SU1011712A1 - Способ изготовлени листового проката - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОЮГО ПРОКАТА, преимущественно повьшеннйй прочности, включающий гор чую прокатку , травление, холодную прокатку с суммарным обжатием 4-10% и отпуск, о т личающийс  тем, что, с цепью сокращени  расхода энергоносител  отпуск производ т при 150-250° С. 2.Способ поп. 1, отличаюй с   тем, что отпуск при 150- щ и 250° С в агрегатах непрерьшного действи  пО производ т в течение 5-15 С с последующим дифференцированным охлаждением вначале со скоростью 4-8° С/с до 100° С, а затем со скоростью б-100° С/с до цеховой температуры . 3.Способ по п. 1, отличающий с   тем, что отпуск при 15( 250° С в печах периодичесютго действи  производ т при нагреве в течение 3-4 ч с последующим охлаждением под муфелем до 120°С.

Description

Изобретение относитс  к прокатному про изводств; и может использовано, в частности, при производстве стальной холоднокатаной полосы.

Известны способь производства малоуглеродистой холоднокатаной конструкцконной стали, при котором гор чекатаную полосу (подкат) после травлени  прокатьюают на четырех или п тиклетьевом стане холодной прокатки с суммарным обжатием 45-75%. Непосредственно после холодной прокатки листова  сталь имеет очень высокие пределы текучести и прочности, высокую твердость и низкое относительное удлинение. При последующей термообработке во врем  рекристаллизационного отжига холоднокатана  сталь приобретает больщую пластичность, но в то же врем  происходит ее разупрочнение. Рекристаллизационный отжиг провод т при нагреве холоднокатаной стали до темперутур, близких к AQJ , с определенной вьщержкой при этой температуре. При нагреве одно временно со сн тием внутренних напр же НИИ в холоднокатаном металле происходит его рекристаллизаци . Шсле рекристализационного отжига и охлаждени  металла подвергаетс  обычно дрессировке с обжати кш 0,8-1,4% Г.

Готова  к употреблению сталь имеет предел текучести (з..- 14-26 кг/мм при относительном удлинении сГ 50-25%.

Дл  .получени  более прочного холоднокатаного листа при удовлетворительных штампуемости и пластичности обычно примен ют низколегированную сталь с повьпиенным содержанием марганца и кремни  с добавками ванади , титана, ниоби , молибдена и других легирующих элементов. Одним из способов получени  высокопрочной тонколистовой конструкционной стали  вл етс  метод упрочнени  со структурными превращени ми (закалка-ютпуск) 2.

Упрочнение за счет введени  титана, ниоби  или ванади  приводит к желаемым результатам, однако ввиду дефицита и доро-; говизны этих легирующих элементов применение их дл  щирокораспространенных марок сталей экономически не целесообразно.

Упрочнение со структурными превращени ми требует дополнительных капитальных вложений на строительство закалочных устройств и отпускных агр ;гатов, а также значительного расхода энергоносител  (топлива) на нагрев под закалку и высокий отпуск.

Наиболее близким по техшпеской суиоюсти к предложенному  вл етс  способ т грмической обработки низколегированной стали, заключ;ающийс  в том, что полосу после гор чей прокатки, травлени , холодной про- . катки о обжатием 4-10% нагревают в печи непрерьшного действи  до: 900-1200°С, после чего подвергают охлаждению со скоростью больше критической до температуры окружаю- . щей среды, т.е. подвергают закалке. Далее поверхность полосы очищают от окалины и вновь нагревают до 725-850°С со скоростью 20-300° С с последующей вьщержкой в течение часа, т.е. осуществл ют высокотемпературный отпуск. Охлаждение после отпуска ведут со скоростью 10-50° С/с до 300-350°С, а далее с нерегламентированиой скоростью. В период между концом закалки и началом охлаждени  после отпуска производ т пластическую деформацию со степенью обжати  1-8% 3.

Недостатками известного способа  вл ютс  повыщенный расход энергоносител , необходимость создани  новых нагревательных печей и охлаждающих устройств. Только при нагреве единицы продукции (одной тонны металла) от температуры окружающей среды до 1200-900° С расходуетс  Q ккал

5 тепЛа:

Q emt2 - cm-t

где с 0,17 ккал/кгГрад - теплоемкость

металла;

0m 1000 кг- масса металла;

t2 1200-900° С; ti 20°С Q 0,17-ЮООх (900-1200) - 0,17 X lOOOx

X 20 149600-200600 ккал. Вторичный нагрев полосы до температзфы отпуска 725-850° С приводит так же к значительному расходу энергоносител  (топлива) на единицу продукции.

ЦЕЛЬЮ изобретени   вл етс  сокращение расхода энергоносител  при изготовлении холоднокатаного тонкого листа повьцценной Прочности,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу изготовлени  листового проката , включающему гор чую прокатку, травление , холодную прокатку с обжатием 4-10% и отпуск, отпуск производ т при 150250°С .

Отпуск при 150-250° С в печах непрерьтного действи  производ т в течение 5-15 с 0 с последующим дифференцированным охлаж ,дением вна але со скоростью 4-8° С/с до , а затем со скоростью 70-100°С/с до цеховой температуры.

Отпуск при 150-250° С в печах периодического действи  производ т при нагреве в течение 3-4 ч с последующим охлаждением под муфелем до 120° С.

Предлагаемый способ можно осуществл ть двум  пут ми.

Прокатаные на стане гор чей прокатки по-, лосы сматьгеают в рулоны, охлаждают, трав т и подвергают холодной прокатке с суммарным обжатнем 4-10%. Посте этого рулоны пропускают через агрегаты непрерывного ; действи , где производ т нагрев полосы до i 15Q-250C CQ скоростью, например, 30 град/i И вьщержку в течение 5-15 с. Охлаждение ; до 100° С осуществл ют в камере регулируемого охлаждени  со скоростью 4-8 груд/с, а дальнейщее ведут со скоростью 70- 100 гррд/с, например, за счет струйной обдувки полосы воздухом или воздушно-вод ной смесью. Нагрев до 150-250°С, вьщержку и охлаждение до 100° С осуществл ют в защитной атмосфере, например, состава, %: NZ 93-95; и HZ 5-7 с точкой росы 40°С.

Прокатаные на стане гор чей прокатки полрсы сматьшают в рулоны, охлаждают, трав т и подвергают холодной прокатке и суммарным обжатием 4-10%. После чего рулоны Подвергают низкотемпературному отпуску в печах периодического действи , например, кол паковых. На стенде колпаковых печей формируют стопу из 3-4 рулонов, накрывают муфелем и в течение 1-2 ч, с целью вытеснени  воздуха Осуществл ют холодную продувку защитным газом (N2 93-95%, Hj 3--5%, точка росы 40-50°С). Включают вентил ционный нагреватель и став т нагревательный колпак. Нагрев до 150-250° С ведут в течение 3-Л ч По достижении температуры отпуска 150-. 250 С снимают нагревательный колпак и осуществл ют охлаждение гюд муфелем до 120°С (5-10 град/ч), затем снимают муфель и рулоны подвергают принудительному охлаж дению до температуры окружающей среды на воздухе. Сокращение расхода энергоносител  (топлива ) по сравнению с известным способом достигаетс  за счет исключени  энергоемкой операщи закалки, а также замены высокотемпературного отпуска при температурах рекристаллизации низкотемпературным. Вдобавок , согласно предложенному техническому рещению получают дл  малоуглеродистых сталей оптимальное соотнощение 1ювьщ1енных прочностных характеристик при удовлетворительных пластических свойствах путем упрочнени  холодной деформацией с небольшими обжати ми и последующим кратковременным низкотемпературным отпуском. Отпуск при 150-250° С необходим дл  сн ти  напр жени  и повышени  пластических

характеристик упрочненной стали, обработанной по предложенному способу. Температура ни ед нецелесообразна, так как-при более низких температурах резко увеличкваетс  врем  процесса сн ти  напр жений, что приводит к дополнительным энергозатратам и нерациональному использованию оборудова-: ни ,- а при температурах выше 250°С происходит снижение значений предела текучести

6-|. и предела прочности bg .

Выдержка при этих температурах дает хорЬший эффект по ш тию напр женки в течение первых 15 с; оптимальное врем  выдержки дл  обработки в агрегатах непрерыв-;

ного действи  составл ет 5-15 с. Врем  выдержки менее 5 с не обеспечивает полного сн ти  напр жений при температуре отпуска 150°С, а увеличение времени вьщержки более 15 с приводит к нецелесообразному расходу средств нагрева.

На основании опьпных данных дл  печей пе{иодического действи  (колпаковых) с тепловой мощностью нагревательного колпа мл ккал и мощностью циркул ционного вентил тора 14-22 кВт длительность нагрева стопы рулонов массой 70-90 т до 150-250° С составл ет 3-4 ч. В агрегате непрерьтного действи  выбор скорости охлаждени  4-8 град/с до 100° С, а так же температура изменени  скорости охлаждени  св заны с необходимостью обеспечени  деформационно-термического старени . Скорость охлаждени  ниже 4 град/с не спо-: собствует ускорению процесса обработки. ПрН скорости охлаждени  выше 8 град/с отсутствуют услови  дл  прохождени  процесса в интервале температуре 250-100°С. У1величение скорости охлаждени  до 70- 100°С/с при , св зано с сокращением технологического цикла, так как при этих температурах изменений в структуре не происходит . Уменьшение скорости охлаждени  приводит только к увеличению длительности процесса, а увеличение потребует применени  шециальш охлаждающих устройств. В печах периодического действи  скорость охлаждени  10 град/ч определ етс  в основном скоростью передачи тепла от муфел  в окружающее пространство, осуществл емое за счет естественной конвекции воздуха. П р и м е р. В лабораторных услови х, согласно предлагаемому и известному способу обработаны образцы листовой стали марки 08 ПС, размером 30 х 300 мм. Химический состав стали приведен в таблЛ. Образцы вырезают из гор чекатаной травленой полосы, I толщиной 2 мм. Обработка образцов проводитс  тю трем режима режимы I-IJ - по..предлагаемому способу, режим Ж - по известному, в следующей последовательности. Режим Т. Холодна  прокатка с обжатием 5%; нагрев до 200° С со скорость р 30 град/ вьщержка при 10 с; охлаждение до 100°С со скоростью 5 град/с; охлаждение до температуры окружающей среды со скоростью 100 грал/с. Общее технологическое врем  составл ет 38,6 с. Режим II. Холодна  прокатка с обжатием 5%; нагрев до 200° С со скоростью 50 град/ до 120°С со скоростью 5 град/с; охлаждение до температуры окружающей среды со скоростью 5 град/ч. Общее врем  обработки составл ет 40 ч. Режим и (прототип). Нагрев до 900° С со скоростью 30° С/с; охлаждение (закалка) со скоростью 1000 град/с; деформаци  с обжатием 5%; нагрев до 725° С со скоростью 100 град/с; выдержка при 725° С 10 с; охлаждение до 300° С со скоростью 20 град/с; охлаждение на воздухе (50 град/с). Общее врем  обработки составл ет 70 с. I Данные механических испытаний по свойствам образцов указаны в табл. 2. I... Т а б л и ц а 2

(прототип)

Из представленных данных следует, что прочностные характеристики металла, полученные в результате обработки образцов по предлагаемым режимам значительно выще, чем при обработке по известному способу.

Основным преимуществом предлагаемого способа от известного  вл етс  то, что сложна  дорогосто ща  операци  закалки и высокотемпературиый отпуск замен ютс  низкотемпературным отпуском с регулируемым охлаждением, что позвол ет снизить расход энергоносител  на единицу продукции.

Применение предлагаемого способа производства листового проката повышенной прочности вместо известного способа позвол ет сократить расход энергоносител  на 287,1351 ,3 кВт/ч/т.

Claims (3)

1. f 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОВОГО ПРОКАТА, преимущественно повышен ной прочности, включающий горячую прокатку, травление, холодную прокатку с суммарным обжатием 4—10% и отпуск, о т ‘личающийся тем, что, с целью сокращения расхода энергоносители отпуск производят при 15О-25О°С.
2. 2. Способ по π. 1, отличающий с я тем, что отпуск при 150250° С в агрегатах непрерывного действия производят в течение 5—15 С с последующим дифференцированным охлаждением вначале со скоростью 4—8° С/с до 100^е С, а затем со скоростью Тб—100° С/с до цеховой температуры.
3. 3. Способ по π. 1, отличающ и й с я тем, что отпуск при 15(£250° С в печах периодического действия производят при нагреве в течение 3-4 ч с последующим охлаждением под муфелем до 120°С.

   Ш ПО Г 7)5