Результат интеллектуальной деятельности: ГОРЯЧЕКАТАНАЯ ШИРОКОПОЛОСНАЯ СТАЛЬ

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении заготовки для последующей холодной прокатки широкополосной стали.

Такая полосовая заготовка получается прокаткой на непрерывных широкополосных станах горячей прокатки. Технология производства горячекатаной листовой стали и ее характеристики описаны, например, в книге С.П.Ефименко и В.П.Следнева «Вальцовщик листопрокатных станов», М., «Металлургия», 1980, с.163-164 и 190-198. Важными характеристиками полосовой стали являются: профиль ее поперечного сечения, плоскостность, а также предельные (допускаемые) отклонения геометрических размеров. Неудовлетворительные характеристики горячекатаной заготовки вызывают, как правило, неисправимые дефекты холоднокатаной листовой стали.

Известна полосовая углеродистая сталь, содержащая заданные количества компонентов (углерода, марганца, кремния и др.), которая обладает определенными мехсвойствами (величинами временного сопротивления разрыву, предела текучести и относительного удлинения - см. пат. РФ №2200206, кл. С22С, опубл. в БИ №7, 2003 г.).

Однако отсутствие ее геометрических характеристик делает неприемлемым использование данной стали при холодной прокатке листов требуемых параметров.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является горячекатаная широкополосная сталь шириной В=1,0...2,3 м и толщиной h=1,8...7,5 мм, приведенная в ГОСТ 19903 «Сталь листовая горячекатаная (сортамент)».

Эта сталь с плоской поверхностью и заданными размерами поперечного сечения, а также величинами предельных отклонений по толщине полос характеризуется тем, что допуски на толщину зависят от конкретного диапазона ширины и толщины полос, причем величина допусков определяется точностью прокатки.

Недостатком известной стали является относительная большая величина допусков по толщине, а также отсутствие конкретизации формы поперечного сечения полос и допускаемой клиновидности сечения. При холодной прокатке такой стали весьма вероятно появление неисправимого дефекта готовых полос - «излом» (см. справочник под ред. В.И.Зюзина и А.В.Третьякова. «Технология прокатного производства», кн.2, М., «Металлургия», 1991, с.743). Это ухудшает потребительские свойства и качество проката.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение качества широкополосной горячекатаной стали за счет предотвращения появления на ней указанного дефекта.

Для решения этой задачи сталь, используемая при последующей холодной прокатке, с заданными формой, размерами поперечного сечения и величинами отклонений по толщине h полос, выполнена с предельными отклонениями по толщине h=1,8...6,0 мм, равными Δh=±(0,0245h+0,053) мм, при этом упомянутое сечение - чечевицеобразное, с выпуклостью δ=0,04...0,08 мм для полос с шириной В=1,0...1,25 м и h≤3 мм и δ=0,04...0,10 мм для больших ширин и толщин, а клиновидность сечения - не более 0,04 мм.

Приведенные параметры геометрии полосового проката получены в результате обработки опытных данных (см. ниже) и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации формы поперечного сечения горячекатаных широких полос и допускаемых параметров их геометрии, обеспечивающих получение бездефектного холоднокатаного листа.

Как следует из вышеприведенного справочника «Технология прокатного производства», причиной образования дефекта «излом» как на горячекатаной, так и на холоднокатаной полосе (с.757) является пластическая деформация металла вследствие изгиба полосы, вызывающая у ее поверхности напряжения, достигающие предела текучести.

Нами было установлено, что причиной появления указанного дефекта на холоднокатаном металле (при его отсутствии на горячекатаной заготовке) могут служить как форма поперечного сечения горячекатаной полосы, так и некоторые недопустимые ее геометрические параметры. В частности, допускаемые отклонения на толщину должны быть значительно меньше регламентируемых ГОСТ 19903. Например, рекомендуемый нами допуск на толщину h=3 мм составляет Δh=±(0,0245×3+0,053)=±0,13 мм, тогда как по ГОСТ он равен ±0,19 мм для полос шириной 1,0...1,5 м повышенной точности прокатки и ±0,23 мм для полос с В=2,0...2,3 м при той же точности прокатки.

Опытную проверку предлагаемого изобретения осуществляли при холодной прокатке на непрерывном стане 2500 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» горячекатаной широкополосной заготовки различных марок сталей с В=1,0...2,3 м и h=1,8...6,0 мм. Результаты опытов оценивали по наличию или отсутствию дефекта «излом» на холоднокатаной стали.

Наилучшие результаты (выход бездефектных холоднокатаных листов в пределах 99,8...100%) достигнуты при использовании заявляемого технического решения. Отклонения от рекомендуемых параметров ухудшали достигнутые показатели. Так, при величинах Δh>±(0,0245h+0,053) выход бездефектного проката был в пределах 98,2...98,9%, причем чем больше отличалась величина Δh от рекомендуемой, тем больше был выход холоднокатаных полос с «изломом».

При формах поперечного сечения горячекатаных полос, отличных от чечевицеобразной, и при величинах выпуклости δ>0,08 мм (для В=1,0...1,25 м, h≤3 мм) и δ>0,10 мм (для больших В и h) наблюдалось появление волнистости сверх допускаемой на средней части ширины холоднокатаных полос. При δ<0,04 мм (для всех В и h горячекатаных полос) на холоднокатаном металле выход листов с «изломом» возрос до 0,2...0,4%. На полосах с клиновидностью 0,05...0,07 мм выход качественных листов не превысил 98,7%, а при клиновидности более 0,07 мм на части листов наблюдалась недопустимая односторонняя волнистость.

Холодная прокатка заготовки соответствует требованиям ГОСТ 19903 (т.е. стали, выбранной в качестве ближайшего аналога - см. выше), дала выход качественного холоднокатаного листа в пределах 99,5...99,8%. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом. Технико-экономические исследования, проведенные в ОАО «ММК», показали, что использование предлагаемого изобретения при производстве горячекатаной широкополосной стали, подвергаемой последующей холодной прокатке, повысит выход холоднокатаных полос бездефектных листов не менее чем на 0,2%.

Пример конкретного выполнения

1. Горячекатаная полосовая сталь толщиной h=2 мм и шириной В=1,1 м имеет отклонения от заданной h в пределах: Δh=±(0,0245h+0,053)=(0,0245×2+0,053)=±0,10 мм. Поперечное сечение полосы - чечевицеобразное с δ=0,06 мм и с клиновидностью (разность толщин на противоположных ее боковых кромках) - 0,02 мм.

2. Горячекатаная полоса с h=4 мм и В=1,8 м имеет отклонения от заданной h в пределах: Δh=±(0,0245h+0,053)=(0,0245×4+0,053)=±0,10 мм. В=1,8 м имеет отклонения от заданной h в пределах: Δh=±(0,0245h+0,053)=(0,0245×4+0,053)=±0,15 мм, δ=0,07 мм и клиновидность - 0,04 мм.

Холоднокатаные листы в обоих случаях не имеют дефекта «излом».