RU2381844C1

RU2381844C1 - Manufacturing method of cold-rolled strip from low-carbon steel

Info

Publication number: RU2381844C1
Application number: RU2008128848/02A
Authority: RU
Inventors: Павел Николаевич Смирнов (RU); Павел Николаевич Смирнов; Эдуард Михайлович Голубчик (RU); Эдуард Михайлович Голубчик; Валерий Петрович Торохтий (RU); Валерий Петрович Торохтий; Владимир Викторович Яшин (RU); Владимир Викторович Яшин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Priority date: 2008-07-14
Filing date: 2008-07-14
Publication date: 2010-02-20
Also published as: RU2008128848A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention is provided for increasing of yield and quality of metal-roll at manufacturing of cold-rolled strip, principally of thickness 0.5-0.6 mm, allowing increased strength (σ_B not less than 790 N/mm²) and plastic (δ₁₀₀ - in the range 1-5%) properties from low-carbon grades of steel and applied in the capacity of packaging. Method includes removing of scale, cold rolling on continuous mill and stepwise recrystallisation annealing of reels. Excluding of cracking on near-edged sections of strip and increasing of yield of metal roll with required set of mechanical properties of finished cold-rolled strip by all volume of reel is achieved ensured by that hot-rolled etched semi-finished rolled products, containing 0.13-0.17% of carbon and 0.4-0.7% of manganese are subject to preliminary thermal processing at temperature 560-590°C of duration 9-11 hours, after what it is implemented cold rolling of heat-treated semi-finished rolled products with total reduction of cross-sectional area 72-76%. If necessary after cold rolling it is implemented low-temperature thermal processing of strip and following its pinch rolling.

EFFECT: increasing of yield and quality of metal-roll.

1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве холоднокатаной ленты из низкоуглеродистых марок стали и применяемой в качестве упаковочной.The invention relates to rolling production and can be used in the production of cold-rolled tape from low-carbon steel grades and used as packaging.

Основными требованиями, предъявляемыми к упаковочной холоднокатаной ленте, являются высокая прочность (например, временное сопротивление разрыву σ_в=790-900 Н/мм²) при одновременно узком интервале пластических свойств (относительное удлинение δ₁₀₀=1-5%). При этом в процессе холодной прокатки ленты, обладающей повышенными прочностными характеристиками, не должно образовываться трещин по кромкам полос.The main requirements for cold-rolled packaging tape are high strength (for example, tensile strength σ _in = 790-900 N / mm ² ) with a simultaneously narrow range of plastic properties (elongation δ ₁₀₀ = 1-5%). At the same time, in the process of cold rolling of a tape with increased strength characteristics, no cracks should form on the edges of the strips.

Известны способы производства холоднокатаных полос из горячекатаного подката, включающие удаление окалины травлением, холодную прокатку травленой полосы на непрерывном стане, последующий отжиг и дрессировку отожженной полосы (см., например, Пат. РФ №2277594, №2281338).Known methods for the production of cold-rolled strips from hot rolled strips, including descaling by pickling, cold rolling of the pickled strip in a continuous mill, subsequent annealing and training of the annealed strip (see, for example, Pat. RF No. 2277594, No. 2281338).

Недостатками известных способов является сложность обеспечения в тонкой холоднокатаной ленте комплекса механических свойств, обеспечивающих бездефектную переработку проката в конечную металлопродукцию.The disadvantages of the known methods is the difficulty of providing a complex of mechanical properties in a thin cold-rolled tape, ensuring defect-free processing of rolled products into final metal products.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ изготовления холоднокатаной ленты из углеродистой стали, включающий удаление окалины с поверхности полосы травлением, холодную прокатку на непрерывном стане с обжатиями 5-20% и последующий двухступенчатый рекристаллизационный отжиг (см. Патент РФ №2155645).The closest analogue to the claimed object is a method of manufacturing a cold-rolled carbon steel tape, including descaling from the surface of the strip by etching, cold rolling on a continuous mill with reductions of 5-20% and subsequent two-stage recrystallization annealing (see RF Patent No. 2155645).

Недостаток известного способа заключается в сложности эффективной переработки горячекатаного травленого подката с содержанием 0,13-0,17% углерода и 0,4-0,7% марганца в тонкую холоднокатаную ленту с требуемым комплексом механических свойств. При этом в процессе холодной прокатки ленты толщиной 0,5-0,6 мм на непрерывном стане с суммарными относительными обжатиями 72-76% по кромкам ленты образуются многочисленные трещины, разрывы, что, в свою очередь, не позволяет обеспечивать требуемое качество производимой ленты по всему объему рулона, а также снижает выход годного металлопроката из-за повышенной обрези кромочных участков ленты.The disadvantage of this method lies in the difficulty of efficient processing of hot-rolled pickled rolled stock with a content of 0.13-0.17% carbon and 0.4-0.7% manganese in a thin cold-rolled strip with the required set of mechanical properties. Moreover, in the process of cold rolling of a tape with a thickness of 0.5-0.6 mm on a continuous mill with a total relative reduction of 72-76%, numerous cracks and tears are formed along the edges of the tape, which, in turn, does not allow ensuring the required quality of the produced tape according to the entire volume of the roll, and also reduces the yield of rolled metal due to the increased trimming of the edge sections of the tape.

Технической задачей, решаемой заявляемым изобретением, является повышение выхода годного и качества металлопроката за счет исключения трещинообразования на прикромочных участках ленты и обеспечения требуемого комплекса механических свойств готовой холоднокатаной ленты по всему объему рулона.The technical problem solved by the claimed invention is to increase the yield and quality of metal by eliminating cracking in the edge sections of the tape and providing the required set of mechanical properties of the finished cold-rolled tape throughout the volume of the roll.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе изготовления холоднокатаной ленты из низкоуглеродистой стали, преимущественно толщиной 0,5-0,6 мм, включающем удаление окалины с поверхности горячекатаного подката травлением, холодную прокатку на непрерывном стане и последующий ступенчатый рекристаллизационный отжиг рулонов, согласно изобретению, что при содержании в стали 0,13-0,17% углерода и 0,4-0,7% марганца производят предварительную термообработку горячекатаного травленого подката при температуре 560-590°С продолжительностью 9-11 часов, а холодную прокатку термообработанного подката производят с суммарным относительным обжатием 12-16%.The problem is solved in that in the known method of manufacturing a cold rolled strip of low carbon steel, mainly 0.5-0.6 mm thick, including descaling from the surface of the hot rolled pickling by etching, cold rolling on a continuous mill and subsequent stepwise recrystallization annealing of the coils, according to the invention that when the steel content is 0.13-0.17% carbon and 0.4-0.7% manganese, preliminary heat treatment of hot-rolled pickled rolled material is carried out at a temperature of 560-590 ° C for a duration of 9-11 hours aces, and cold rolling of heat-treated rolled products is carried out with a total relative compression of 12-16%.

Сущность изобретения состоит в следующем. Известные схемы производства холоднокатаной ленты предусматривают осуществление холодной прокатки на непрерывном стане с суммарными относительными обжатиями в зависимости от конечной толщины в широких пределах 50-86%, что позволяет минимизировать как продольную, так и поперечную разнотолщинность, с одной стороны, а с другой стороны - обеспечить равное напряженно-деформированное состояние по всему сечению ленты (см., например, прототип - Патент РФ №2312906, опубл. 20.12.2007, Бюл. №35; Гарбер Э.А. Производство проката: Справочное издание. Том 1. Книга 1 «Производство холоднокатаных полос и листов. - М.: Теплотехник, 2007. - 368 С). При этом обычно горячекатаный подкат подвергают холодной прокатке непосредственно после его травления без предварительной термообработки. В случае осуществления холодной прокатки ленты толщиной 0,5-0,6 мм из низкоуглеродистых марок стали из горячекатаного травленого подката, содержащего 0,13-0,17% углерода и 0,4-0,7% марганца без проведения предварительной термообработки приводит к формированию по кромкам ленты многочисленных глубоких трещин и порывов, что связано с низким запасом пластичности в подкате с заявляемым химическим составом. Это вызывает необходимость осуществлять дополнительную обрезку кромочных участков полосы, повышая, тем самым, расходный коэффициент металла и снижая выход годного металлопроката.The invention consists in the following. Known cold-rolled strip production schemes provide for cold rolling on a continuous mill with total relative reductions depending on the final thickness over a wide range of 50-86%, which minimizes both longitudinal and transverse thickness variations, on the one hand, and on the other hand, to ensure equal stress-strain state over the entire cross section of the tape (see, for example, the prototype - RF Patent No. 2312906, publ. 12/20/2007, Bull. No. 35; Garber EA Production of rolled products: Reference book. Volume 1. Book 1 “Production of cold-rolled strips and sheets. - M.: Heat engineer, 2007. - 368 C). In this case, usually hot rolled tackle is subjected to cold rolling immediately after etching without prior heat treatment. In the case of cold rolling of a tape with a thickness of 0.5-0.6 mm from low-carbon steel grades of hot-rolled pickled steel containing 0.13-0.17% carbon and 0.4-0.7% manganese without preliminary heat treatment leads to the formation along the edges of the tape numerous deep cracks and gusts, which is associated with a low reserve of ductility in the tackle with the claimed chemical composition. This necessitates an additional trimming of the edge sections of the strip, thereby increasing the expenditure coefficient of the metal and reducing the yield of rolled metal.

Кроме того, холодная прокатка горячекатаного травленого подката в широком диапазоне известных суммарных относительных обжатий (ε_Σ=50-86%) не позволяет обеспечить производство качественной бездефектной ленты. Это связано с тем, что, во-первых, при холодной прокатке ленты с заявляемым химическим составов с суммарными деформациями, отличными от заявляемых (72-76%), наблюдается образование по кромкам ленты многочисленных глубоких тещин, а также микротрещин на всей поверхности ленты, что приводит к появлению значительного числа порывов, к многочисленным аварийным остановкам стана и большой вероятности поломки оборудования. Во-вторых, при холодной прокатке нетермообработанного подката, имеющего повышенные прочностные параметры и содержащего 0,13-0,17% углерода и 0,4-0,7% марганца, практически невозможно обеспечить в нагартованной ленте заданный уровень механических свойств из-за ее интенсивного наклепа.In addition, the cold rolling of hot-rolled pickled rolled stock in a wide range of known total relative reductions (ε _Σ = 50-86%) does not allow the production of high-quality defect-free tape. This is due to the fact that, firstly, during cold rolling of a tape with the claimed chemical compositions with total deformations different from the declared ones (72-76%), numerous deep cracks and microcracks are formed along the edges of the tape, as well as microcracks on the entire surface of the tape, which leads to the appearance of a significant number of gusts, to numerous emergency stops of the mill and a high probability of equipment breakdown. Secondly, during cold rolling of a non-heat-treated rolled product having increased strength parameters and containing 0.13-0.17% carbon and 0.4-0.7% manganese, it is practically impossible to provide a specified level of mechanical properties in a hardened tape because of its intense hardening.

С другой стороны, при проведении низкотемпературной предварительной теромообработки подката необходимо сформировать в нем такой уровень механических свойств (временное сопротивление разрыву σ_в=790-900 Н/мм² и относительное удлинение в узком диапазоне 1-5%), который должен обеспечивать требуемый запас пластичности, необходимый для холодной прокатки ленты с суммарными относительными обжатиями 72-76% при условии отсутствия трещин, разрывов в прикромочных участках ленты. Указанные дефекты появляются при холодной прокатке из-за значительной разницы механических свойств в прикромочных участках подката и в его основной части сечения.On the other hand, during low-temperature preliminary heat treatment of the rolled product, it is necessary to form such a level of mechanical properties in it (temporary tensile strength σ _in = 790-900 N / mm ² and relative elongation in a narrow range of 1-5%), which should provide the required plasticity margin required for cold rolling of the tape with a total relative reduction of 72-76%, provided that there are no cracks or gaps in the edge sections of the tape. These defects appear during cold rolling due to a significant difference in mechanical properties in the marginal sections of the tackle and in its main section.

Технологические режимы проведения предварительной термообработки травленого подката были определены экспериментально. При этом отсутствие дефектов на кромках холоднокатаной ленты при сохранении требуемого комплекса механических свойств достигалось лишь при температурах предварительной термообработки 560-590°С. При заявляемых режимах термообработки с достаточно короткой продолжительностью (9-11 часов) в подмуфельном пространстве колпаковой печи происходит интенсивный разогрев до указанных температур не всего объема рулона подката, а лишь прикромочных участков полос. Это способствует выравниванию механических свойств по всему сечению подката, что его при последующей холодной прокатке исключает появление трещин разрывов на кромках ленты. Из экспериментов следует, что при температурах и продолжительности, отличных от заявляемых, происходит либо перегрев полосы в рулоне по всему сечению, либо кромки не успевают прогреваться, что в любом случае не позволяет обеспечить равенство механических свойств по всему сечению подката.Technological modes of preliminary heat treatment of pickled wire were determined experimentally. In this case, the absence of defects on the edges of the cold-rolled strip while maintaining the required set of mechanical properties was achieved only at preliminary heat treatment temperatures of 560-590 ° C. Under the claimed heat treatment regimes with a sufficiently short duration (9-11 hours), in the muffle space of the bell furnace, intense heating to the indicated temperatures of not the entire volume of the rolled roll, but only the edge sections of the strips. This contributes to the alignment of mechanical properties over the entire cross-section of the tackle, which, during subsequent cold rolling, eliminates the appearance of tear cracks at the edges of the tape. From the experiments it follows that at temperatures and durations other than those declared, either the strip overheats in the roll over the entire section, or the edges do not have time to warm up, which in any case does not allow equal mechanical properties over the entire section of the tackle.

Указанная совокупность признаков в известных технических решениях не обнаружена.The specified set of features in the known technical solutions are not found.

На основании вышеприведенного анализа известных источников информации можно сделать вывод, что для специалиста заявляемый способ изготовления холоднокатаной ленты из низкоуглеродистой стали, не следует явным образом из известного уровня техники, а следовательно, соответствует условию патентноспособности «изобретательский уровень».Based on the above analysis of known sources of information, we can conclude that for a specialist the inventive method of manufacturing a cold rolled strip of low carbon steel does not follow explicitly from the prior art, and therefore meets the patentability condition of "inventive step".

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

Горячекатаный травленый подкат толщиной 2,0 мм из стали марки St37-2, имеющей следующий химический состав: С 0,13-0,17%, Mn 0,40-0,70%, Si<0,10% (например, в соответствии с ТУ 14-101-641-2006) подвергают предварительной термообработке в колпаковых печах при температуре окончательной выдержки по стендовой термопаре 560-590°С с продолжительностью выдержки 9-11 часов. После чего на непрерывном пятиклетевом стане холодной прокатки 630 предварительно термообработанный подкат шириной 405 мм прокатывают с суммарным относительным обжатием 75% в ленту толщиной 0,5 мм. При необходимости после холодной прокатки осуществляют низкотемпературную термообработку ленты и последующую ее дрессировку.2.0 mm hot rolled pickled tackle made of St37-2 steel having the following chemical composition: C 0.13-0.17%, Mn 0.40-0.70%, Si <0.10% (for example, in in accordance with TU 14-101-641-2006) is subjected to preliminary heat treatment in bell-type furnaces at a temperature of final exposure by bench thermocouple 560-590 ° C with a exposure time of 9-11 hours. Then, on a continuous five-stand cold rolling mill 630, a pre-heat-treated tackle with a width of 405 mm is rolled with a total relative compression of 75% into a tape 0.5 mm thick. If necessary, after cold rolling, low-temperature heat treatment of the tape and its subsequent training are carried out.

Варианты технологических параметров, по которым по заявляемому способу осуществлялось изготовление холоднокатаной ленты из стали марки St37-2 ОАО «ММК», а также результаты исследований представлены в таблице.Variants of technological parameters by which, according to the claimed method, the cold-rolled strip was made of steel grade St37-2 of OJSC MMK, as well as the research results are presented in the table.

Заявляемая технология производства металлопроката на примере изготовления холоднокатаной ленты из стали марки St37-2 обеспечивает получение следующих механических свойств: временное сопротивление разрыву σ_в - не менее 790 Н/мм², при одновременно узком диапазоне относительного удлинения δ₁₀₀ в пределах 1-5%. При этом существенно повышается выход годного металлопроката (на 7-10%) при производстве холоднокатаной ленты повышенной прочности за счет исключения трещин, разрывов по кромкам.The inventive technology for the production of rolled metal by the example of manufacturing a cold-rolled strip of steel grade St37-2 provides the following mechanical properties: temporary tensile strength σ _in - not less than 790 N / mm ² , while at the same time a narrow range of elongation δ ₁₀₀ in the range of 1-5%. At the same time, the yield of rolled metal is significantly increased (by 7-10%) in the production of cold-rolled tape of increased strength due to the exclusion of cracks and breaks along the edges.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемый способ работоспособен и устраняет недостатки, имеющие место в прототипе.Based on the foregoing, we can conclude that the claimed method is workable and eliminates the disadvantages that occur in the prototype.

Заявляемый способ может найти широкое применение при производстве холоднокатаной ленты, используемой в качестве упаковочной, из марок стали с содержанием 0,13-0,17% углерода и 0,4-0,7% марганца с жестко регламентируемыми механическими свойствами, обеспечивающими минимизацию трещинообразования по кромкам ленты в процессе холодной прокатки. Следовательно, заявляемый способ соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».The inventive method can be widely used in the production of cold-rolled tape used as packaging from steel grades with a content of 0.13-0.17% carbon and 0.4-0.7% manganese with strictly regulated mechanical properties that minimize crack formation by the edges of the tape during cold rolling. Therefore, the claimed method meets the condition of patentability "industrial applicability".

Claims

A method of manufacturing a cold rolled strip of low carbon steel containing 0.13-0.17% carbon and 0.4-0.7% manganese, mainly 0.5-0.6 mm thick, comprising descaling from the surface of a hot rolled pickling by etching, cold rolling in a continuous mill and subsequent step-by-step recrystallization annealing of the rolls, characterized in that they pre-heat treat the hot-rolled pickled rolled stock at a temperature of 560-590 ° C for a duration of 9-11 hours, and carry out cold rolling of the heat-treated rolled stock with a total relative compression of 72-76%.