Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ДРЕССИРОВКИ СТАЛЬНЫХ ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ПОЛОС

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении горячекатаного травленого листового проката как в виде товарной продукции, так и заготовки для последующей холодной прокатки.

Известен способ дрессировки стальных горячекатаных полос, смотанных в рулоны, включающий прокатку полосы перед травлением в растворе кислоты в валках дрессировочной клети с относительным обжатием 3-8% [1].

Недостаток известного способа состоит в низкой скорости травления окалины и низком качестве полос.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ дрессировки стальных горячекатаных полос, смотанных в рулоны, включающий прокатку полосы с относительным обжатием не менее 8% в валках с регламентированными параметрами шероховатости поверхности бочки R_z от 15-20 до 20-25 мкми S не более 45 мкм, причем величину обжатия задают увеличивающейся по квадратичному закону от центра листа к его кромкам при разности между минимальными и максимальными значениями обжатий 8-12% [2].

Недостатки известного способа состоят в том, что в процессе дрессировки в насеченных валках с R_z от 15-20 до 20-25 мкм и S не более 45 мкм микронеровности валка вдавливают окалину в поверхность полосы, что приводит к снижению скорости травления, появлению на поверхности дефектов в виде оспин и перетрава поверхности стали. Помимо этого, специально создаваемая при дрессировке неравномерная деформация по ширине горячекатаной полосы, имеющей непредсказуемую исходную поперечную разнотолщинность, зависящую от характера износа валков по клетям стана горячей прокатки, их температурного профиля и упругого сплющивания, приводит к искажению формы поперечного сечения и увеличению неплоскостности. Все это снижает качество горячекатаных полос.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении скорости травления и качества горячекатаных полос.

Для решения технической задачи в известном способе дрессировки стальных горячекатаных полос, смотанных в рулоны, включающем прокатку полосы с относительным обжатием 2-8% в валках с регламентированными параметрами шероховатости поверхности бочки, согласно изобретению обжатие полос производят в валках с параметрами шероховатости поверхности бочки: R_a=0,3-0,8 мкм; Р_с=140-320 1/см. В вариантах реализации способа для горячекатаных полос, смотанных в рулоны при температуре 400-620°С, относительное обжатие устанавливают равным 2-4%, а для горячекатаных полос, смотанных в рулоны при температуре выше 620°С, относительное обжатие устанавливают более 4%.

Здесь, в соответствии с ГОСТ 25142-82, R_a - среднее арифметическое отклонение профиля от средней линии, мкм; Р_с - плотность пиков профильной линии, 1/см (штук на см длины профильной линии).

Сущность изобретения состоит в следующем. В процессе дрессировки горячекатаной полосы разрушение окалины на ее поверхности обусловлено двумя факторами. Во-первых, поскольку слой окалины является хрупким, при пластическом удлинении стальной основы в окалине возникают трещины. В результате частицы окалины отслаиваются и осыпаются. Во-вторых, микровыступы шероховатости поверхности, внедряясь в окалину, крошат и разрушают ее. Но при большой высоте микровыступов и низкой их плотности происходит локальное вдавливание окалины в поверхность полосы, что существенно замедляет скорость ее растворения и отслоения в растворе кислоты.

Эксперименты показали, что при относительном обжатии горячекатаной полосы 2-8% вследствие пластического удлинения стали хрупкая окалина интенсивно осыпается. В то же время, при средней высоте микронеровностей с параметрами R_a=0,3-0,8 мкм и Р_с=140-320 1/см обеспечивает дополнительное разрушение окалины микровыступами шероховатости и исключается вкатывание частиц окалины в поверхность стальной полосы.

Окалина на поверхности стальной горячекатаной полосы растет преимущественно после ее смотки в рулон. Толщина слоя окалины и ее фазовый состав определяются температурой смотки. Для полос, смотанных при температуре Т_см=400-620°С, что характерно чистовой прокатки в стали ферритной области, на поверхности полос формируется тонкий легкотравимый слой вюстита FeO с включениями магнетита Fe₂O₃. Для эффективного механического разрушения такой окалины перед травлением достаточно осуществлять дрессировку с относительным обжатием 2-4%. Следует отметить, что уменьшение относительного обжатия при дрессировке способствует экономии энергозатрат на производство и уменьшает наклеп горячекатаных полос.

На полосах, смотанных при температуре выше 620°С, что характерно для чистовой прокатки стали в аустенитной области, в процессе охлаждения рулона на поверхности полос формируется толстый слой труднотравимой окалины Fe₂O₄ (гематит). Поэтому для увеличения скорости травления такой окалины и повышения качества горячекатаных полос необходимо дрессировку осуществлять с относительным обжатием более 4%.

Экспериментально установлено, что при относительном обжатии менее 2% не происходит механического разрушение слоя окалины, не увеличивается скорость травления и не обеспечивается повышение плоскостности полос. При относительном обжатии более 8% нет дальнейшего повышения скорости травления, имеет место вкатывание окалины в поверхность стальных полос, что недопустимо.

При шероховатости поверхности бочек валков R_a менее 0,3 мкм и Ре менее 140 1/см снижается интенсивность механического разрушения окалины. Это уменьшает скорость травления, увеличивает вероятность перетрава, ухудшает качество травленых стальных горячекатаных полос. При шероховатости поверхности бочек валков R_a более 0,8 мкм и Р_c более 320 1/см не исключено вкатывание (вдавливание) частиц окалины в поверхность полосы. Это снижает скорость травления и качество стальных полос.

Примеры реализации способа

1. Горячекатаную полосу из стали марки 0810 толщиной 0,5 мм, прокатанную в ферритной области и смотанную в рулон при температуре Т_см=10°С, устанавливают на разматывателе непрерывного солянокислотного травильного агрегата, в головной части которого установлена дрессировочная клеть кварто. Рабочие валки клети кварто имеют шлифованную поверхность бочек с параметрами шероховатости: R_a=0,50 мкм; Р_с=230 1/см.

Передний конец полосы приваривают встык к заднему концу предыдущей полосы и задают в дрессировочную клеть, где осуществляют дрессировку полосы с относительным обжатием ε_др=3%. В результате дрессировки имеет место активное разрушение окалины и ускорение процесса травления: скорость транспортирования полосы через солянокислотные травильные ванны увеличивается до значения V=390 м/мин. Также после дрессировки неплоскостность горячекатаных полос снижается до значения S=1 мм/м, поверхностные дефекты на полосе в виде вкатанной окалины отсутствуют.

Варианты реализации способа по примеру 1 и показатели их эффективности приведены в табл.1.

Из табл.1 следует, что при реализации предложенного способа по варианту 1 (режимы №2-4) имеет место повышение скорости травления окалины и качества горячекатаной полосы. При запредельных значениях заявленных параметров (режимы №1 и №5) скорость травления снижается, на полосах присутствуют дефекты в виде вкатанной окалины, неплоскостность полос возрастает до значений S=5-10 мм/м.

2. Горячекатаную полосу из стали марки 01ЮТ толщиной 2,5 мм, прокатанную в аустенитной области и смотанную в рулон при температуре Т_см=640°С задают в дрессировочную клеть кварто, бочки рабочих валков у которой имеют шероховатость с параметрами: R_a=0,6 мкм, Р_с=200 1/см.

В дрессировочной клети полосу прокатывают с относительным обжатием ε_др=6%, после чего задают в непрерывный агрегат сернокислотного травления, и осуществляют травление окалины при скорости транспортирования полосы по агрегату V=300 м/мин. На выходе из агрегата полоса не имеет дефектов поверхности, ее неплоскостность составляет S=1 мм/м.

Варианты реализации способа по примеру 2 и показатели их эффективности приведены в табл.2.

Данные, приведенные в табл.2 свидетельствуют о том, что при реализации предложенного способа (режимы №2-4) достигается повышение скорости травления и качества горячекатаных полос. При запредельных значениях заявленных параметров (варианты №1 и №5) скорость травления снижается, ухудшается качество горячекатаных полос.

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что дрессировка горячекатаной полосы с обжатием 2-8% в валках с

параметрами шероховатости R_a=0,3-0,8 мкм, Р_с=140-320 1/см обеспечивает эффективное разрушение окалины, благодаря чему повышается скорость солянокислотного и сернокислотного травления, исключается вкатывание окалины в поверхность полосы, недотравы и перетравы, улучшается плоскостность горячекатаного листового проката. В качестве базового объекта при определении технико-экономических преимуществ предложенного способа принят известный способ [2]. Реализация предложенного способа обеспечит повышение рентабельности производства горячекатаного травленного стального листового проката на 5-8%.

Литературные источники, использованные при составлении описания изобретения:

1. Полухин П.И. и др. Прокатное производство. М.: Металлургия, 1982, с.485-487.

2. Патент Российской Федерации №2183515, МПК В21В 1/28, 2002 г.