. 30.04.1989 г.).

Поверхность полосы, полученной известным способом, имеет низкое качество, характеризующееся высокой загрязненностью углеродсодержащими остатками. Это обусловлено низкой скоростью нагрева до температуры 550-590°С и выдержкой при температуре 350-370°С в течение 4,5 часов без регулирования удаления продуктов возгонки и разложения СОЖ. Кроме того, длительное пребывание отжигаемого металла при температуре ниже температуры начала рекристаллизации приводит к изменению типа кристаллической решетки нитрида алюминия, к получению текстуры рекристаллизации, менее благоприятной для штамповки деталей сложной конфигурации.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является способ производства холоднокатаных полос, включающий холодную прокатку полос толщиной 0,6-3,5 мм на шероховатых рабочих валках последней клети стана холодной прокатки с величиной шероховатости бочки R_a, равной 2,0-3,0 мкм, с подачей СОЖ, смотку полос в рулоны и последующий рекристаллизационный отжиг рулонов в колпаковых печах с защитной атмосферой, при этом после окончания выдержки металла при конечной температуре (690°С для полос толщиной до 1,0 мм и 710°С для полос толщиной более 1,0 мм) прекращают подачу газа к горелкам и рулоны в течение 4 часов выдерживают под колпаком, после чего после снятия колпака рулоны естественно охлаждают до температуры 140°С для металла второй группы отделки поверхности и до 110°С для металла первой группы отделки поверхности (см. И.В.Франценюк, А.И.Франценюк. Современное металлургическое производство. М., 2000 г., с.187, 515).

Известный способ не обеспечивает получение требуемого технического результата по следующим причинам.

Величина шероховатости бочки рабочих валков R_a последней клети стана, равная 2,0-3,0 мкм, полученная насечкой бочки рабочих валков чугунной дробью, предусмотрена для предотвращения слипания витков во время отжига, приводящего к образованию дефекта “полосы – линии скольжения”. Однако нанесенная на поверхность бочки валков шероховатость передается на поверхность полосы с коэффициентом отпечатываемости около 0,5. Поэтому в углублениях шероховатой поверхности полосы остаются капли СОЖ, которые трудно удалить сдувом воздуха, как правило, осуществляемым за последней клетью стана. При прокатке полос в валках последней клети стана с такой величиной шероховатости бочки остается значительное количество остатков СОЖ на полосе, которое в процессе рекристаллизационного отжига частично возгоняется, частично остается на полосе в виде углеродсодержащих остатков, количество которых составляет 250-400 мг/м². Количество оставшейся на полосе СОЖ прямо пропорционально коррелирует с величиной шероховатости и количеством углеродсодержащих остатков на полосе после термической обработки холоднокатаных рулонов. В результате на полученной полосе загрязненность поверхности углеродосодержащими остатками составляет 10-30 мг/м², что не соответствует современным требованиям, предъявляемым к автомобильной промышленности (не более 7 мг/м²), особенно для изготовления лицевых деталей кузовов легковых и грузовых автомобилей.

Задачей изобретения является усовершенствование способа производства холоднокатаных полос путем оптимизации технологических параметров.

Ожидаемый технический результат – повышение качества поверхности полосы при отсутствии дефекта “полосы – линии скольжения” путем снижения загрязненности поверхности углеродсодержащими остатками за счет снижения количества остатков СОЖ на поверхности полосы после холодной прокатки и предотвращения слипания витков во время отжига.

Технический результат обеспечивается тем, что в способе, включающем холодную прокатку полос на шероховатых рабочих валках последней клети стана холодной прокатки с подачей СОЖ, смотку полос в рулоны и последующий рекристаллизационный отжиг рулонов в колпаковых печах с защитной атмосферой, по изобретению холодную прокатку полос на шероховатых рабочих валках последней клети стана ведут с величиной шероховатости бочки R_a, равной 0,30-0,60 мкм, а охлаждение рулонов от конечной температуры выдержки отжига 710°С до температуры 400°С ведут с увеличением скорости охлаждения от 5-8°С/час в начальном периоде охлаждения до 25°С/час в конечном периоде охлаждения.

Холодная прокатка полос с заявляемой величиной шероховатости бочки рабочих валков последней клети стана резко снижает количество остатков СОЖ на полосе за счет исключения насечки рабочих валков и создает такие условия при отжиге, при которых предотвращается образование продуктов горения и образование смолоподобных веществ, способствующих слипанию витков рулона при отжиге в колпаковой печи. При величине шероховатости бочки рабочих валков R_a>0,60 мкм увеличивается глубина шероховатого слоя полосы, в углублениях которого остается СОЖ, что приводит к повышению загрязненности поверхности углеродсодержащими остатками в процессе отжига, а получение бочки валков с шероховатостью R_a<0,30 мкм технически не представляется возможным при шлифовке на современных вальцешлифовальных станках.

Конечная температура выдержки отжига, равная 710°С, требуется для завершения рекристаллизации во всем объеме металла и способствует формированию структуры, наиболее благоприятной для последующей штамповки стали. Охлаждение рулонов от конечной температуры выдержки отжига 710°С до температуры 400°С с увеличением скорости предотвращает слипание витков, а соответственно образование дефекта “полосы – линии скольжения”. Охлаждение рулонов в колпаковых печах от температуры 710°С до 400°С со скоростью в начальном периоде охлаждения более 5-8°С/час приводит к слипанию витков полосы в рулоне и при последующей технологической операции – дрессировке – к образованию дефекта “полосы – линии скольжения”, а также ухудшает физико-механические свойства металла. Охлаждение рулонов в колпаковых печах от температуры 710°С до 400°С со скоростью в конечном периоде охлаждения менее 25°С/час снижает производительность колпаковой печи до 20%, что является недопустимым в производственных условиях.

Пример.

Опытную прокатку и рекристаллизационный отжиг осуществляли на 2-клетевом реверсивном стане 1700 холодной прокатки и в колпаковых печах со 100%-ной водородной защитной атмосферой.

Полосу из низкоуглеродистой стали марки 08Ю толщиной 0,9 мм прокатывали на гладких шлифованных рабочих валках (без насечки их бочки чугунной дробью). В процессе шлифовки варьировали величину шероховатости бочки рабочих валков R_a последней клети стана от 0,30 мкм до 0,60 мкм. Полученные полосы сматывали в рулоны, которые затем подвергали рекристаллизационному отжигу в колпаковых печах со 100% водородной защитной атмосферой. После окончания отжига рулоны охлаждали с увеличением скорости от конечной температуры выдержки отжига 710°С до температуры 400°С, при этом в начальном периоде охлаждения скорость составляла 7°С/час, а при приближении к температуре 500-400°С скорость составляла 25°С/час.

Результаты опытов оценивали по количеству загрязнений на поверхности холоднокатаных полос весовым методом и с помощью импульсного анализатора RC-412 на образцах, отобранных после холодной прокатки и термообработки. Наличие дефекта “полосы – линии скольжения” оценивали при размотке рулонов на дрессировочных станах.

Наилучшие результаты получены на холоднокатаном металле, изготовленном по заявляемым параметрам предлагаемого способа: до 98% образцов имели загрязненность поверхности углеродсодержащими остатками в пределах 6-7 мгм/м² и дефект “полосы – линии скольжения”, характерный для рулонного способа производства холоднокатаной стали, отсутствовал на 100% опытных рулонов.

Отклонения параметров прокатки и отжига от заявляемых параметров вызывали ухудшение загрязненности поверхности готовой холоднокатаной полосы и появление дефекта “полосы – линии скольжения”.

Технико-экономические исследования показали, что реализация предлагаемого технического решения значительно расширяет технологические возможности 2-клетевого реверсивного стана (и аналогичных ему), производя продукцию более конкурентоспособную.

При этом обеспечивается увеличение производительности реверсивного стана и рост прибыли от реализации металлопродукции высшей категории качества (1-й группы отделки поверхности).

Формула изобретения

Способ производства холоднокатаных полос, включающий холодную прокатку полос в шероховатых рабочих валках последней клети стана холодной прокатки с подачей СОЖ, смотку полос в рулоны и последующий рекристаллизационный отжиг рулонов в колпаковых печах с защитной атмосферой, отличающийся тем, что холодную прокатку полос в шероховатых рабочих валках последней клети стана ведут с величиной шероховатости бочки R_a, равной 0,30-0,60 мкм, а охлаждение рулонов от конечной температуры выдержки отжига 710°С до температуры 400°С ведут с увеличением скорости охлаждения от 5-8°С/ч в начальном периоде охлаждения до 25°С/ч в конечном периоде охлаждения.

PC4A – Регистрация договора об уступке патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:

Урцев Владимир Николаевич,
Хабибулин Дим Маратович,
Воронков Сергей Николаевич

(73) Патентообладатель:

Общество с ограниченной ответственностью “Исследовательско-технологический центр “Аусферр”

Договор № РД0026183 зарегистрирован 07.09.2007

Извещение опубликовано: 20.10.2007 БИ: 29/2007

QB4A – Регистрация лицензионного договора на использование изобретения

Лицензиар(ы): Общество с ограниченной ответственностью “Исследовательско-технологический центр “Аусферр”

Вид лицензии*: НИЛ

Лицензиат(ы): Открытое акционерное общество “Магнитогорский металлургический комбинат”

Договор № РД0040319 зарегистрирован 02.09.2008

Извещение опубликовано: 10.10.2008 БИ: 28/2008

* ИЛ – исключительная лицензия НИЛ – неисключительная лицензия