Спосіб виробництва прокату методом багатостадійної контрольованої прокатки

1. Спосіб виробництва прокату методом багатостадійної контрольованої прокатки, що включає нагрівання безперервнолитої заготовки під прокатку, прокатку на реверсивному стані, яка включає попередню прокатку і остаточну прокатку, і охолодження прокату, який відрізняється тим, що прокат виробляють із сталі такого хімічного складу, мас. %: вуглець 0,03÷0,16 марганець 0,8÷1,9 кремній 0,1÷0,4 хром 0,01÷0,4 нікель 0,01÷0,6 мідь 0,01÷0,4 алюміній 0,01÷0,05 титан 0,008÷0,04 азот 0,003÷0,012 сірка 0,001÷0,015 фосфор 0,004÷0,025 залізо решта, нагрівання слябів здійснюють при температурі на 20÷100 °С нижче температури розчинності титану, попередню прокатку здійснюють у дві стадії, причому на першій стадії метал деформують у верхній частині аустенітної області при температурі на 2 (19) 1 3 Корисна модель належить до галузі металургії, конкретно - до способів обробки товстолистового прокату товщиною понад 8 мм з високоміцних сталей для газонафтопровідних труб і низьколегованих сталей підвищеної міцності для конструкцій відповідального призначення. Відомий спосіб виробництва прокату, який включає виплавку сталі, безперервне розливання, охолодження слябів, їх аустенізацію, попередню і остаточну деформацію і остаточне охолодження прокату, при цьому аустенізацію здійснюють при температурі на 60-100°С нижче температури розчинності нітридів титану, попередню деформацію закінчують при Ar3+(120-180)°С, підстуджують з швидкістю 0,5-4,0°С/с до Ar3+40 C Ar3-10 C деформують при цій температурі і закінчують при Ar3(150-50)°С. Крім того, можливо, що після операції охолодження і досягнення температури на 150250°С нижче Ar1, здійснюють підігрів прокату з швидкістю 0,5-3,0°С/с до температури на 150250°С нижче AC1 з подальшим остаточним охолодженням з швидкістю 0,5-2,0°С/с. Також можливо, що після операції охолодження з швидкістю 14°С/с і досягнення температури на 150-250°С нижче Ar1 подальше охолодження прокату здійснюють з швидкістю 0,01-0,5°С/с [патент РФ на винахід №2000338]. Найбільш близьким до запропонованого за технічною сутністю і результатом, що досягається, є спосіб виробництва прокату, який включає виплавку сталі, безперервне розливання, охолодження слябів, їх аустенізацію, попередню та остаточну деформацію в реверсивному режимі з проміжним підстуджуванням між ними, остаточне охолодження прокату. При цьому охолодження слябів здійснюють в інтервалі температур 900-100°С з швидкістю 5-25°С/год., попередню деформацію здійснюють зі ступенем обтиснення за прохід не менше 8-20% і завершують в інтервалі температур 1050-960°С, а остаточну деформацію здійснюють з сумарним ступенем обтиснення 50-80% в інтервалі температур 660-950°С, при цьому охолодження підкату між попередньою і остаточною деформаціями і охолодження прокату до температури 600350°С після остаточної деформації здійснюють з швидкістю 0,5-8,0°С/с, а остаточне охолодження прокату до температури 200-10°С виконують з швидкістю 1-20°С/год. Крім того, можливо, що охолодження прокату до температури 350-650°С після остаточної деформації здійснюють з швидкістю 9-30 С/с [деклараційний патент України на корисну модель №13359]. Основними недоліками відомих способів є отримання недостатньо однорідної, різнозернистої мікроструктури готового прокату і, пов'язаних з цим, понижених показників ударної в'язкості та опору руйнуванню при низьких температурах. В основу корисної моделі поставлена задача розробки способу виробництва прокату, який дозволить підвищити комплекс механічних властивостей листів із сталей для газонафтопровідних труб великого діаметру і низьколегованих сталей для конструкцій відповідального призначення. Поставлена задача досягається тим, що в 54343 4 способі виробництва прокату методом багатостадійної контрольованої прокатки, що включає нагрівання безперервнолитої заготовки під прокатку, прокатку на реверсивному стані, яка включає попередню прокатку і остаточну прокатку, і охолодження прокату, відповідно до корисної моделі, прокат виробляють із сталі такого хімічного складу, мас. %: вуглець 0,03÷0,16 марганець 0,8÷1,9 кремній 0,1÷0,4 хром 0,01÷0,4 нікель 0,01÷0,6 мідь 0,01÷0,4 алюміній 0,01÷0,05 титан 0,008÷0,04 азот 0,003÷0,012 сірка 0,001÷0,015 фосфор 0,004÷0,025 залізо решта, нагрівання слябів здійснюють при температурі на 20÷100°С нижче температури розчинності титану, попередню прокатку здійснюють у дві стадії, причому на першій стадії метал деформують у верхній частині аустенітної області при температурі на 20÷40°С нижче температури нагрівання слябів, а на другій стадії метал деформують у середній частині аустенітної області при температурі на 20÷80°С вище температури рекристалізації, після чого у дві стадії здійснюють остаточну прокатку, при цьому першу стадію остаточної прокатки проводять у нижній частині аустенітної області на 20÷100°С вище температури Ar1, а другу стадію остаточної прокатки проводять переважно у змішаній =+ - області в інтервалі температур Ar3+20°С Ar3-(10 90)°С, при цьому обтиснення за прохід на обох стадіях деформації попередньої прокатки і на першій стадії деформації остаточної прокатки складають 8÷20%, а обтиснення за прохід на другій стадії деформації остаточної прокатки дорівнюють 5÷15% з сумарним ступенем обтиснення при остаточній прокатці що складає 50÷75%, а після остаточної прокатки здійснюють охолодження прокату до температури 650÷350°С з швидкістю 1,0÷5,0°С/с, далі прокат охолоджують до температури 100÷150°С з швидкістю 0,5÷15°С/год., після чого проводять остаточне охолодження прокату до температури навколишнього середовища з швидкістю 0,1÷2°С/с. Крім того, можливо, що сталь для виробництва прокату додатково містить, мас. %: ніобій 0,01÷0,12 і/або ванадій 0,01÷0,12 і/або молібден 0,05÷0,50 і/або кальцій 0,001÷0,020, при виконанні наступних співвідношень: Mn/C=(10÷60), (Nb+V+Ti)=(0,008÷ 0,160)%, Ti/N=(1,5÷5), Ca/S=(0,05÷4), a нагрівання слябів здійснюють при температурі на 20÷100°С нижче температури розчинності ніобію і/або на 40÷120°С нижче температури розчинності титану. Чотиристадійний режим контрольованої прокатки товстих листів, що заявляється, дозволяє за рахунок введення додаткових температурно 5 54343 деформаційних обмежень на стадіях попередньої і остаточної обробки одержувати дрібнозернисту однорідну структуру, що підвищує міцнісні характеристики, ударну в'язкість і опір крихкому руйнуванню. В умовах ВАТ "МК "Азовсталь" проведено дослідно-промислове випробування способу що заявляється. Сталь була виплавлена у 350-тонному конвертері і після обробки на ковші-печі розлита на установці безперервного лиття заготовок на сляби перерізом 1850x300 мм. Сталь мала такий хімічний склад, мас. %: вуглець 0,08 марганець 1,47 кремній 0,18 хром 0,1 нікель 0,15 кальцій 0,005 титан 0,022 ніобій 0,05 ванадій 0,06 сірка 0,004 фосфор 0,015 азот 0,006, при співвідношеннях: Мn/С=18,38; (Nb+V+Ti)=0,13; Ca/S=1,25; Ti/N=3,67. Можливий варіант виробництва прокату із сталі з вмістом 0,2 мас. % молібдену. Після розливання безперервно литі сляби були порізані на мірні довжини і після охолодження подані на двоклітьовий реверсивний стан "3600" для подальшої прокатки. Аустенізацію слябів у методичних печах проводили при температурах (1150-1170)°С, прокатку на першій стадії (попередня прокатка) здійснювали при температурах (1130-1050)°С, прокатку на другій стадії (попередня прокатка) здійснювали при температурах (900-880)°С, прокатку на третій стадії (остаточна прокатка) виконували при темпе Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 6 ратурах (840-800)°С до (780-760)°С, прокатку на четвертій стадії (остаточна прокатка) проводили в інтервалі температур (740-720)-(710-690)°С. Прокатку на першій стадії (попередня прокатка) здійснювали зі ступенем деформації 10-15% за прохід, на другій стадії (попередня прокатка) - зі ступенем деформації 10-14% за прохід, на третій стадії (остаточна прокатка) - зі ступенем деформації 8-12% за прохід, на четвертій стадії (остаточна прокатка) - 5-10% за прохід. Сумарний ступінь обтиснення на третій і четвертій стадіях (остаточна прокатка) склав 60%. Охолодження прокату після завершення остаточної деформації здійснювали з середньою швидкістю 4°С/с до температури 500°С. Подальше охолодження прокату до температури 150°С проводили з середньою швидкістю 9°С/год., після чого листи охолоджували з швидкістю 0,5-1,0°С/с на спокійному повітрі до температури цеху. Випробування механічних властивостей готових листів проводили з оцінюванням величин тимчасового опору, границі плинності, відносного подовження, ударної в'язкості при температурах від 20°С (зразки Шарпі) до -60°С (зразки Менаже). Опір крихкому руйнуванню (холодостійкість) визначали за результатами випробування зразків DWTT (ВПВ) в інтервалі температур від 0 до -60°С. Критерієм холодостійкості виявлялась наявність у зламі зразків DWTT (ВПВ) 80%-ної частки в'язкої складової при заданій температурі випробування (-20°С). Мікроструктуру листового прокату оцінювали за допомогою оптичного та електронного мікроскопів. Дослідження показали, що запропонований спосіб прокату усуває різнозернистість прокату, підвищуючи показники ударної в'язкості при понижених температурах випробування на 10% і холодостійкості на 15%. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601