RU2570712C1

RU2570712C1 - Strip hot rolling from low-alloy steel

Info

Publication number: RU2570712C1
Application number: RU2014134217/02A
Authority: RU
Inventors: Алексей Андреевич Огольцов; Сергей Иванович Новоселов; Владимир Александрович Пешеходов; Петр Александрович Мишнев; Артем Викторович Митрофанов
Original assignee: Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь")
Priority date: 2014-08-20
Filing date: 2014-08-20
Publication date: 2015-12-10

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to production of hot-rolled stock from low-alloy steel meant for making of parts by stamping and shaping. This process comprises slabs heating at continuous wide-strip mill at roughing and finishing stands and cooling at laminar plant. Non-flatness of blanks not exceeding 7 mm/m after lengthwise melting of hot-rolled strip results from setting of the number of actuated manifolds of the laminar plant any section from the strip bottom and top sides equal to 1:2. Water flow rate at top manifolds is set to 0.70-0.90 relative to that at bottom manifolds. This rules out the presence of bainite in metal rolled stock in j over the depth from both sides of the strip and the difference in ferrite grain size between the surfaces no exceeding 1 unit.

EFFECT: higher efficiency of the process.

1 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к технологии производства горячекатаного проката из низколегированной стали, предназначенного для изготовления деталей методом штамповки и профилирования.The invention relates to the field of metallurgy, and specifically to a technology for the production of hot-rolled steel from low alloy steel, intended for the manufacture of parts by stamping and profiling.

Одним из определяющих качеств такого металлопроката является его способность к сохранению исходной неплоскостности после дополнительной порезки на полосы перед штамповкой и профилированием деталей.One of the defining qualities of such a metal rolling is its ability to maintain the original flatness after additional cutting into strips before stamping and profiling parts.

Известен способ производства горячекатаного проката, включающий выплавку низколегированной стали, разливку, горячую прокатку, охлаждение водой, смотку полос в рулоны, при этом выплавляют сталь следующего химического состава при соотношении ингредиентов, мас.%:A known method for the production of hot-rolled steel, including the smelting of low alloy steel, casting, hot rolling, water cooling, winding strips into coils, the steel is melted with the following chemical composition in the ratio of ingredients, wt.%:

Сталь дополнительно содержит, мас.%: ванадий 0,01÷0,08, кальций 0,0005÷0,010, при этом суммарное содержание ниобия, титана и ванадия не должно превышать 0,117 мас.%. При этом температуру конца прокатки поддерживают в диапазоне 830-880°С, а температуру смотки - в диапазоне 510-640°С (патент РФ № 2361930, C21D 8/04, В21В 1/46, С22С 38/06, 2009).The steel additionally contains, wt.%: Vanadium 0.01 ÷ 0.08, calcium 0.0005 ÷ 0.010, while the total content of niobium, titanium and vanadium should not exceed 0.117 wt.%. The temperature of the end of rolling is maintained in the range of 830-880 ° C, and the temperature of the winding is in the range of 510-640 ° C (RF patent No. 2361930, C21D 8/04, B21B 1/46, C22C 38/06, 2009).

Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает одинаковую структуру верхней и нижней поверхности полосы при охлаждении водой, что вызывает неравномерность внутренних напряжений в металле по толщине и в последствии влияет на изменение неплоскостности при дополнительной порезке на полосы.The disadvantage of this method is that it does not provide the same structure of the upper and lower surface of the strip when cooled by water, which causes a non-uniformity of internal stresses in the metal in thickness and subsequently affects the change in flatness during additional cutting into strips.

Наиболее близким к предложенному является способ производства горячекатаного рулонного проката из низколегированной стали, включающий выплавку, внепечную обработку, непрерывную разливку, аустенизацию заготовки с нагревом выше АсЗ, предварительную деформацию полосы в черновой группе клетей стана и окончательную деформацию полосы, охлаждение поверхности полосы водой и ее смотку в рулон, при этом выплавляют сталь следующего химического состава при соотношении компонентов, мас.%:Closest to the proposed is a method for the production of hot-rolled coiled steel from low alloy steel, including smelting, out-of-furnace processing, continuous casting, austenization of a workpiece with heating above ASZ, preliminary deformation of the strip in the roughing group of the mill stands and final deformation of the strip, cooling of the strip surface with water and its winding in a roll, while the steel is melted with the following chemical composition at a ratio of components, wt.%:

при этом температуру раската в последнем проходе черновой группы клетей стана поддерживают в интервале 1010÷1050°С, окончательную деформацию полосы осуществляют в непрерывном режиме с суммарной степенью деформации не менее 70% и завершением пластической деформации в интервале температур 790÷840°С, после завершения окончательной деформации на отводящем рольганге производят дифференцированное охлаждение верхней и нижней поверхностей полосы, причем охлаждение верхней поверхности полосы ведут с интенсивностью, определяемой из выражения:at the same time, the temperature of the roll in the last pass of the draft group of mill stands is maintained in the range of 1010 ÷ 1050 ° C, the final deformation of the strip is carried out in continuous mode with a total degree of deformation of at least 70% and the completion of plastic deformation in the temperature range of 790 ÷ 840 ° C, after completion the final deformation on the discharge roller table produce differential cooling of the upper and lower surfaces of the strip, and the cooling of the upper surface of the strip is carried out with an intensity determined from the expression:

где V_верх - скорость охлаждения верхней поверхности полосы, град/с;where V _top is the cooling rate of the upper surface of the strip, deg / s;

h_ср - конечная толщина полосы, мм,h _cf - the final thickness of the strip, mm,

а охлаждение нижней поверхности полосы производят монотонно равномерно по всей ее длине, при этом температуру полосы перед смоткой поддерживают в диапазоне 550÷600°С (патент РФ № 2450061, C21D 8/04, 2012) - прототип.and the cooling of the lower surface of the strip is monotonously uniform over its entire length, while the temperature of the strip before winding is maintained in the range 550 ÷ 600 ° C (RF patent No. 2450061, C21D 8/04, 2012) - the prototype.

Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает одинаковую скорость охлаждения верхней и нижней поверхностей, особенно при низких температурах смотки (менее 550°С), что отражается на искривлении металлопроката после его порезки под воздействием разницы внутренних напряжений верхней и нижней поверхностей.The disadvantage of this method is that it does not provide the same cooling rate of the upper and lower surfaces, especially at low winding temperatures (less than 550 ° C), which affects the curvature of the rolled metal after it is cut under the influence of the difference in internal stresses of the upper and lower surfaces.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является сохранение неплоскостности заготовок на уровне не более 7 мм/м после продольного роспуска горячекатаной полосы, что позволяет производить штамповку и профилирование, в том числе деталей высокой точности, без предварительной операций правки.The technical result of the invention is the preservation of non-flatness of the workpieces at a level of not more than 7 mm / m after the longitudinal dissolution of the hot-rolled strip, which allows stamping and profiling, including parts of high accuracy, without preliminary editing operations.

Технический результат достигается тем, что в предложенном способе горячей прокатки полос из низколегированной стали для последующего их продольного роспуска на заготовки с гарантированным уровнем неплоскостности после порезки не более 7 мм/м, предназначенных для изготовления деталей методом штамповки и профилирования, включающем нагрев слябов и их прокатку на непрерывном широкополосном стане в черновой и чистовой группах клетей с последующим охлаждением в ламинарной установке, согласно изобретению устанавливают отношение количества включенных коллекторов любой секции установки ламинарного охлаждения с верхней и нижней сторон полосы в соотношении 1:2, а расход воды на верхних коллекторах 0,70-0,90 относительно расхода воды на нижних коллекторах, обеспечивая в структуре металлопроката отсутствие бейнита в ¼ по толщине с обеих сторон полосы и разницу размера зерна феррита между поверхностями не более 1 балла.The technical result is achieved by the fact that in the proposed method for hot rolling strips of low alloy steel for their subsequent longitudinal dissolution into workpieces with a guaranteed level of flatness after cutting no more than 7 mm / m, intended for the manufacture of parts by stamping and profiling, including heating slabs and rolling them on a continuous broadband mill in the roughing and finishing groups of stands, followed by cooling in a laminar installation, according to the invention, the ratio of and the included collectors of any section of the laminar cooling unit from the upper and lower sides of the strip in a ratio of 1: 2, and the water flow rate on the upper collectors is 0.70-0.90 relative to the water flow rate on the lower collectors, ensuring the absence of bainite in ¼ in the metal structure on both sides of the strip and the difference in grain size of ferrite between the surfaces is not more than 1 point.

Требование по отношению количества включенных коллекторов установки ламинарного охлаждения с верхней и нижней сторон полосы выбирается 1:2 для любой секции ламинарного охлаждения. Данное условие позволяет контролировать включение коллекторов с минимальным расходом воды с верхней стороны, при условии, что сверху и снизу максимальное количество коллекторов по 4 шт. для секции, что снижает скорость охлаждения и исключает образование бейнитной составляющей в структуре в ¼ по толщине с обеих сторон полосы. При этом происходит формирование ферритоперлитной структуры, что особенно важно для подповерхностных слоев металла, которая является менее напряженной и не приводит к короблению металла. Наличие бейнитных участков в осевой зоне не является критичным для достижения технического результата.The requirement in relation to the number of included collectors of the laminar cooling installation from the upper and lower sides of the strip is selected 1: 2 for any laminar cooling section. This condition allows you to control the inclusion of collectors with a minimum flow of water from the upper side, provided that the top and bottom maximum number of collectors is 4 pcs. for the section, which reduces the cooling rate and eliminates the formation of a bainitic component in the structure in ¼ in thickness on both sides of the strip. In this case, the formation of a ferritoperlite structure occurs, which is especially important for subsurface layers of the metal, which is less stressed and does not lead to warping of the metal. The presence of bainitic areas in the axial zone is not critical to achieve a technical result.

Расход воды 0,70-0,90 на коллекторах с верхней стороны относительно расхода воды с нижней стороны обусловлено необходимостью обеспечения равномерного охлаждения обеих поверхностей полосы и разницы между баллом зерна феррита не более 1 балла.The water flow rate of 0.70-0.90 on the collectors on the upper side relative to the flow rate of water on the lower side is due to the need to ensure uniform cooling of both surfaces of the strip and the difference between the point of the ferrite grain is not more than 1 point.

Выполнение заявленных требований в комплексе позволяет обеспечить минимальную разницу внутренних напряжений между верхней и нижней поверхностью полосы, исключить ее искривление после продольного роспуска и сохранить неплоскостность на уровне не более 7 мм/м.Fulfillment of the stated requirements in the complex allows to ensure the minimum difference in internal stresses between the upper and lower surface of the strip, to exclude its distortion after longitudinal dissolution and to maintain non-flatness at a level of no more than 7 mm / m.

Способ осуществляется следующим образом: в прокатку назначают слябы для производства полос толщиной преимущественно до 16 мм и шириной до 1650 мм, при этом используют отношение количества включенных коллекторов любой секции установки ламинарного охлаждения с верхней и нижней сторон полосы, равное 1:2, расход воды на верхних коллекторах устанавливают 0,70-0,90 относительно расхода воды на нижних коллекторах см. табл.1. Эксперименты проводили на низколегированных сталях категории прочности до 600 МПа по пределу текучести, с массовой долей углерода не более 0,20%, марганца - до 1,6%, микролегированных ниобием, ванадием и титаном.The method is as follows: slabs are assigned for rolling to produce strips with a thickness mainly of up to 16 mm and a width of up to 1650 mm, while using the ratio of the number of included collectors of any section of the laminar cooling unit from the upper and lower sides of the strip equal to 1: 2, water consumption for the upper collectors set 0.70-0.90 relative to the flow of water on the lower collectors, see table 1. The experiments were carried out on low alloy steels of strength category up to 600 MPa in yield strength, with a mass fraction of carbon not exceeding 0.20%, manganese - up to 1.6%, microalloyed with niobium, vanadium and titanium.

Из табл. 1 следует, что предложенный вариант технологии (варианты технологии 3 и 8) выполняют условие по неплоскостности не более 7 мм/м.From the table. 1 it follows that the proposed technology option (technology options 3 and 8) fulfill the condition for non-flatness of not more than 7 mm / m.

При запредельных значениях параметров технологии (варианты технологии 1-2, 4-7) условие не выполняется.With exorbitant values of technology parameters (technology options 1-2, 4-7), the condition is not met.

Кроме того, использование предложенной в изобретении технологии создает благоприятные условия для повышения устойчивости процесса горячей прокатки и качества прокатываемых полос. Применение таких полос в качестве заготовок обеспечивает сохранение исходной неплоскостности перед штамповкой и профилированием деталей. Предлагаемый способ прокатки может быть использован как на существующих, так и на вновь создаваемых непрерывных станах горячей прокатки.In addition, the use of the technology proposed in the invention creates favorable conditions for increasing the stability of the hot rolling process and the quality of the rolled strips. The use of such strips as blanks ensures the preservation of the original flatness before stamping and profiling parts. The proposed rolling method can be used both on existing and on newly created continuous hot rolling mills.

Claims

The method of hot rolling strips of low alloy steel for their subsequent longitudinal dissolution into workpieces with a guaranteed level of flatness after cutting no more than 7 mm / m, intended for the manufacture of parts by stamping and profiling, in the metal structure of which is 1/4 part in thickness from both sides there is no bainite on the surfaces, and with a grain size difference of ferrite on the mentioned strip surfaces no more than 1 point, including heating the slabs and rolling them on a continuous broadband mill in the rough finishing groups of stands with subsequent cooling of the strips in a sectional laminar cooling unit with collectors in each section, while the ratio of the number of included collectors in each section of the laminar cooling unit from the upper and lower sides of the strip is 1: 2 at a flow rate of water on the collectors from the upper side, which is 0.70-0.90 relative to the flow rate of water on the collectors from the bottom of the strip.