СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПОВЕРХНОСТИ СЛЯБА ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ ПЕРЕД ЕГО НАГРЕВОМ В МЕТОДИЧЕСКОЙ ПЕЧИ ПОД ПРОКАТКУ

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при нагреве непрерывнолитых слябов из низколегированной стали и последующей их прокатке.

Наиболее близким к предложенному способу является способ напыления алюминиевого газотермического покрытия на широкие грани сляба из низколегированной стали, выполненный перед его нагревом в методической печи под прокатку (патент РФ, №2256002, С23С 4/18, 24.02.04). Однако покрытие толщиной, предлагаемой в известном решении, не обеспечивает получение листов после их прокатки без дефектного слоя, содержащего оксиды железа, интерметаллиды типа Fe_n Al_m и обезуглероженный слой, т.к. не учитывается влияние температуры и времени нагрева сляба в методической печи.

Техническим результатом является снижение толщины дефектного слоя, оставшегося на листах после нагрева слябов под прокатку и их горячей прокатки.

Для достижения технического результата в способе напыления алюминиевого газотермического покрытия на широкие грани сляба из низколегированной стали, выполненного перед его нагревом в методической печи под прокатку, согласно изобретению покрытие напыляют толщиной, определяемой по зависимости:

где h_п - толщина напыляемого покрытия, мм;

t - температура нагрева сляба в методической печи, °С;

τ - время нагрева сляба, ч;

h - толщина сляба, мм;

а ₀=-1,1525 мм; a ₁=0,001088 мм/°С; a ₃=0,1425 мм/ч; а ₃=-0,000675 - эмпирические коэффициенты, определенные опытным путем.

Толщина покрытия, рассчитанная по соотношению (1), позволяет сформировать защитный слой, который обеспечивает защиту слябов при нагреве и их последующей прокатке и получение листов с минимальным дефектным слоем на их поверхности, подлежащим удалению при зачистке.

При напылении на слябы покрытия толщиной, меньшей, чем рассчитанная по соотношению (1), на листах присутствует дефектный слой, содержащий оксиды железа и обезуглероженный слой. В случае напыления на слябы покрытия толщиной, большей, чем рассчитанная по соотношению (1), на листах остается дефектный слой в виде интерметаллидов типа Fe_nAl_m.

Соотношение (1) для выбора толщины покрытия было получено на основании математической обработки результатов пассивного эксперимента. На широкие грани сляба из низколегированной стали толщиной h=150-250 мм, что соответствует толщинам слябов с МНЛЗ, используемым для получения толстых листов, напыляли алюминиевое покрытие толщиной, изменяющейся в интервале h_п=0,05-0,5 мм, металлизатором ЭМ-12М. Сляб нагревали в методической печи до температуры t=1100-1300°C, время нагрева в печи варьировали в интервале τ=2-5 ч и прокатывали на лист различной толщины. На основании металлографических исследований для каждого набора значений (t, °С; τ, ч; h, мм) установили рациональную толщину покрытия, обеспечивающую минимальную толщину дефектного слоя.

Под значениями h_п, мм, понимают среднюю толщину покрытия, полученную как среднее арифметическое не менее 10 измерений толщины покрытия вдоль длины сляба. Толщину измеряли магнитным толщиномером МТ-41НЦ.

В результате обработки экспериментальных данных с использованием методов математической статистики получили соотношение (1).

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Для сляба из низколегированной стали определенной толщины задана схема обработки, включающая нагрев в методической печи с фиксированными температурой и временем нагрева и прокатку на определенную толщину. В соотношение (1) подставляют температуру нагрева сляба, определяемую пирометром, время его нагрева в печи и толщину сляба. Получают толщину напыляемого покрытия.

Далее на данный сляб напыляют покрытие толщиной, определяемой по соотношению (1). Сляб подвергают нагреву в методической печи с фиксированными температурой и временем нагрева в печи и прокатке на определенную толщину. При этом толщина дефектного слоя на поверхности толстого листа будет в пределах допуска, оговоренного в ТУ на данную марку низколегированной стали.

Пример 1. Для сляба марки 15ХСНД толщиной 243 мм задана схема обработки, включающая нагрев в методической печи до температуры 1200°С с временем нагрева 4,3 ч и прокатку на толщину 25 мм. По соотношению (1) получили толщину напыляемого покрытия 0,60±0,02 мм.

Далее на данный сляб напылили покрытие толщиной 0,60±0,02 мм. Сляб подвергали нагреву в методической печи и прокатке. Металлографический анализ проб, отобранных после прокатки, показал, что толщина дефектного слоя на поверхности толстого листа не превысила 0,05 мм, что является допустимым по ТУ.

Пример 2. На сляб по примеру 1 напылили покрытие толщиной 0,40±0,02 мм. Сляб подвергали нагреву в методической печи и прокатке по режимам, указанным в примере 1. Металлографический анализ проб, отобранных после прокатки, показал, что толщина дефектного слоя, содержащего окалину и обезуглероженный слой, на поверхности толстого листа составила 0,2-0,3 мм, что является недопустимым по ТУ.

Пример 3. На сляб по примеру 1 напылили покрытие толщиной 0,80±0,02 мм. Сляб подвергали нагреву в методической печи и прокатке по режимам, указанным в примере 1. Металлографический анализ проб, отобранных после прокатки, показал, что толщина дефектного слоя в виде интерметаллидов типа Fe_nAl_m на поверхности толстого листа составила 0,25-0,35 мм, что является недопустимым по ТУ.

Напыление покрытия толщиной, рассчитанной по соотношению (1), на слябы, предназначенные для нагрева в методической печи под прокатку, обеспечивает высокое качество поверхности листов после прокатки, а также сводит к минимуму толщину обезуглероженного слоя.