Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛЬНОЙ ЛЕНТЫ

Изобретение относится к производству холоднокатаной стали и может быть использовано при изготовлении полосового проката (ленты), используемого в автомобильной промышленности.

Технология производства стальной холоднокатаной ленты (т.е. полосового проката относительно небольшой ширины) достаточно подробно описана, например, в книге П.И.Полухина и др. «Прокатное производство», 3-е изд., М, «Металлургия», 1982 г., с.511-535. Обязательными операциями производства этого вида проката являются травление (удаление окалины) горячекатаной заготовки и последующая ее холодная прокатка, обычно на непрерывном многоклетевом стане. После холодной прокатки полосы (ленты), смотанные в рулоны, подвергаются термической обработке (например, отжигу).

Известен способ производства холоднокатаной полосовой стали, включающий горячую прокатку с заданными температурами конца прокатки и смотки и последующую холодную прокатку с заданными величинами суммарного обжатия 6, в котором температура конца прокатки и величина ε определяются содержанием углерода в стали, которое находится в пределах 0,007...0,020 об.% (см. пат. РФ №2268789, кл. В21В 1/22, опубл. в БИ №3, 2006 г.).

Однако эта технология непригодна для производства стальной холоднокатаной ленты из сталей с более высоким содержанием углерода.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является технология производства холоднокатаной полосовой стали, описанная в книге С.П.Ефименко и В.П.Следнева «Вальцовщик листопрокатных станов», М., «Металлургия», 1980, с.223.

Эта технология включает травление горячекатаной полосовой заготовки и ее последующую холодную прокатку и характеризуется тем, что холоднокатаные рулоны подвергаются отжигу, дрессировке и порезке на мерные листы.

Недостатком этой технологии является неопределенность отдельных параметров последовательных операций (например, отжига), что затрудняет ее использование для производства автомобильной ленты.

Технической задачей настоящего изобретения является улучшение потребительских свойств стальной ленты, используемой в автомобильной промышленности, за счет улучшения ее механических свойств.

Для решения этой задачи в предлагаемом способе, включающем травление горячекатаной полосовой заготовки и ее последующую холодную прокатку на непрерывном стане, заготовку из стали 3пс толщиной 2 мм, прокатываемую на конечную толщину 0,5 мм, после травления подвергают предварительному отжигу в одностопных печах с защитным азотно-водородным газом и с объемом садки до 60 т при нагреве в течение 34 часов с температурой окончательной выдержки 650°С; в качестве защитного газа применяют смесь 93...96% азота и 4...7% водорода.

Приведенные параметры операции предварительного отжига получены в результате обработки опытных данных и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации температурно-временных параметров предварительного отжига. Ввод операции предварительного отжига решает две задачи: повышение пластичности подката перед холодной прокаткой и улучшение механических свойств готовой холоднокатаной полосы.

Опытную проверку заявляемого способа осуществляли в листопрокатном цехе №8 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

С этой целью на непрерывно-травильном агрегате (HTA) цеха производили соляно-кислотное травление горячекатаной заготовки, которую после травления подвергали отжигу в одностопных колпаковых печах, а затем прокатывали на непрерывном стане 630 холодной прокатки. В ходе опытов варьировали время нагрева и температуру окончательной выдержки при отжиге. Кроме того, меняли соотношение компонентов защитного газа.

Наилучшие результаты (полное соответствие мехсвойств требованиям потребителей в 99...100% случаев) получены с использованием предлагаемой технологии. Отклонения от заявляемых ее параметров ухудшали достигнутые показатели.

Так, например, уменьшение времени и температуры окончательной выдержки (соответственно меньше 34 час и 650°С) приводили к уменьшению выхода качественной холоднокатаной ленты до 94%, в основном, из-за снижения предела текучести и относительного удлинения металла сверх допустимых норм. Увеличение же времени нагрева и температуры приводило к появлению сажистых налетов на поверхности ленты, а также к ухудшению мехсвойств металла. При увеличении содержания азота сверх 96% в защитном газе (при одновременном снижении содержания водорода ниже 4%) на части металла наблюдались цвета побежалости, что не допускается стандартом ИСО/ТУ 16949:2000 «Системы менеджмента качества. Особые требования к применению ИСО 9001:2000 в автомобильной промышленности и организациях, производящих соответствующие запасные части». При содержании водорода более 7% в печах происходили недопустимые хлопки газа. При весе садки в печах менее 60 т снизилась производительность стана холодной прокатки.

Технология, выбранная в качестве ближайшего аналога (см.выше), в опытах не проверялась из-за неопределенности основных ее параметров. Таким образом, опыты подтвердили приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

Технико-экономические исследования, проведенные в Центральной лаборатории ОАО «ММК», показали, что использование настоящего изобретения при производстве автомобильной ленты в ОАО «ММК» повысит потребительские свойства металла с одновременным увеличением прибыли от его реализации не менее чем на 10%.

Пример конкретного выполнения

Горячекатаная полосовая сталь 3пс сечением 300·2 мм прокатывается на непрерывном стане 630 холодной прокатки на конечную толщину 0,5 мм.

Перед холодной прокаткой рулонные полосы подвергают травлению в соляной кислоте, а после него - предварительному отжигу в одностопных колпаковых печах с объемом садки до 60 т при нагреве в течение 34 часов с температурой окончательной выдержки 650°С. В качестве защитного газа используется смесь 94,5% азота и 5,5% водорода.

Выход качественной ленты - 99,5%.