WO2023113645A1 - Method for producing low-alloy coil stock of strength grade s390p - Google Patents
Method for producing low-alloy coil stock of strength grade s390p Download PDFInfo
- Publication number
- WO2023113645A1 WO2023113645A1 PCT/RU2022/050282 RU2022050282W WO2023113645A1 WO 2023113645 A1 WO2023113645 A1 WO 2023113645A1 RU 2022050282 W RU2022050282 W RU 2022050282W WO 2023113645 A1 WO2023113645 A1 WO 2023113645A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- rolling
- temperature
- thickness
- steel
- low
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
The invention relates to the field of metallurgy, and more particularly to the production of rolled stock, and can be used for producing coil stock from structural steels, which exhibits increased fire-resistance. The technical result consists in producing strip coil stock with a high level of fire-resistance, without detriment to the strength and plastic properties and with a strength grade of S390P. A method for producing low-alloy strip coil stock with increased fire-resistance includes smelting a low-alloy low-carbon steel in a smelting vessel, micro-alloying the metal with titanium and aluminium, performing out-of-furnace treatment in a ladle, obtaining a continuously cast billet, austenitizing the obtained billet, rough rolling to the thickness of an intermediate product, cooling same, finishing rolling with a controlled end temperature, and laminar cooling with water to coiling temperature.
Description
Способ производства низколегированного рулонного проката категории прочности С390П Method for the production of low-alloyed rolled products of strength category S390P
Изобретение относится к области металлургии, в частности, к прокатному производству, и может быть использовано для изготовления рулонного проката из строительных сталей с повышенной огнестойкостью. The invention relates to the field of metallurgy, in particular to rolling production, and can be used for the manufacture of rolled products from building steels with increased fire resistance.
Низколегированные малоуглеродистые стали, используемые для изготовления строительных металлоконструкций, не всегда характеризуются достаточно высокой огнестойкостью. Тяжелые последствия пожаров на объектах промышленного и гражданского строительства являются следствием сравнительно низкой огнестойкости строительного металлопроката. При этом основной причиной разрушения металлоконструкций является обычно потеря устойчивости металлоконструкций ввиду критического снижения предела текучести под воздействием высоких температур. Таким образом, разработка новых более совершенных видов высокопрочного огнестойкого металлопроката для строительных металлоконструкций и металлургической технологии их производства является достаточно актуальной задачей. Low-alloyed low-carbon steels used for the manufacture of building steel structures are not always characterized by a sufficiently high fire resistance. Severe consequences of fires at industrial and civil construction sites are a consequence of the relatively low fire resistance of building rolled metal. In this case, the main reason for the destruction of metal structures is usually the loss of stability of metal structures due to a critical decrease in the yield strength under the influence of high temperatures. Thus, the development of new, more advanced types of high-strength fire-resistant rolled metal for building steel structures and the metallurgical technology of their production is a rather urgent task.
Для проката, используемого при изготовлении строительных металлоконструкций, огнестойкость оценивается, как способность материала максимально долго сохранять достаточно высокие значения предела текучести (от) при нагреве до высокой температуры, т.е. сохранять несущую способность всей конструкции в пожароопасных ситуациях. В качестве основного критерия огнестойкости непосредственно строительного проката, без учета характера изготовляемых из него металлоконструкций, обычно принимают степень сохранения предела текучести металла при критической температуре 600°С на уровне не менее, чем 0,6 от его номинальных значений при комнатной температуре. For rolled products used in the manufacture of building steel structures, fire resistance is assessed as the ability of a material to maintain sufficiently high values of the yield strength (o t ) for as long as possible when heated to a high temperature, i.e. maintain the load-bearing capacity of the entire structure in fire hazardous situations. As the main criterion for the fire resistance of directly building rolled products, without taking into account the nature of the metal structures made from it, the degree of preservation of the metal's yield strength at a critical temperature of 600 ° C is usually taken at a level of not less than 0.6 of its nominal values at room temperature.
Известен способ производства огнестойкого листового проката, включающий получение заготовки из низколегированной малоуглеродистой стали 06МБФ, содержащей, мае. %: С=0, 08-0,10; Mn=0,6-0,9; Si=0, 15-0,35; Cr=0,5-0,8; Ni=0, 1 -0,3; Cu<0,20; Мо=0,08-0,20; AI=0,02- 0,06; Nb=0,02-0,04; V=0,06-0,09; Ti=0, 015-0,035; с высокой чистотой по вредным примесям S<0,010%; Р<0,020%; железо и примеси - остальное. Листы изготовляют на толстолистовом реверсивном стане. Температура начала деформации составляет 1200-1210°С, а ее окончания 760-1000°С в зависимости от толщины листов. Полученный прокат подвергают термической обработке - ускоренному отпуску или закалке с ускоренным отпуском [1]. A known method for the production of fire-resistant sheet metal, including obtaining a workpiece from low-alloy low-carbon steel 06MBF, containing, May. %: C=0.08-0.10; Mn=0.6-0.9; Si=0.15-0.35; Cr=0.5-0.8; Ni=0, 1 -0.3; Cu<0.20; Mo=0.08-0.20; AI=0.02-0.06; Nb=0.02-0.04; V=0.06-0.09; Ti=0.015-0.035; with high purity for harmful impurities S<0.010%; P<0.020%; iron and impurities - the rest. Sheets are made on a plate reversing mill. The temperature of the beginning of deformation is 1200-1210°C, and its end is 760-1000°C, depending on the thickness of the sheets. The resulting rental is subjected to heat treatment - accelerated tempering or hardening with accelerated tempering [1].
Указанный способ обеспечивает получение уровня механических свойств проката, соответствующего требованиям к строительной стали С355. Однако, на практике для строительства необходим высокопрочный огнестойкий прокат С390П с более высоким уровнем прочностных характеристик - предел текучести более ЗЭОМПа. Кроме того, известный способ направлен на производство листового проката и не может быть использован при изготовлении полосового рулонного проката на широкополосовых станах.
Очевидно, что для получения рулонного огнестойкого проката необходимо соответствующим образом изменить состав легирующей композиции и определить технологические режимы рулонной прокатки (режимы частных обжатий по клетям, скорость охлаждения, температура смотки), что обуславливает необходимость разработки новых технических решений. Также актуальной задачей является снижение стоимости легирования, так как присутствующий в составе стали 06МБФ молибден значительно удорожает сталь, тем самым ограничивая ее применимость. This method provides a level of mechanical properties of rolled products that meet the requirements for structural steel C355. However, in practice, construction requires high-strength fire-resistant steel S390P with a higher level of strength characteristics - the yield strength is more than ZEOMPa. In addition, the known method is aimed at the production of sheet metal and cannot be used in the manufacture of strip coiled products on broadband mills. It is obvious that in order to obtain rolled fire-resistant rolled products, it is necessary to change the composition of the alloying composition accordingly and determine the technological regimes of roll rolling (modes of partial reductions in stands, cooling rate, coiling temperature), which necessitates the development of new technical solutions. Also, an urgent task is to reduce the cost of alloying, since the molybdenum present in the composition of steel 06MBF significantly increases the cost of steel, thereby limiting its applicability.
Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является способ производства низколегированного рулонного полосового проката с повышенной огнестойкостью, который включает выплавку в сталеплавильном агрегате низколегированной малоуглеродистой стали заданного химического состава, микролегирование металла титаном и алюминием, внепечную обработку в ковше, получение непрерывнолитой заготовки, аустенизацию полученной заготовки, черновую прокатку до толщины промежуточного подката, чистовую прокатку с регламентированной температурой конца прокатки и ламинарное охлаждение водой до температуры смотки в рулон. Для производства рулонных полос используют сталь следующего химического состава, мае. %: С = 0,06-0,20; Мп = 0,5-1 ,6; Si = 0,15-0,6; V = 0,03-0,20; Nb = 0,01-0,04; Al = 0,01 -0,10; Ti = 0,005- 0,05; Mo = 0,02-0,50; Cr = 0,10-0,30; Ni = 0,10-0,30; N = 0,005-0,012; S = 0,001 -0,020; P = 0,005- 0,025 остальное железо [2]. The closest in its technical essence to the proposed invention is a method for the production of low-alloyed rolled strip with increased fire resistance, which includes the smelting of low-alloyed low-carbon steel of a given chemical composition in a steel-smelting unit, microalloying of metal with titanium and aluminum, out-of-furnace processing in a ladle, obtaining a continuously cast billet, austenitization of the resulting blanks, rough rolling to the thickness of the intermediate roll, finishing rolling with a regulated end-of-roll temperature, and laminar water cooling to the coiling temperature. For the production of rolled strips, steel of the following chemical composition is used, May. %: C = 0.06-0.20; Mn = 0.5-1.6; Si = 0.15-0.6; V = 0.03-0.20; Nb = 0.01-0.04; Al = 0.01 -0.10; Ti = 0.005-0.05; Mo = 0.02-0.50; Cr = 0.10-0.30; Ni = 0.10-0.30; N = 0.005-0.012; S = 0.001 -0.020; P = 0.005-0.025 the rest is iron [2].
Общим с предлагаемым техническим решением является назначение изобретения, а также наличие на стадии прокатки таких операций, как получение заготовки из стали схожего качественного и количественного состава, аустенизацию заготовки, предварительная и окончательная деформации, ламинарное охлаждение. In common with the proposed technical solution is the purpose of the invention, as well as the presence at the rolling stage of such operations as obtaining a billet from steel of a similar qualitative and quantitative composition, austenitization of the billet, preliminary and final deformation, laminar cooling.
К недостаткам данного способа можно отнести то, что получаемые при его использовании рулонные полосы из низколегированной стали обладают высокой себестоимостью за счет легирования модибденом в значительных количествах, и недостаточно высокой огнестойкостью. Это обуславливает необходимость разработки способа производства низколегированных рулонных полос с более высокими значениями данной характеристики. The disadvantages of this method include the fact that the low-alloy steel rolled strips obtained by using it have a high cost due to alloying with modibdenum in significant quantities, and insufficiently high fire resistance. This necessitates the development of a method for the production of low-alloy coiled strips with higher values of this characteristic.
Таким образом, предлагаемое техническое решение должно содержать разработанный химический состав стали и режимы операций прокатного передела, обеспечивающие получение высоких прочностных свойств и требуемого уровня огнестойкости. Thus, the proposed technical solution should contain the developed chemical composition of steel and the operating modes of the rolling process, providing high strength properties and the required level of fire resistance.
Технический результат изобретения состоит в получении рулонного полосового проката с высоким уровнем огнестойкости при обеспечении уровня прочностных и пластических характеристик, соответствующего категории прочности С390П. Этот результат достигается тем, что в способе производства низколегированного рулонного проката категории прочности С390П, включающем выплавку в сталеплавильном агрегате низколегированной малоуглеродистой стали, микролегирование расплава титаном и
алюминием, внепечную обработку в ковше, получение непрерывнолитой заготовки, аустенизацию полученной заготовки, черновую прокатку до толщины промежуточного раската, его подстуживание, чистовую прокатку с регламентированной температурой конца прокатки и ламинарное охлаждение водой до температуры смотки в рулон, согласно изобретению непрерывнолитую заготовку получают из стали, содержащей, в мас.%: углерод 0,05-0,10 марганец 0,4-1 ,0 кремний 0, 1-0,5 хром 0,4-1 ,0 медь не более 0,15 никель не более 0,25 алюминий не более 0,10 ванадий 0,03-0,2 титан 0,001-0,04 ниобий 0,01-0,15 сера не более 0,010 фосфор не более 0,015 азот не более 0,010 железо и неизбежные примеси - остальное, причем содержание титана составляет не более 0,5 от содержания ванадия, а суммарное содержание ниобия, ванадия и титана - не более 0,25 мас.%, а углеродный эквивалент Сэ [3] не превышает 0,36, аустенизацию непрерывнолитой заготовки осуществляют с выдержкой при заданной температуре не менее 4 часов, последующую черновую прокатку заготовки производят при величине единичного относительного обжатия в первом проходе не менее 30% и не менее 20% в последнем проходе, причем толщину промежуточного раската устанавливают составляющей 3-5 толщины готового проката, а чистовую прокатку производят при величине единичного относительного обжатия в первом проходе не менее 20% и не более 12% в последнем проходе, причем температуру конца чистовой прокатки устанавливают в зависимости от толщины готового проката из соотношения Ткп=(920-к* ), °C, где h - толщина готового проката, мм, к - эмпирический коэффициент, составляющий от 3 до 6, а скорость ламинарного охлаждения готового проката на отводящем рольганге составляет 8-20°С/сек, причем смотку полосы в рулон производят в диапазоне температур 450-520°С, а показатель огнестойкости готового проката от +600/от +20 составляет не менее 0,6. The technical result of the invention consists in obtaining rolled strip with a high level of fire resistance while ensuring the level of strength and plastic characteristics corresponding to the strength category S390P. This result is achieved by the fact that in the method for the production of low-alloyed rolled products of strength category S390P, including the smelting of low-alloyed low-carbon steel in a steel-smelting unit, microalloying of the melt with titanium and aluminum, ladle processing, production of a continuously cast billet, austenitization of the resulting billet, rough rolling to the thickness of the intermediate roll, its cooling, finishing rolling with a regulated temperature of the end of rolling and laminar cooling with water to the coiling temperature, according to the invention, a continuously cast billet is obtained from steel, containing, in wt.%: carbon 0.05-0.10 manganese 0.4-1.0 silicon 0.1-0.5 chromium 0.4-1.0 copper not more than 0.15 nickel not more than 0, 25 aluminum not more than 0.10 vanadium 0.03-0.2 titanium 0.001-0.04 niobium 0.01-0.15 sulfur not more than 0.010 phosphorus not more than 0.015 nitrogen not more than 0.010 iron and inevitable impurities - the rest, and the content titanium is not more than 0.5 of the vanadium content, and the total content of niobium, vanadium and titanium is not more than 0.25 wt.%, and the carbon equivalent of Ce [3] does not exceed 0.36, the austenization of a continuously cast billet is carried out with holding at a given temperature for at least 4 hours, the subsequent rough rolling of the billet is carried out at a value of a single relative reduction in the first pass of at least 30% and at least 20% in the last pass, and the thickness of the intermediate roll is set to be 3-5 of the thickness of the finished rolled product, and finishing rolling is carried out at the value of a single relative reduction in the first pass is not less than 20% and not more than 12% in the last pass, and the temperature of the finish rolling end is set depending on the thickness of the finished rolled product from the ratio Tkp = (920-k * ), ° C, where h is the thickness finished rolled products, mm, k - empirical coefficient ranging from 3 to 6, and the laminar cooling rate of finished rolled products on the discharge roller table is 8-20 ° C / s, and the strip is wound into a roll in the temperature range of 450-520 ° C, and the fire resistance index of finished rolled products o t +600 / o t +20 is at least 0.6.
Сущность изобретения состоит в том, что полное использование ресурса механических и эксплуатационных свойств, имеющегося в низколегированной стали данного химического состава, обеспечивается деформационно-термическим режимом ее производства. Технология прокатки направлена на получение оптимальной ферритно-бейнитной структуры,
измельчение элементов микроструктуры, упрочнение твердого раствора, дисперсионное твердение, дислокационное и текстурное упрочнение, обеспечивающие высокий уровень прочностных характеристик и огнестойкости, соответствующий прокату категории прочности С390П. The essence of the invention lies in the fact that the full use of the resource of mechanical and operational properties available in low-alloy steel of a given chemical composition is ensured by the deformation-thermal mode of its production. The rolling technology is aimed at obtaining the optimal ferrite-bainitic structure, grinding of microstructure elements, solid solution hardening, precipitation hardening, dislocation and textural hardening, providing a high level of strength characteristics and fire resistance, corresponding to rolled products of the S390P strength category.
Сначала выплавляют заготовку из стали с заданным химическим составом. Содержание углерода в низколегированной стали определяет ее прочностные характеристики. Содержание углерода менее 0,05% технологически сложно обеспечить на сталеплавильном переделе. В то же время увеличение содержания углерода более 0, 10% ухудшает ударную вязкость и огнестойкость рулонной полосы и приводит к появлению неравномерности свойств по ее толщине в результате зональной ликвации. First, a billet is smelted from steel with a given chemical composition. The carbon content in low-alloy steel determines its strength characteristics. The carbon content of less than 0.05% is technologically difficult to ensure in the steelmaking process. At the same time, an increase in the carbon content of more than 0.10% worsens the impact strength and fire resistance of the rolled strip and leads to the appearance of uneven properties over its thickness as a result of zonal segregation.
В низколегированной полосовой стали рассматриваемого сортамента легирование марганцем и хромом способствует твердорастворному упрочнению металла, и, соответственно, повышению прочностных характеристик готового проката. Снижение содержания марганца менее 0,4% приводит к снижению предела текучести и предела прочности ниже допустимых пределов. В то же время содержание марганца должно быть не более 1 ,0%, поскольку только до этих значений он способствует растворению в твердом растворе микролегирующих элементов, образующих дисперсные термически устойчивые частицы карбонитридных фаз, способствующие повышению огнестойкости. Относительно низкое содержание углерода и марганца способствует получению низких значений углеродного эквивалента, т.е. хорошей свариваемость проката. In the low-alloyed strip steel of the range under consideration, alloying with manganese and chromium contributes to the solid-solution hardening of the metal, and, accordingly, to an increase in the strength characteristics of the finished rolled product. Reducing the manganese content of less than 0.4% leads to a decrease in the yield strength and tensile strength below acceptable limits. At the same time, the manganese content should be no more than 1.0%, since only up to these values does it contribute to the dissolution of microalloying elements in the solid solution, which form dispersed thermally stable particles of carbonitride phases, which contribute to an increase in fire resistance. The relatively low content of carbon and manganese contributes to low carbon equivalent values, i.e. good weldability of rolled products.
Использование кремния необходимо для проведения раскисления стали при выплавке и для повышения прочностных характеристик рулонной полосы. Снижение содержания кремния менее 0,1 % существенно усложняет сталеплавильный процесс, за счет негативного влияния на жидкотекучесть расплава, и приводит к неоправданному повышению себестоимости проката. В то же время повышение содержания кремния более 0,5% сопровождается возрастанием количества силикатных включений, снижающих ударную вязкость и огнестойкость металла. Кроме того, это приводит к ухудшению свариваемости полосы. The use of silicon is necessary to carry out the deoxidation of steel during smelting and to improve the strength characteristics of the rolled strip. A decrease in the silicon content of less than 0.1% significantly complicates the steelmaking process, due to a negative effect on the fluidity of the melt, and leads to an unjustified increase in the cost of rolled products. At the same time, an increase in the silicon content of more than 0.5% is accompanied by an increase in the amount of silicate inclusions, which reduce the impact strength and fire resistance of the metal. In addition, this leads to a deterioration in the weldability of the strip.
Алюминий используется для раскисления и модифицирования стали. Связывая излишки азота в нитриды, он подавляет его негативное воздействие на свойства листов. Это обуславливает необходимость снижения содержания алюминия до уровня не более 0,10%. Aluminum is used to deoxidize and modify steel. By binding excess nitrogen into nitrides, it suppresses its negative impact on the properties of sheets. This makes it necessary to reduce the aluminum content to a level of not more than 0.10%.
Микролегирование никелем в пределах до 0,25% способствует повышению качества поверхности полосы при прокатке за счет предотвращения налипания металла на рабочие валки и благоприятно сказывается на повышении огнестойкости. В то же время при увеличении содержания никеля более 0,25% эффективность его использования сохраняется прежней, а себестоимость металла возрастает, т.е. имеет место необоснованное удорожание проката.
Хром является важным легирующим элементом для сталей рассматриваемого сортамента, поскольку в заявленном диапазоне он уменьшает интенсивность снижения прочностных характеристик металла при пожаре, повышая сопротивление разупрочнению при температурах выше 550°С. Легирование хромом в рассматриваемом диапазоне повышает прочностные характеристики и огнестойкость металла. В указанных температурных интервалах прокатки и смотки хром способствует формированию не менее чем 30% микроструктуры низкоуглеродистого бейнита, необходимой как для обеспечения требуемых прочностных свойств проката при комнатной температуре, так и предела текучести при 600°С. В рамках указанной концентрации хром не оказывает вредного влияния на свариваемость полосового проката при производстве строительных металлоконструкций. Однако при увеличении концентрации хрома более 1 ,0% существенно возрастает себестоимость легирования без улучшения эксплуатационных и механических свойств. Nickel microalloying in the range of up to 0.25% improves the surface quality of the strip during rolling by preventing metal sticking to the work rolls and favorably affects the increase in fire resistance. At the same time, with an increase in the nickel content of more than 0.25%, the efficiency of its use remains the same, and the cost of the metal increases, i.e. there is an unreasonable increase in the cost of rental. Chromium is an important alloying element for steels of the considered assortment, since in the stated range it reduces the intensity of the decrease in the strength characteristics of the metal during a fire, increasing the resistance to softening at temperatures above 550°C. Alloying with chromium in the considered range increases the strength characteristics and fire resistance of the metal. In the specified temperature ranges of rolling and coiling, chromium contributes to the formation of at least 30% of the microstructure of low-carbon bainite, which is necessary both to ensure the required strength properties of rolled products at room temperature and the yield strength at 600°C. Within the specified concentration, chromium does not adversely affect the weldability of flat products in the production of building metal structures. However, with an increase in the chromium concentration of more than 1.0%, the cost of alloying increases significantly without improving the operational and mechanical properties.
Титан необходим для связывания азота в нитриды. Частицы нитрида титана препятствуют росту зерна аустенита в ходе нагрева, в процессе сварки при изготовлении строительных металлоконструкций не происходит их растворения и разупрочнения зоны сварного шва. Titanium is needed to bind nitrogen to nitrides. Titanium nitride particles prevent the growth of austenite grains during heating; during welding in the manufacture of building metal structures, they do not dissolve and weaken the weld zone.
При ламинарном охлаждении прокатанных полос микролегирование стали ниобием, в процессе горячей прокатки перед началом ферритного превращения в металле формируются вытянутые зерна наклепанного аустенита с высокой плотностью центров зарождения ферритной фазы, что способствует возникновению дислокационной ячеистой микроструктуры стали, обеспечивающей сочетание требуемых прочностных и пластических свойств металла, в том числе при повышенной температуре. Мелкодисперсные карбонитриды ниобия тормозят рекристаллизацию аустенита при температурах горячей прокатки, что способствует измельчению зерна при прокатке по предложенным технологическим режимам. Ниобий, оставшийся после прокатки в твердом растворе, повышает устойчивость аустенита и увеличивает долю бейнита в микроструктуре, что благотворно влияет на огнестойкость. Ванадий, как и часть ниобия, не выделившаяся в виде частиц при прокатке, при рекомендованных режимах смотки сохраняются после прокатки в твердом растворе, но при нагреве до температуры пожара образуют дисперсные термически устойчивые частицы карбонитридных фаз, что способствует повышению огнестойкости. Выделяясь при нагреве до температуры пожара 550-600°С, эти дисперсные частицы повышают атермическую составляющую прочностных характеристик стали и, обладая повышенным сопротивлением к коагуляции, достаточно эффективно сдерживают снижение прочности, в случае повышения температуры при пожаре. Однако, при суммарном содержании указанных элементов более 0,2% металл характеризуется снижением низкотемпературной вязкости. Кроме того, это неоправданно ухудшает свариваемость горячекатаных полос при изготовлении металлоконструкций без дальнейшего повышения механических свойств.
Сталь предложенного состава может содержать в виде примесей не более 0,015% фосфора и не более 0,010% серы. При указанных предельных концентрациях эти элементы в горячекатаных полосах из стали предложенного состава не оказывают заметного негативного воздействия на механические и эксплуатационные свойства полос, тогда как их удаление из расплава существенно повышает затраты на производство и усложняет технологический процесс. Увеличение концентрации этих вредных примесей, особенно - серы, более предложенных значений существенно ухудшает показатели огнестойкости полос и, в особенности, низкотемпературную ударную вязкость. During laminar cooling of rolled strips, microalloying of steel with niobium, during hot rolling, before the onset of ferrite transformation, elongated grains of work-hardened austenite with a high density of ferrite phase nucleation centers are formed in the metal, which contributes to the emergence of a dislocation cellular microstructure of steel, which provides a combination of the required strength and plastic properties of the metal, in including at elevated temperatures. Finely dispersed niobium carbonitrides inhibit the recrystallization of austenite at hot rolling temperatures, which contributes to grain refinement during rolling according to the proposed technological regimes. The niobium remaining after solution rolling increases the stability of austenite and increases the proportion of bainite in the microstructure, which has a beneficial effect on fire resistance. Vanadium, as well as a part of niobium, which was not released in the form of particles during rolling, under the recommended winding modes remain after rolling in a solid solution, but when heated to a fire temperature, they form dispersed thermally stable particles of carbonitride phases, which contributes to an increase in fire resistance. Being released when heated to a fire temperature of 550-600 ° C, these dispersed particles increase the athermal component of the strength characteristics of steel and, having an increased resistance to coagulation, quite effectively restrain the decrease in strength in the event of an increase in temperature during a fire. However, when the total content of these elements is more than 0.2%, the metal is characterized by a decrease in low-temperature viscosity. In addition, this unnecessarily worsens the weldability of hot-rolled strips in the manufacture of metal structures without further improving the mechanical properties. The steel of the proposed composition may contain in the form of impurities not more than 0.015% phosphorus and not more than 0.010% sulfur. At the indicated limiting concentrations, these elements in hot-rolled strips of steel of the proposed composition do not have a noticeable negative effect on the mechanical and operational properties of the strips, while their removal from the melt significantly increases production costs and complicates the process. An increase in the concentration of these harmful impurities, especially sulfur, over the proposed values significantly worsens the fire resistance of the strips and, in particular, the low-temperature impact strength.
В целом приведенное содержание элементов обеспечивает получение необходимого фазового состава и эксплуатационные свойства штрипса при реализации предлагаемых технологических режимов прокатки. On the whole, the given content of elements provides the required phase composition and operational properties of the strip when implementing the proposed rolling technological regimes.
Нагрев непрерывнолитой заготовки под горячую прокатку с выдержкой не менее 4 часов являются необходимым условием аустенизации стали по всему объему этой заготовки. При этом происходит полное растворение в аустенитной матрице сульфидов, фосфидов, нитридов, легирующих и примесных соединений, карбонитридных упрочняющих частиц. Одновременно повышается технологическая пластичность и деформируемость заготовок при прокатке. Heating a continuously cast billet for hot rolling with a holding time of at least 4 hours is a necessary condition for steel austenization throughout the entire volume of this billet. When this occurs, complete dissolution in the austenitic matrix of sulfides, phosphides, nitrides, alloying and impurity compounds, carbonitride hardening particles. At the same time, the technological plasticity and deformability of the workpieces during rolling increases.
Черновая прокатка заготовки, находящейся в пластичном состоянии после нагрева, является подготовительной ступенью деформации и обеспечивает получение исходной однородной структуры подката путем измельчения зерна аустенита за счет статической рекристаллизации. При черновой прокатке на стан поступает «высокая» непрерывнолитая заготовка, поэтому, чтобы деформация и измельчение зерна аустенита доходило от поверхностных слоев до оси заготовки, первый проход производят с единичным относительным обжатием не менее 30%, а последний проход - не менее 20%. Это позволяет обеспечить проработку осевой зоны заготовки и разрушение ликвационной полосы в этой зоне. При такой величине единичных обжатий по проходам черновая прокатка обеспечивает интенсивное измельчение аустенитного зерна в промежуточном раскате до размера 30-70 мкм. Rough rolling of the billet, which is in a plastic state after heating, is a preparatory stage of deformation and provides the initial uniform structure of the rolled product by grinding the austenite grain due to static recrystallization. During rough rolling, a “high” continuously cast billet enters the mill, therefore, in order for the deformation and refinement of the austenite grain to reach from the surface layers to the axis of the billet, the first pass is made with a single relative reduction of at least 30%, and the last pass is at least 20%. This allows for the development of the axial zone of the workpiece and the destruction of the segregation strip in this zone. With such a value of single reductions along the passes, rough rolling provides intensive grinding of austenite grains in the intermediate roll to a size of 30–70 μm.
Толщину промежуточного раската после черновой прокатки устанавливают составляющей 3-5 толщины готовой полосы, поскольку именно такой диапазон толщин позволяет провести последующую контролируемую чистовую прокатку в области отсутствия рекристаллизации аустенита, и обеспечить развитие текстуры и образование субзерен аустенита для формирования дополнительных центров зарождения ферритной фазы для получения мелкого зерна после превращения в качестве фактора, улучшающего огнестойкость. The thickness of the intermediate roll after rough rolling is set to be 3-5 of the thickness of the finished strip, since it is precisely this range of thicknesses that allows subsequent controlled finishing rolling in the region of the absence of austenite recrystallization, and to ensure the development of texture and the formation of austenite subgrains to form additional centers of nucleation of the ferrite phase to obtain a fine grain after transformation as a factor that improves fire resistance.
Упрочнение рулонной полосы в процессе чистовой многопроходной прокатки в двухфазной области с затрудненной рекристаллизацией аустенита характеризуется тем, что в первом проходе наиболее интенсивно упрочняются поверхностные слои заготовки,
получающие максимальную деформацию. При величине единичного относительного обжатия в первом проходе не менее 20% это упрочнение поверхностных слоев охватывает всю толщину раската. В тоже время величина единичного относительного обжатия в последнем проходе не более 12% позволяет получить требуемую толщину готовой полосы. Strengthening of the coiled strip during finishing multi-pass rolling in a two-phase region with difficult austenite recrystallization is characterized by the fact that the surface layers of the workpiece are most intensively strengthened in the first pass, receiving the maximum deformation. When the value of a single relative reduction in the first pass is not less than 20%, this hardening of the surface layers covers the entire thickness of the workpiece. At the same time, the value of a single relative reduction in the last pass, not more than 12%, allows obtaining the required thickness of the finished strip.
Диапазон температуры конца чистовой прокатки устанавливают в зависимости от толщины готового проката из соотношения Ткп=(920-к* ), °C, где h - толщина проката, мм, к - эмпирический коэффициент, для данного сортамента составляющий к=3...6. Температура конца чистовой прокатки в диапазоне, определяемом указанными значениями коэффициента к, позволяет обеспечить получение прочностных характеристик готового проката, соответствующих категории прочности С390П. The temperature range for the end of finishing rolling is set depending on the thickness of the finished rolled product from the ratio Ткп=(920-k* ), °C, where h is the thickness of the rolled product, mm, k is an empirical coefficient, for this range of components k=3...6 . The temperature at the end of finishing rolling in the range determined by the specified values of the k coefficient makes it possible to obtain the strength characteristics of the finished rolled products corresponding to the strength category S390P.
Ускоренное ламинарное охлаждение прокатанного штрипса со скоростью 8-20 °С/сек позволяет получить оптимальную ферритно-перлитную структуру с долей бейнита не менее 30% и морфологию фаз, обеспечивающие высокие прочностные характеристики и необходимый уровень огнестойкости проката. Accelerated laminar cooling of the rolled strip at a rate of 8-20 °C/sec makes it possible to obtain an optimal ferrite-pearlite structure with a bainite content of at least 30% and a phase morphology that provides high strength characteristics and the required level of fire resistance of rolled products.
Для стабилизации свойств полученного проката, после ускоренного охлаждения полосу необходимо охлаждать более медленно, чтобы обеспечить снятие остаточных внутренних напряжений. Это повышает уровень механических свойств полученного проката. Такое медленное охлаждение достигается после смотки полосы в рулон при температуре 450-520°С в ходе остывания этого рулона, и способствует получению мелкозернистой равновесной структуры металла. To stabilize the properties of the obtained rolled products, after accelerated cooling, the strip must be cooled more slowly to ensure the removal of residual internal stresses. This increases the level of mechanical properties of the resulting rolled products. Such slow cooling is achieved after winding the strip into a roll at a temperature of 450-520°C during the cooling of this roll, and contributes to obtaining a fine-grained equilibrium structure of the metal.
В целом режимы прокатки и последующего охлаждения огнестойкой стали С390П обеспечивают получение феррито-бейнитной структуры с большой плотностью дислокаций и большим количеством дисперсных фаз, выделяющихся при нагреве до температур пожара, за счет сохранения в твердом растворе определенного количества ванадия и ниобия для последующего выделения в процессе нагрева, что способствует торможению процессов разупрочнения и повышению огнестойкости готового проката до нормативного уровня стт+600/стт+20 > 0,6. In general, the modes of rolling and subsequent cooling of S390P fire-resistant steel provide a ferrite-bainite structure with a high density of dislocations and a large number of dispersed phases that are released when heated to fire temperatures, due to the preservation of a certain amount of vanadium and niobium in the solid solution for subsequent release during heating. , which helps to slow down the processes of softening and increase the fire resistance of finished rolled products to the standard level of stt +600 / stt +20 > 0.6.
Применение способа поясняется примером его реализации при производстве рулонной полосы размером 10*1750 мм, категории прочности С390П. Производят изготовление заготовок из стали, содержащей, мас.%: С=0,062; Mn=0,60; Si=0,24; Cr=0,60; Ni=0,08; Nb=0,05; Cu=0,05; AI=0,05; V=0,085; Ti=0,02; P=0,01 ; железо и примеси, с содержанием каждого примесного элемента менее 0,03% - остальное. При этом содержание титана составляет 0,24 от содержания ванадия, т.е. соответствует заявленному диапазону. Суммарное содержание ниобия, ванадия и титана составляет 0,155%, т.е. соответствует условиям рассматриваемого технического решения. Углеродный эквивалент полученной стали составляет Сэ = 0,31 , т.е. соответствует заявленному диапазону. The application of the method is illustrated by an example of its implementation in the production of a rolled strip with a size of 10 * 1750 mm, strength category S390P. Produce the manufacture of blanks from steel containing, wt.%: C=0,062; Mn=0.60; Si=0.24; Cr=0.60; Ni=0.08; Nb=0.05; Cu=0.05; AI=0.05; V=0.085; Ti=0.02; P=0.01; iron and impurities, with the content of each impurity element less than 0.03% - the rest. In this case, the titanium content is 0.24 of the vanadium content, i.e. corresponds to the stated range. The total content of niobium, vanadium and titanium is 0.155%, i.e. corresponds to the conditions of the considered technical solution. The carbon equivalent of the resulting steel is Ce = 0.31, i.e. corresponds to the stated range.
Следует также отметить, что выплавленная сталь предложенного состава содержала в виде примесей 0,010% фосфора и 0,007% серы. При указанных предельных концентрациях
эти элементы в подобной стали не оказывают заметного негативного воздействия на качество полосы, тогда как их удаление из расплава существенно повышает затраты на производство и усложняет технологический процесс. It should also be noted that the smelted steel of the proposed composition contained 0.010% phosphorus and 0.007% sulfur as impurities. At the specified limit concentrations these elements in such steel do not have a noticeable negative effect on the quality of the strip, while their removal from the melt significantly increases production costs and complicates the technological process.
При нагреве непрерывнолитых заготовок размером 315x1850x4520 мм до температуры 1190°С в течении 6 часов, происходила аустенизация низколегированной стали, растворение дисперсных карбонитридных упрочняющих частиц. When continuously cast billets with a size of 315x1850x4520 mm were heated to a temperature of 1190°C for 6 hours, austenization of low-alloy steel occurred, dissolution of dispersed carbonitride hardening particles.
После выдачи из печи осуществляли черновую прокатку заготовки с обжатием в первом проходе на толщину 220 мм, т.е. на 30%, в последнем проходе - обжатие с 55 мм на толщину 45 мм, т.е. на 20%. При этом толщина промежуточного раската 45 мм составляла 4,5 толщины готовой полосы, что соответствует заявленному диапазону. After delivery from the furnace, rough rolling of the billet was carried out with reduction in the first pass to a thickness of 220 mm, i.e. by 30%, in the last pass - compression from 55 mm to a thickness of 45 mm, i.e. by 20%. At the same time, the thickness of the intermediate roll of 45 mm was 4.5 of the thickness of the finished strip, which corresponds to the declared range.
Затем производили подстуживание полученного раската на рольганге стана, путем естественного охлаждения на воздухе, после которого осуществляли его чистовую прокатку на размер рулонной полосы 10,0x1750 мм. При этом в первом проходе чистовой прокатки единичное относительное обжатие производили с 45 мм на толщину 36 мм, т.е. на 20%, в соответствии с заявленными диапазонами. В последнем проходе - с 10,8 мм на толщину 10 мм, т.е. единичное обжатие составляло 8% и соответствовало заявленному диапазону. Then, the resulting roll was cooled on the roller table of the mill by natural cooling in air, after which it was finished rolling to a roll strip size of 10.0x1750 mm. In this case, in the first pass of finishing rolling, a single relative reduction was carried out from 45 mm to a thickness of 36 mm, i.e. by 20%, in accordance with the declared ranges. In the last pass - from 10.8 mm to a thickness of 10 mm, i.e. the single reduction was 8% and within the stated range.
При этом температура конца чистовой прокатки составляла 865°С, т.е. также соответствовала заявленному диапазону от Ткп=(920-к*Ь)=(920-6*10)=860°С до Ткп=(920- k*h)=(920-3*10)=890°C для толщины листа 10 мм. При такой температуре конца прокатки происходит субзеренное упрочнение, которое существенно влияет на формирование механических свойств. The temperature at the end of finishing rolling was 865°C, i.e. also corresponded to the declared range from Tkp=(920-k*b)=(920-6*10)=860°C to Tkp=(920-k*h)=(920-3*10)=890°C for thickness sheet 10 mm. At this end-of-rolling temperature, subgrain hardening occurs, which significantly affects the formation of mechanical properties.
Прокатанную полосу подвергали ускоренному ламинарному охлаждению водой при транспортировке по отводящему рольгангу перед смоткой в рулон со скоростью 12°С/сек до температуры 520°С, при которой производили смотку рулона. Параметры охлаждения и смотки соответствовали заявленному диапазону. Ламинарное охлаждение обеспечивало повышение дисперсности фазовых составляющих и формирование феррито-бейнитной структуры. В то же время замедленное охлаждение металла при остывании полосы в рулоне способствовало снятию внутренних термических напряжений в материале полосы и завершению структурно-фазовых превращений. The rolled strip was subjected to accelerated laminar water cooling during transportation along the discharge roller table before winding into a roll at a speed of 12°C/sec to a temperature of 520°C, at which the roll was wound. The parameters of cooling and winding corresponded to the declared range. Laminar cooling provided an increase in the dispersity of the phase components and the formation of a ferrite-bainitic structure. At the same time, the slow cooling of the metal during the cooling of the strip in the coil contributed to the removal of internal thermal stresses in the strip material and the completion of structural-phase transformations.
Механические свойства определяли на поперечных образцах. Температурнодеформационный режим прокатки обеспечил получение мелкозернистой феррито-бейнитной структуры с заметной поперечной и продольной анизотропией зерен. Испытания на статическое растяжение при комнатной температуре и при температуре 600°С осуществляли на плоских образцах по ГОСТ 1497, а на ударный изгиб на образцах с V-образным надрезом по ГОСТ 9454 при температуре -40°С. Получены следующие механические свойства для поперечных образцов при комнатной температуре: временное сопротивление ов 2°=520-560 Н/мм2; предел текучести от 2°=390-420 Н/мм2; относительное удлинение б20=21 -24%; ударная вязкость КС\/'40=90-120Дж/см2. При повышенной температуре 600°С: временное
сопротивление ов 60°=300-350 Н/мм2; предел текучести от 600=245-270 Н/мм2. Указанный уровень свойств полностью соответствует требованиям, предъявляемым к огнестойкому полосовому прокату С390П [3]. Mechanical properties were determined on transverse samples. The temperature-deformation regime of rolling ensured the production of a fine-grained ferrite-bainitic structure with a noticeable transverse and longitudinal grain anisotropy. Static tensile tests at room temperature and at a temperature of 600°C were carried out on flat samples according to GOST 1497, and on impact bending on samples with a V-shaped notch according to GOST 9454 at a temperature of -40°C. The following mechanical properties were obtained for transverse specimens at room temperature: tensile strength o in 2 °=520-560 N/mm 2 ; yield strength from t 2 ° \u003d 390-420 N / mm 2 ; relative elongation b 20 =21 -24%; impact strength KS\/' 40 =90-120J/cm 2 . At an elevated temperature of 600°C: temporary resistance about at 60 ° \u003d 300-350 N / mm 2 ; yield strength from t 600 \u003d 245-270 N / mm 2 . The specified level of properties fully complies with the requirements for fire-resistant strip S390P [3].
Таким образом, применение предложенного способа прокатки обеспечивает достижение требуемого результата - получение на широкополосовом прокатном стане огнестойкого проката с высоким уровнем механических свойств. Thus, the application of the proposed rolling method ensures the achievement of the desired result - the production of fire-resistant rolled products with a high level of mechanical properties on a wide-strip rolling mill.
Оптимальные параметры реализации способа были определены эмпирическим путем. Экспериментально установлено, что при продолжительности аустенизации в ходе нагрева перед прокаткой менее 4 часов заготовка не успевает равномерно прогреться и не удается обеспечить гомогенизацию аустенитной структуры, что препятствует получению требуемого уровня свойств готового проката. The optimal parameters for the implementation of the method were determined empirically. It has been experimentally established that if the duration of austenization during heating before rolling is less than 4 hours, the billet does not have time to warm up uniformly and it is not possible to ensure homogenization of the austenitic structure, which prevents obtaining the required level of properties of the finished rolled product.
Черновая прокатка нагретой непрерывнолитой заготовки при величине единичного относительного обжатия в первом проходе менее 30% не позволяет провести существенную проработку её осевой зоны, т.е. не обеспечивает разбивку ликвационной полосы, необходимую для получения требуемого уровня механических свойств проката. Величина единичного относительного обжатия в последнем проходе черновой прокатки менее 20% также может неблагоприятно сказываться на уровне механических свойств и огнестойкости. Rough rolling of a heated continuously cast billet at a value of a single relative reduction in the first pass of less than 30% does not allow for a significant study of its axial zone, i.e. does not provide breakdown of the segregation strip necessary to obtain the required level of mechanical properties of rolled products. The value of a single relative reduction in the last pass of rough rolling less than 20% can also adversely affect the level of mechanical properties and fire resistance.
Из опыта установлено, что при толщине промежуточного раската, составляющей менее 3 толщин готовой полосы, на стадии чистовой прокатки невозможно обеспечить суммарную деформацию, достаточную для проработки структуры металла и получения достаточно мелкого зерна в готовом изделии. В то же время, при толщине промежуточного раската более 5 толщин готового штрипса, он слишком массивен, и операция его промежуточного подстуживания между черновой и чистовой стадиями прокатки занимает слишком много времени. Иначе говоря, промежуточный раскат остывает до заданной температуры слишком долго, что неоправданно замедляет производственный процесс и приводит к снижению производительности стана. From experience it has been established that with an intermediate roll thickness of less than 3 thicknesses of the finished strip, at the stage of finishing rolling it is impossible to provide a total deformation sufficient to work out the metal structure and obtain a sufficiently fine grain in the finished product. At the same time, if the thickness of the intermediate roll is more than 5 thicknesses of the finished strip, it is too massive, and the operation of its intermediate cooling between the roughing and finishing stages of rolling takes too much time. In other words, the intermediate roll cools down to the set temperature for too long, which unnecessarily slows down the production process and leads to a decrease in the productivity of the mill.
Практика показывает, что при величине единичных относительных обжатий промежуточного раската в первом проходе чистовой прокатки менее 20%, не всегда удается обеспечить интенсивную проработку структуры раската по толщине для установленного температурного диапазона деформации. Поэтому снижение величины единичного обжатия менее 20% приводит к ухудшению механических свойств готовой полосы. В то же время увеличение величины единичного обжатия в низкотемпературном диапазоне чистовой прокатки более 12% характеризуется возможным повышением усилия прокатки и нагрузки на рабочие валки стана выше допустимой величины. Practice shows that when the value of individual relative reductions of the intermediate roll in the first pass of finishing rolling is less than 20%, it is not always possible to provide intensive study of the structure of the roll in thickness for the specified temperature range of deformation. Therefore, reducing the value of a single reduction of less than 20% leads to a deterioration in the mechanical properties of the finished strip. At the same time, an increase in the value of a single reduction in the low-temperature range of finishing rolling by more than 12% is characterized by a possible increase in the rolling force and the load on the work rolls of the mill above the allowable value.
Экспериментально установлено, что, если для рассматриваемого сортамента проката С390П температура окончания чистовой прокатки выше, чем устанавливаемая из соотношения Ткп=(920-к*Ь)°С, то не всегда удается достигнуть степени измельчения микроструктуры в процессе чистовой прокатки, необходимой для получения требуемого
уровня механических свойств готовой продукции, т.е. при к<3 возможно получение величины предела текучести ниже допустимых для данного сортамента значений. В то же время при температуре окончания чистовой прокатки меньше значений, определяемых из указанного соотношения (при к>6), имеет место повышение усилий прокатки, которое может приводить к возникновению аварийной ситуации при превышении допустимых значений этих усилий для последних клетей чистовой группы широкополосного стана. Кроме того, в этом случае возможно получение величины относительного удлинения ниже допустимых для данного сортамента значений. It has been experimentally established that if for the considered range of rolled products С390П the temperature of the end of finishing rolling is higher than that established from the ratio Ткп=(920-к*b)°С, then it is not always possible to achieve the degree of microstructure refinement in the process of finishing rolling, which is necessary to obtain the required the level of mechanical properties of the finished product, i.e. at k<3, it is possible to obtain a yield strength value lower than the values allowed for a given assortment. At the same time, when the end temperature of finishing rolling is lower than the values determined from the indicated ratio (at k>6), there is an increase in rolling forces, which can lead to an emergency situation when the permissible values of these forces are exceeded for the last stands of the finishing group of a broad-strip mill. In addition, in this case, it is possible to obtain a relative elongation value below the values allowed for a given assortment.
Ламинарное охлаждение полученной полосы заданного химического состава на отводящем рольганге со скоростью менее 8°С/с приводит к получению преимущественно ферритной структуры с недостаточным уровнем прочностных характеристик для проката С390П. В то же время повышение скорости охлаждения до уровня выше 20°С/с может приводить к слишком большому снижению пластических характеристик за счет увеличения доли бейнитной составляющей в структуре. Laminar cooling of the resulting strip of a given chemical composition on a discharge roller table at a rate of less than 8°C/s leads to the formation of a predominantly ferritic structure with an insufficient level of strength characteristics for S390P rolled products. At the same time, an increase in the cooling rate to a level above 20°C/s can lead to an excessive decrease in plastic characteristics due to an increase in the proportion of the bainite component in the structure.
Следует отметить, что при ламинарном охлаждении полосы до температуры смотки в рулон выше 520°С, не всегда удается обеспечить полное протекание фазовых превращений в металле, что приводит к сохранению значительного количества феррита в структуре проката и обуславливает снижение прочностных свойств готового изделия. В то же время, ламинарное охлаждение до температуры смотки ниже 450°С может сопровождаться появлением в структуре металла мартенситной составляющей, что приведет к недопустимому снижению вязкостных характеристик проката С390П. It should be noted that during laminar cooling of the strip to a coiling temperature above 520°C, it is not always possible to ensure the complete occurrence of phase transformations in the metal, which leads to the preservation of a significant amount of ferrite in the rolled product structure and causes a decrease in the strength properties of the finished product. At the same time, laminar cooling to a coiling temperature below 450°C may be accompanied by the appearance of a martensitic component in the metal structure, which will lead to an unacceptable decrease in the viscosity characteristics of S390P rolled products.
Как следует из приведенного анализа, при реализации предложенного технического решения требуемый уровень качества огнестойкого проката для строительных металлоконструкций достигается за счет выбора наиболее рациональных технологических режимов и химического состава стали, а кроме того, за счет характера распределения единичных деформаций заготовки при прокатке. Однако, в случае выхода варьируемых технологических параметров за установленные для этого способа границы, не всегда удается обеспечить соответствие качества полученного проката требованиям к огнестойкости и категории прочности заданным для категории прочности С390П. Таким образом, подтверждается достоверность рекомендаций по выбору допустимых значений технологических параметров предложенного способа производства огнестойкого полосового проката. As follows from the above analysis, when implementing the proposed technical solution, the required level of quality of fire-resistant rolled products for building metal structures is achieved by choosing the most rational technological modes and the chemical composition of steel, and in addition, due to the nature of the distribution of single deformations of the workpiece during rolling. However, if the variable technological parameters go beyond the boundaries established for this method, it is not always possible to ensure that the quality of the obtained rolled products meets the requirements for fire resistance and strength category specified for the strength category S390P. Thus, the reliability of recommendations on the choice of acceptable values of technological parameters of the proposed method for the production of fire-resistant strip products is confirmed.
Технико-экономические преимущества рассматриваемого изобретения состоят в том, что предложенные температурно-деформационные режимы производства позволяют наиболее эффективно использовать все механизмы упрочнения и повышения огнестойкости низколегированного проката данного химического состава: измельчение зерен микроструктуры, дислокационное упрочнение, дисперсионное твердение. Использование
предложенного способа позволяет освоить промышленное производство низколегированного рулонного полосового проката с повышенной огнестойкостью. The technical and economic advantages of the invention under consideration lie in the fact that the proposed temperature-deformation modes of production allow the most efficient use of all mechanisms for hardening and increasing the fire resistance of low-alloy rolled products of a given chemical composition: microstructure grain refinement, dislocation hardening, precipitation hardening. Usage The proposed method makes it possible to master the industrial production of low-alloyed rolled strip with increased fire resistance.
Литературные источники, использованные при составлении описания изобретения:Literary sources used in the preparation of the description of the invention:
1 . Проектирование металлических конструкций. ч.1 : «Металлические конструкции.1 . Design of metal structures. part 1: “Metal structures.
Материалы и основы проектирования». Учебник для ВУЗов/С.М. Тихонов, В. Н. Алехин, 3. В. Беляева и др.: под ре. А.Р.Туснина - М.: Изд. «Перо», 2020 - 468 с. Materials and basics of design. Textbook for universities / S.M. Tikhonov, V. N. Alekhin, 3. V. Belyaeva and others: under re. A.R. Tusnina - M.: Ed. "Feather", 2020 - 468 p.
2. Патент РФ RU 2183222 С1 , B21 DB1/46, C21 D8/02. Способ производства огнестойкого листового проката, опублик. 10.06.2002 г. 2. RF patent RU 2183222 C1, B21 DB1/46, C21 D8/02. Method for the production of fire-resistant sheet metal, publ. 06/10/2002
3. ГОСТ 27772-2015. Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия, М.: «Стандартинформ», 2016 г.
3. GOST 27772-2015. Rolled products for building steel structures. General technical conditions, M .: "Standartinform", 2016
Claims
WO 2023/113645 Формула изобретения PCT/RU2022/050282 WO 2023/113645 Claim PCT/RU2022/050282
Способ производства низколегированного рулонного проката категории прочности С390П, включающий выплавку в сталеплавильном агрегате низколегированной малоуглеродистой стали, микролегирование расплава титаном и алюминием, внепечную обработку в ковше, получение непрерывнолитой заготовки, аустенизацию полученной заготовки, черновую прокатку до толщины промежуточного раската, его подстуживание, чистовую прокатку с регламентированной температурой конца прокатки и ламинарное охлаждение водой до температуры смотки в рулон, отличающийся тем, что непрерывнолитую заготовку получают из стали, содержащей, в мас.%: углерод 0,05-0,10 марганец 0, 4-1,0 кремний 0, 1-0,5 хром 0, 4-1, 0 медь не более 0,15 никель не более 0,25 алюминий не более 0,10 ванадий 0,03-0,2 титан 0,001-0,04 ниобий 0,01-0,15 сера не более 0,010 фосфор не более 0,015 азот не более 0,010 железо и неизбежные примеси - остальное, причем содержание титана составляет не более 0,5 от содержания ванадия, а суммарное содержание ниобия, ванадия и титана - не более 0,25 мас.%, а углеродный эквивалент Сэ не превышает 0,36, аустенизацию непрерывнолитой заготовки осуществляют с выдержкой при заданной температуре не менее 4 часов, последующую черновую прокатку заготовки производят при величине единичного относительного обжатия в первом проходе не менее 30% и не менее 20% в последнем проходе, причем толщину промежуточного раската устанавливают составляющей 3-5 толщины готового проката, а чистовую прокатку производят при величине единичного относительного обжатия в первом проходе не менее 20% и не более 12% в последнем проходе, причем температуру конца чистовой прокатки устанавливают в зависимости от толщины готового проката из соотношения Ткп=(920-к*Ь), °C, где h - толщина готового проката, мм, к - эмпирический коэффициент, составляющий от 3 до 6, а скорость ламинарного охлаждения готового проката на отводящем рольганге составляет 8-20°С/сек, причем смотку полосы в рулон производят в диапазоне температур 450-520°С, а показатель огнестойкости готового проката от +600/от +20 составляет не менее 0,6».
A method for the production of low-alloyed rolled steel of strength category S390P, which includes melting low-alloyed low-carbon steel in a steel-smelting unit, microalloying the melt with titanium and aluminum, out-of-furnace processing in a ladle, obtaining a continuously cast billet, austenitizing the resulting billet, rough rolling to the thickness of the intermediate roll, its cooling, finishing rolling with regulated temperature of the end of rolling and laminar cooling with water to the temperature of coiling, characterized in that the continuously cast billet is obtained from steel containing, in wt.%: carbon 0.05-0.10 manganese 0.4-1.0 silicon 0, 1-0.5 chromium 0.4-1.0 copper no more than 0.15 nickel no more than 0.25 aluminum no more than 0.10 vanadium 0.03-0.2 titanium 0.001-0.04 niobium 0.01- 0.15 sulfur not more than 0.010 phosphorus not more than 0.015 nitrogen not more than 0.010 iron and inevitable impurities - the rest, and the titanium content is not more than 0.5 of the vanadium content, and the total content of niobium, vanadium and titanium is not more than 0.25 wt .%, and the carbon equivalent of Ce does not exceed 0.36, the austenization of the continuously cast billet is carried out with holding at a given temperature for at least 4 hours, the subsequent rough rolling of the billet is carried out with a unit relative reduction in the first pass of at least 30% and at least 20% in the last pass, and the thickness of the intermediate roll is set to be 3-5 of the thickness of the finished rolled product, and the finish rolling is carried out at a unit relative reduction in the first pass of at least 20% and not more than 12% in the last pass, and the temperature of the end of the finish rolling is set depending on the thickness of the finished rolled products from the ratio Tkp = (920-k * b), ° C, where h is the thickness of the finished rolled products, mm, k is an empirical coefficient ranging from 3 to 6, and the laminar cooling rate of the finished rolled products on the discharge roller table is 8- 20 ° C / s, and the winding of the strip into a roll is carried out in the temperature range of 450-520 ° C, and the fire resistance index of the finished rolled product from t +600 / t +20 is at least 0.6.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021136939A RU2781928C1 (en) | 2021-12-14 | Method for production of low-alloy rolled products of strength category s390p | |
| RU2021136939 | 2021-12-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2023113645A1 true WO2023113645A1 (en) | 2023-06-22 |
Family
ID=86773255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2022/050282 WO2023113645A1 (en) | 2021-12-14 | 2022-09-08 | Method for producing low-alloy coil stock of strength grade s390p |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2023113645A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE197723T1 (en) * | 1997-06-07 | 2000-12-15 | Thyssen Stahl Ag | FIRE-RESISTANT NICKEL-FREE STEELS FOR STEEL CONSTRUCTION AND METHOD FOR PRODUCING HEAVY PLATE THEREOF |
| RU2183222C1 (en) * | 2001-11-16 | 2002-06-10 | Кулик Дмитрий Владимирович | Method of fire-resistant plates production |
| RU2255987C1 (en) * | 2004-07-19 | 2005-07-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Rolled metal production method |
| CN111763881A (en) * | 2020-06-19 | 2020-10-13 | 钢铁研究总院 | High-strength low-carbon bainite refractory steel and preparation method thereof |
-
2022
- 2022-09-08 WO PCT/RU2022/050282 patent/WO2023113645A1/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE197723T1 (en) * | 1997-06-07 | 2000-12-15 | Thyssen Stahl Ag | FIRE-RESISTANT NICKEL-FREE STEELS FOR STEEL CONSTRUCTION AND METHOD FOR PRODUCING HEAVY PLATE THEREOF |
| RU2183222C1 (en) * | 2001-11-16 | 2002-06-10 | Кулик Дмитрий Владимирович | Method of fire-resistant plates production |
| RU2255987C1 (en) * | 2004-07-19 | 2005-07-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Rolled metal production method |
| CN111763881A (en) * | 2020-06-19 | 2020-10-13 | 钢铁研究总院 | High-strength low-carbon bainite refractory steel and preparation method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2941202C (en) | Method for producing a high-strength flat steel product | |
| US5938865A (en) | Process for producing high-strength seamless steel pipe having excellent sulfide stress cracking resistance | |
| US6632296B2 (en) | Steel pipe having high formability and method for producing the same | |
| KR102209592B1 (en) | Ultra-high strength hot-rolled steel sheet with excellent bending workability and its manufacturing method | |
| RU2390568C1 (en) | Procedure for production of thick sheet low alloyed strip | |
| RU2675307C1 (en) | Method of manufacture of low-alloyable roll strips with enhanced corrosion resistance | |
| RU2414515C1 (en) | Procedure for production of heavy plate low alloyed rolled steel | |
| MXPA97008775A (en) | Process to produce steel pipe without seams of great strength having excellent resistance to the fissure by tensions by sulf | |
| RU2393239C1 (en) | Procedure for production of plate iron low-alloyed strip | |
| RU2463359C1 (en) | Method to produce thick-sheet low-alloyed strip | |
| RU2391415C1 (en) | Method of low-alloy steel strip production | |
| RU2393238C1 (en) | Procedure for production of plate iron low-alloyed strip | |
| EP2199422A1 (en) | Low-carbon precipitation-strengthened steel for cold heading applications | |
| RU2463360C1 (en) | Method to produce thick-sheet low-alloyed strip | |
| RU2630721C1 (en) | Thick sheet of structural steel for manufacturing details of welded structures and method for its production in normalized condition | |
| RU2697301C1 (en) | Method for production of tubular rolled products of increased corrosion resistance at a reversing mill | |
| RU2318027C1 (en) | Method of production of the plate iron | |
| RU2445379C1 (en) | Manufacturing method of low-alloy plate strips | |
| JPH09202919A (en) | Production of high tensile strength steel material excellent in toughness at low temperature | |
| RU2781928C1 (en) | Method for production of low-alloy rolled products of strength category s390p | |
| RU2403105C1 (en) | Method of rolling low-alloyed main pipe strips on reversing plate mill | |
| RU2745831C1 (en) | Method for producing high-strength thick-steel steel rolling on a reversing mill | |
| JP7431325B2 (en) | Thick composite structure steel with excellent durability and its manufacturing method | |
| WO2023113645A1 (en) | Method for producing low-alloy coil stock of strength grade s390p | |
| EP4090780A1 (en) | Method of producing steel bar of non-round cross-section and steel bar of non-round cross section |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 22908072 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |