RU2280701C1 - Method of annealing cold-rolled strips - Google Patents
Method of annealing cold-rolled strips Download PDFInfo
- Publication number
- RU2280701C1 RU2280701C1 RU2004138002/02A RU2004138002A RU2280701C1 RU 2280701 C1 RU2280701 C1 RU 2280701C1 RU 2004138002/02 A RU2004138002/02 A RU 2004138002/02A RU 2004138002 A RU2004138002 A RU 2004138002A RU 2280701 C1 RU2280701 C1 RU 2280701C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- annealing
- heating
- cold
- mechanical properties
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, конкретно к термической обработке, и может быть использовано при рекристаллизационном отжиге холоднокатаных полос из малоуглеродистых сталей, смотанных в рулоны, в водородной защитной атмосфере.The invention relates to the field of metallurgy, specifically to heat treatment, and can be used for recrystallization annealing of cold-rolled strips of low-carbon steels, wound into coils, in a hydrogen protective atmosphere.
Холоднокатаная малоуглеродистая сталь, стабилизированная алюминием, используемая для изготовления лицевых деталей кузовов легковых автомобилей, должна обладать высоким комплексом механических свойств (табл.1) и бездефектной поверхностью.Aluminum-stabilized cold-rolled low-carbon steel used for the manufacture of front parts of passenger car bodies should have a high complex of mechanical properties (Table 1) and a defect-free surface.
n - показатель деформационного упрочнения.Notes: R is the coefficient of normal plastic anisotropy;
n is an indicator of strain hardening.
Для обеспечения заданного комплекса механических свойств рулоны холоднокатаных полос подвергают рекристаллизационному отжигу в защитной атмосфере в одностопных колпаковых печах с газовым отоплением.To ensure a given set of mechanical properties, rolls of cold-rolled strips are subjected to recrystallization annealing in a protective atmosphere in single-foot bell-type furnaces with gas heating.
Известен способ термической обработки рулонов холоднокатаных полос из малоуглеродистой стали, включающий нагрев установленных в стопу рулонов со скоростью 38-55°С/ч до температуры 520-550°С, выдержку при этой температуре в течение 18-22 ч, повторный нагрев со скоростью 15-30°С/ч до температуры отжига, выдержку при температуре отжига в течение 20-24 ч, замедленное охлаждение до температуры 420-430°С и окончательное охлаждение рулонов с произвольной скоростью [1].A known method of heat treatment of coils of cold rolled strips of mild steel, including heating installed in the stack of rolls at a speed of 38-55 ° C / h to a temperature of 520-550 ° C, holding at this temperature for 18-22 hours, reheating at a speed of 15 -30 ° C / h to the annealing temperature, holding at the annealing temperature for 20-24 hours, delayed cooling to a temperature of 420-430 ° C and the final cooling of the rolls at an arbitrary speed [1].
Недостатки известного способа состоят в том, что отжиг имеет большую продолжительность и не обеспечивает требуемых механических свойств холоднокатаных полос.The disadvantages of this method are that the annealing has a long duration and does not provide the required mechanical properties of the cold-rolled strips.
Известен также способ термической обработки холоднокатаного листового проката, включающий нагрев стопы рулонов до температуры 200-400°С, выдержку в течение 4-6 ч, повторный нагрев до температуры 620°С, выдержку в течение 8-10 ч и окончательный нагрев до температуры отжига 690-710°С с выдержкой в течение 28 ч [2].There is also known a method of heat treatment of cold rolled sheet metal, including heating a stack of rolls to a temperature of 200-400 ° C, holding for 4-6 hours, reheating to a temperature of 620 ° C, holding for 8-10 hours and final heating to annealing temperature 690-710 ° C with exposure for 28 hours [2].
Отжиг по данной технологии имеет большую продолжительность и не обеспечивает получения требуемых механических свойств холоднокатаных полос.Annealing by this technology has a long duration and does not provide the required mechanical properties of cold-rolled strips.
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ рекристаллизационного отжига полос холоднокатаной малоуглеродистой стали для глубокой вытяжки, стабилизированной алюминием, смотанных в рулоны массой 20-30 т. Способ включает нагрев установленных друг на друга в стопу рулонов до промежуточных температур 580-600°С и 640-660°С с выдержками при этих температурах и окончательный нагрев до температуры отжига 710-730°С с выдержкой при температуре отжига [3].The closest in technical essence and the achieved results to the present invention is a method of recrystallization annealing of cold rolled mild steel strips for deep drawing, stabilized by aluminum, wound into rolls weighing 20-30 tons. The method includes heating the rolls stacked on top of one another to intermediate temperatures 580 -600 ° C and 640-660 ° C with holdings at these temperatures and the final heating to an annealing temperature of 710-730 ° C with holding at the annealing temperature [3].
Недостатки известного способа состоят в том, что выдержки при промежуточных температурах удлиняют продолжительность отжига. Помимо этого готовый холоднокатаный металл имеет низкие механические свойства, а также дефекты поверхности из-за сваривания витков рулонов.The disadvantages of this method are that holding at intermediate temperatures lengthens the duration of annealing. In addition, the finished cold-rolled metal has low mechanical properties, as well as surface defects due to the welding of coils of coils.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в сокращении продолжительности отжига при одновременном обеспечении высоких механических свойств и качества поверхности холоднокатаных полос.The technical problem solved by the invention is to reduce the duration of annealing while ensuring high mechanical properties and surface quality of cold-rolled strips.
Для решения поставленной технической задачи в известном способе отжига холоднокатаных полос для глубокой вытяжки, смотанных в рулоны, включающем нагрев установленных друг на друга в стопу рулонов до температуры отжига 710-730°С и регламентированную выдержку при этой температуре, согласно предложению рулоны в температурном интервале 200-570°С нагревают со скоростью 80-90°С/ч, затем нагревают до температуры 640-660°С со скоростью 20-30°С/ч, после чего нагрев ведут со скоростью 20-25°С/ч до температуры отжига. Кроме того, выдержку при температуре отжига устанавливают по соотношению:To solve the technical problem in the known method of annealing cold rolled strips for deep drawing, wound into rolls, including heating installed on top of each other in the pile of rolls to annealing temperature of 710-730 ° C and regulated exposure at this temperature, according to the proposal of the rolls in the temperature range of 200 -570 ° C is heated at a speed of 80-90 ° C / h, then heated to a temperature of 640-660 ° C at a speed of 20-30 ° C / h, after which heating is carried out at a speed of 20-25 ° C / h to the annealing temperature . In addition, the shutter speed at the annealing temperature is set by the ratio:
τ=(0,8-0,9)·М,τ = (0.8-0.9) · M,
где τ - время выдержки, ч;where τ is the exposure time, h;
М - масса нижнего в стопе рулона, т.M - the mass of the bottom in the foot of the roll, t
Сущность предложенного способа состоит в следующем. Нагрев стопы рулонов в температурном интервале 200-570°С со скоростью 80-90°С/ч позволяет избежать деформирования и слипания внешних и внутренних витков. При последующем нагреве со скоростью 20-30°С/ч до температуры 640-660°С снижается температурный градиент, происходит выпадение из твердого раствора ингибирующей фазы - нитридов алюминия, что благоприятно сказывается на процессах последующей рекристаллизации деформированной микроструктуры стали. В процессе нагрева со скоростью 20-25°С/ч до температуры отжига 710-730°С происходит дальнейшее выравнивание температурных полей всех рулонов садки, стартуют процессы первичной рекристаллизации. Ферритная матрица очищается от карбидов. Благодаря этому за время выдержки при температуре отжига полностью завершаются процессы собирательной кристаллизации, формируется равномерная микроструктура стали с зернами оладьевидной формы. При этом поскольку отстающим по нагреву является нижний рулон в стопе, который имеет наибольшую массу (для лучшей устойчивости стопы и предотвращения сползания наружных витков установленного выше рулона), то минимально необходимое время выдержки при температуре отжига определяется именно исходя из его массы по предложенному эмпирическому соотношению.The essence of the proposed method is as follows. The heating of the stack of rolls in the temperature range of 200-570 ° C at a speed of 80-90 ° C / h avoids deformation and adhesion of the external and internal coils. Upon subsequent heating at a speed of 20-30 ° C / h to a temperature of 640-660 ° C, the temperature gradient decreases, the inhibiting phase precipitates from the solid solution - aluminum nitrides, which favorably affects the processes of subsequent recrystallization of the deformed microstructure of steel. In the process of heating at a speed of 20-25 ° C / h to an annealing temperature of 710-730 ° C, further equalization of the temperature fields of all cage rolls occurs, the primary recrystallization processes start. The ferrite matrix is purified from carbides. Due to this, during the holding time at the annealing temperature, the collective crystallization processes are completely completed, a uniform microstructure of steel with pancake-shaped grains is formed. Moreover, since the lower roll in the foot, which has the largest mass (for better stability of the foot and to prevent slipping of the outer turns of the coil installed above), is lagging behind heating, the minimum required holding time at the annealing temperature is determined based on its weight from the proposed empirical ratio.
Скорости нагрева (80-90°С/ч, 20-30°С/ч, 20-25°С/ч), а также температурные интервалы (200-570°С, 640-660°С) выбраны таким образом, чтобы обеспечить высокие механические свойства готового холоднокатаного металла при минимальном времени нагрева и исключить необходимость выдержки рулонов при промежуточных температурах.Heating rates (80-90 ° C / h, 20-30 ° C / h, 20-25 ° C / h), as well as temperature ranges (200-570 ° C, 640-660 ° C) are selected so that to provide high mechanical properties of the finished cold-rolled metal with a minimum heating time and to eliminate the need for aging coils at intermediate temperatures.
Отсутствие выдержек при промежуточных температурах и точное определение продолжительности выдержки садки (по массе нижнего в стопе рулона) при температуре отжига позволяет сократить продолжительность отжига с одновременным получением высоких механических свойств и качества поверхности холоднокатаных полос.The absence of endurance at intermediate temperatures and the exact determination of the duration of cage aging (by weight of the bottom in the roll foot) at the annealing temperature reduces the annealing time while simultaneously obtaining high mechanical properties and surface quality of cold-rolled strips.
Экспериментально установлено, что увеличение скорости нагрева более 90°С/ч в температурном интервале 200-570°С приводит к повышению неравномерности нагрева рулонов, деформированию внешних и внутренних витков из-за повышенного термического расширения, ухудшению равномерности механических свойств по длине полос. Снижение скорости нагрева менее 80°С/ч удлиняет продолжительность отжига. При этом до температуры ниже 200°С нагрев можно вести с максимальной интенсивностью без опасности ухудшения качества металла, а при температуре выше 570°С скорость нагрева следует снизить, т.к. в противном случае произойдет ухудшение механических свойств и сваривание витков рулонов.It has been experimentally established that an increase in the heating rate of more than 90 ° C / h in the temperature range of 200-570 ° C leads to an increase in the unevenness of heating of the coils, deformation of the external and internal coils due to increased thermal expansion, and a deterioration in the uniformity of mechanical properties along the length of the strips. A decrease in the heating rate of less than 80 ° C / h prolongs the annealing time. In this case, to a temperature below 200 ° C, heating can be carried out with maximum intensity without danger of deterioration of the quality of the metal, and at temperatures above 570 ° C, the heating rate should be reduced, because otherwise, the mechanical properties will deteriorate and the coils of the rolls will be welded.
При нагреве со скоростью ниже 20°С/ч до температуры выше 660°C произойдет удлинение продолжительности отжига. Увеличение скорости нагрева более 30°С/ч, как и уменьшение температуры его окончания ниже 640°С, приводит к ухудшению комплекса механических свойств холоднокатаных полос.When heated at a rate below 20 ° C / h to a temperature above 660 ° C, the annealing time will be extended. An increase in the heating rate of more than 30 ° C / h, as well as a decrease in the temperature of its completion below 640 ° C, leads to a deterioration in the complex of mechanical properties of cold-rolled strips.
Нагрев со скоростью менее 20°С/ч до температуры отжига выше 730°С удлинит продолжительность отжига, приведет к свариванию витков рулонов. Увеличение скорости нагрева более 25°С/ч приводит к формированию неравномерной структуры и свойств, а снижение температуры рекристаллизационного отжига менее 710°С ухудшает механические свойства холоднокатаных полос и требует удлинения продолжительности отжига.Heating at a rate of less than 20 ° C / h to an annealing temperature above 730 ° C will lengthen the annealing time, will lead to the welding of coils of rolls. An increase in the heating rate of more than 25 ° C / h leads to the formation of an uneven structure and properties, and a decrease in the temperature of recrystallization annealing of less than 710 ° C degrades the mechanical properties of the cold-rolled strips and requires an extension of the annealing time.
Исследования показали, что при эмпирическом коэффициенте пропорциональности k менее 0,8 из-за незавершенности процесса рекристаллизации механические свойства нижнего в стопе рулона не соответствуют требуемым значениям и неравномерны по длине полосы. Увеличение коэффициента k более 0,9 приводит к нерациональному удлинению продолжительности отжига.Studies have shown that with an empirical coefficient of proportionality k less than 0.8 due to the incompleteness of the recrystallization process, the mechanical properties of the lower roll in the foot do not correspond to the required values and are uneven along the length of the strip. An increase in the coefficient k of more than 0.9 leads to an irrational lengthening of the annealing time.
Примеры реализации способаMethod implementation examples
Рекристаллизационному отжигу подвергают холоднокатаные полосы сечением 0,7×1550 мм из стали марки 08Ю, смотанные в рулоны. Нижним в стопу на стенд муфельной колпаковой печи устанавливают рулон массой М=25 тонн. На верхний торец этого рулона помещают конвекторное кольцо, на которое устанавливают рулон среднего яруса массой 20 тонн. На его торец также помещают конвекторное кольцо и устанавливают рулон верхнего яруса массой 18 тонн. Осевое отверстие рулона верхнего яруса закрывают крышкой. Стопу рулонов накрывают муфелем, поверх которого устанавливают нагревательный колпак. Подмуфельное пространство заполняют водородом и производят нагрев садки металла до температуры Т1=200°С с максимально возможной скоростью. Затем в температурном интервале от Т1=200°С до Т2=550°С нагрев ведут со скоростью V1=85°С/ч. Скорость и температуру нагрева контролируют по стендовой термопаре, контактирующей с торцом нижнего в стопе рулона.Cold-rolled strips with a cross section of 0.7 × 1550 mm made of steel grade 08Yu, wound into coils, are subjected to recrystallization annealing. Lower in the foot on the stand of the muffle bell furnace set a roll weighing M = 25 tons. A convector ring is placed on the upper end of this roll, on which a roll of a middle tier weighing 20 tons is installed. A convector ring is also placed on its end and a roll of the upper tier weighing 18 tons is installed. The axial hole of the upper tier roll is covered with a lid. A stack of rolls is covered with a muffle, on top of which a heating cap is installed. The muffle space is filled with hydrogen and the metal cages are heated to a temperature of T 1 = 200 ° C at the highest possible speed. Then, in the temperature range from T 1 = 200 ° C to T 2 = 550 ° C, heating is carried out at a speed of V 1 = 85 ° C / h. The heating speed and temperature are controlled by a bench thermocouple in contact with the bottom end in the roll foot.
При достижении температуры Т2=550°С скорость нагрева снижают до величины V2=25°С/ч, с которой продолжают нагревать металл до температуры Т3=650°С. По достижении металлом температуры Т3=650°С скорость нагрева вновь уменьшают до величины V3=22,5°С/ч. Нагрев с этой скоростью ведут до температуры отжига Т4=720°С. Продолжительность выдержки τ при температуре отжига определяют по соотношению: τ=k·М=0,84·М=0,84·25=21 (ч). По истечении времени выдержки τ нагревательный колпак снимают и производят охлаждение стопы рулонов под муфелем до температуры распаковки 90°С.Upon reaching a temperature of T 2 = 550 ° C, the heating rate is reduced to a value of V 2 = 25 ° C / h, with which the metal continues to be heated to a temperature of T 3 = 650 ° C. Upon reaching the metal temperature T 3 = 650 ° C, the heating rate is again reduced to a value of V 3 = 22.5 ° C / h. Heating at this speed is carried out to the annealing temperature T 4 = 720 ° C. The exposure time τ at the annealing temperature is determined by the ratio: τ = k · M = 0.84 · M = 0.84 · 25 = 21 (h). After the exposure time τ, the heating cap is removed and the stack of coils under the muffle is cooled to an unpacking temperature of 90 ° C.
Благодаря использованию предложенных режимов рекристаллизационного отжига его продолжительность до начала охлаждения сократилась и составила τо=32,5 ч. Одновременно с этим были достигнуты высокие механические свойства при отсутствии дефектов на поверхности холоднокатаных полос.Thanks to the use of the proposed recrystallization annealing modes, its duration before cooling began to decrease and amounted to τ о = 32.5 hours. At the same time, high mechanical properties were achieved in the absence of defects on the surface of cold-rolled strips.
В таблице 2 приведены варианты реализации способа отжига холоднокатаных полос, а в таблице 3 - показатели их эффективности.Table 2 shows the options for implementing the method of annealing cold rolled strips, and in table 3 - indicators of their effectiveness.
Из данных, представленных в табл.2 и 3 следует, что при реализации предложенного способа (варианты № 2-4) достигается сокращение продолжительности отжига при одновременном обеспечении высоких механических свойств и качества поверхности холоднокатаных полос по сравнению со способом-прототипом (вариант №6). При запредельных значениях заявленных параметров в одном случае имеет место ухудшение механических свойств и качества поверхности полос (вариант №1), а в другом случае при ухудшении механических свойств и качества полос возрастает продолжительность отжига (вариант №5).From the data presented in tables 2 and 3 it follows that when implementing the proposed method (options No. 2-4), annealing time is reduced while ensuring high mechanical properties and surface quality of cold-rolled strips in comparison with the prototype method (option No. 6) . With exorbitant values of the declared parameters, in one case, there is a deterioration in the mechanical properties and surface quality of the strips (option No. 1), and in the other case, when the mechanical properties and quality of the strips deteriorate, the annealing time increases (option No. 5).
Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что при его реализации нагрев производится без выдержек при промежуточных температурах с предельными скоростями нагрева в различных температурных интервалах, исключающими сваривание витков рулонов и обеспечивающими формирование оптимальной микроструктуры и механических свойств малоуглеродистой холоднокатаной стали. Помимо этого, время выдержки при температуре отжига устанавливается в зависимости от массы отстающего по нагреву нижнего рулона стопы. Благодаря этому минимизируется время выдержки при температуре отжига 710-730°С.The technical and economic advantages of the proposed method consist in the fact that during its implementation the heating is carried out without holding at intermediate temperatures with extreme heating rates in various temperature ranges, excluding the welding of coil turns and ensuring the formation of the optimal microstructure and mechanical properties of mild cold-rolled steel. In addition, the exposure time at the annealing temperature is set depending on the mass of the lower foot roll lagging behind heating. Due to this, the exposure time is minimized at an annealing temperature of 710-730 ° C.
Использование предложенного способа обеспечивает повышение рентабельности производства холоднокатаных полос из малоуглеродистых сталей на 10-15%.Using the proposed method provides an increase in the profitability of the production of cold-rolled strips from low-carbon steels by 10-15%.
Источники информацииInformation sources
1. Авт. св. СССР № 1659500, МПК С 21 D 9/46, 1991 г.1. Auth. St. USSR No. 1659500, IPC C 21 D 9/46, 1991
2. Авт. св. СССР № 1461771, МПК С 21 D 9/46, 1989 г.2. Auth. St. USSR No. 1461771, IPC C 21 D 9/46, 1989
3. Авт. св. СССР № 1337425, МПК С 21 D 9/48, 1987 г. - прототип.3. Auth. St. USSR No. 1337425, IPC C 21 D 9/48, 1987 - prototype.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004138002/02A RU2280701C1 (en) | 2004-12-27 | 2004-12-27 | Method of annealing cold-rolled strips |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004138002/02A RU2280701C1 (en) | 2004-12-27 | 2004-12-27 | Method of annealing cold-rolled strips |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004138002A RU2004138002A (en) | 2006-06-10 |
RU2280701C1 true RU2280701C1 (en) | 2006-07-27 |
Family
ID=36712275
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004138002/02A RU2280701C1 (en) | 2004-12-27 | 2004-12-27 | Method of annealing cold-rolled strips |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2280701C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2623572C1 (en) * | 2016-08-31 | 2017-06-27 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method of heat treatment of cold rolled products made of low-carbon steel |
-
2004
- 2004-12-27 RU RU2004138002/02A patent/RU2280701C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2623572C1 (en) * | 2016-08-31 | 2017-06-27 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method of heat treatment of cold rolled products made of low-carbon steel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004138002A (en) | 2006-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2280701C1 (en) | Method of annealing cold-rolled strips | |
US10214793B2 (en) | Method and device for nitriding grain-oriented electrical steel sheet | |
RU2445382C1 (en) | Annealing method in bell furnace | |
RU2309990C2 (en) | Carbon steel sheets production method | |
JP5803223B2 (en) | Inner case for finish annealing of grain-oriented electrical steel sheet and finish annealing method | |
RU2294388C1 (en) | Method of annealing of the cold-rolled strips | |
RU2442832C1 (en) | Method for production of high-silicone isotropic electrotechnical steel | |
JP6137490B2 (en) | Method for predicting primary recrystallization texture and method for producing grain-oriented electrical steel sheet | |
RU2377321C1 (en) | Annealing method of low-carbon sheet metal in bell furnaces | |
RU2344183C1 (en) | Method of annealing coils of cold rolled strips | |
RU2262541C1 (en) | Method of control of annealing metal in bell-type furnace | |
RU2354719C2 (en) | Annealing method of low-carbon sheet steel | |
JP2000026921A (en) | Manufacture of stock sheet for surface treated steel sheet for can by continuous annealing | |
RU2312906C2 (en) | Method of production of cold-rolled strip made from low-carbon steel | |
JP5839177B2 (en) | Finishing annealing equipment and finishing annealing method for grain-oriented electrical steel sheets | |
RU2165466C1 (en) | Method of regulating metal heating in belt-type furnace | |
SU1601154A1 (en) | Method of producing strip stock | |
RU2261281C1 (en) | Method of heat treatment of steel strip in bell-type furnace | |
RU2346062C2 (en) | Annealing method of cold-rolled coils made of low-carbon steel | |
JPS60221521A (en) | Method for finish-annealing grain-oriented silicon steel sheet | |
SU1145038A1 (en) | Method of heat treatment of cold-rolled sheet steel coils | |
RU2458154C1 (en) | Annealing method of mild steel rolled at textured rolls | |
JPS5941508B2 (en) | Manufacturing method of titanium hot rolled sheet | |
RU2483122C2 (en) | Method of making low-alloy cold-rolled tube steel | |
SU1337425A1 (en) | Method of recrystallization annealing of cold-rolled low-carbon steel |