СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛОС ХОЛОДНОКАТАНОГО ЛИСТОВОГО ПРОКАТА ДЛЯ ЭМАЛИРОВАНИЯ ИЗ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ТИПА 08, ЛЕГИРОВАННОЙ ФОСФОРОМ (0,04 - 0,10 МАС.%) И АЛЮМИНИЕМ (0,02 - 0,08 МАС.%)

Название	СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛОС ХОЛОДНОКАТАНОГО ЛИСТОВОГО ПРОКАТА ДЛЯ ЭМАЛИРОВАНИЯ ИЗ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ТИПА 08, ЛЕГИРОВАННОЙ ФОСФОРОМ (0,04 - 0,10 МАС.%) И АЛЮМИНИЕМ (0,02 - 0,08 МАС.%)
Разработчик (Авторы)	ЛИПУХИН ЮРИЙ ВИКТОРОВИЧ, СЛАВОВ ВЛАДИМИР ИОНОВИЧ, КУЗНЕЦОВ ВИКТОР ВАЛЕНТИНОВИЧ, ХАЧПАНЯН КАРЛЕН ХРИСТОФОРОВИЧ, ЗАДОРОЖНАЯ ВАЛЕНТИНА НИКОЛАЕВНА, СЛАВОВА АЛЬБИНА ИВАНОВНА, ХАРЧЕНКО ИРИНА АЛЕКСЕЕВНА, МОИСЕЕВ БОРИС АЛЕКСЕЕВИЧ
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2010634
Дата регистрации	14.08.1992
Правообладатель	ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ ИМ.50-ЛЕТИЯ СССР
Область применения (класс МПК)	B21B 3/00 (1990.01)

Описание изобретения

Изобретение относится к черной металлургии, к производству холоднокатаного листа, предназначенного к глубокой вытяжке и качественному эмалированию.

Известен способ производства холоднокатаного листа для эмалирования из непрерывнолитой заготовки конвертерной стали. По известному способу температуру конца прокатки выдерживают в диапазоне температур конца прокатки 780-820^oC, температуру смотки Т_cм 690-710^oC, отсутствуют рассогласования скоростей рабочих валков при горячей, холодной прокатке и дрессировке проводится и колпаковый отжиг. Недостатком известного способа является отсутствие гарантий по штампуемости стали.

Известен способ получения листовой стали для эмалирования, обладающей высокой стойкостью к образованию дефекта "рыбья чешуя" и способностью к вторичной обработке давлением. По известному способу стальную заготовку, содержащую, мас. % : С ≅ 0,015; Mn ≅ 0,50; Тi 0,01-0,30; S 0,018-0,050; Cu 0,005-0,07; B 0,0001-0,0013 нагревают до 1150-1350^oC, подвергают горячей прокатке, холодной прокатке и отжигу в контейнерах или непрерывных линиях в зависимости от содержания меди.

Недостатком известного способа является необходимость в специальном оборудовании для получения низкого содержания углерода, дополнительное легирование стали титаном и медью, проведение непрерывного отжига.

Известен способ изготовления листовой стали для эмалирования и сверхглубокой вытяжки, обладающей высокой адгезионной способностью по отношению к эмали. По известному способу непрерывнолитой сляб из стали, содержащий, мас. % : С ≅ 0,003; Mn ≅ 0,50; Аl ≅ 0,030 двукратное и более по отношению к углероду содержание ниобия, но не ≥ 0,04 (не считая Nb, связанный в оксид ниобия) 0,002 - 0,007 В; 0,0026 - 0,0100 N, нагревают до 1000 - 1200^oC и подвергают горячей прокатке, затем холодной прокатке и наносят на поверхность стали гальваническое покрытие никелем, после чего проводят рекристаллизационный отжиг при температуре выше точки начала рекристаллизации, но ≅ 1000^oC.

Недостатками известного способа наряду с трудностями, связанными с достижением в промышленных условиях ультранизкого содержания углерода, являются дополнительное легирование стали ниобием и расходы при нанесении на поверхность холоднокатаной стали гальванического покрытия.

Известен способ прокатки низкоуглеродистой стали с содержанием алюминия 0,01-0,07% для последующего эмалирования.

По известному способу сталь марки 08Ю прокатывают в холодную на паре разношероховатых валков с заданной пропорцией в величинах шероховатостей в зависимости от содержания алюминия в стали.

Недостатком известного способа является априорное утверждение, что сталь марки 08Ю в любом случае обладает высокой склонностью к сложной вытяжке, хотя на практике штампуемость стали на всегда обеспечена необходимой технологией производства. Кроме того, как показывают исследования, склонность эмалированной стали к дефекту "рыбья чешуя" далеко не во всех случаях определяется текстурой поверхностных слоев стали и наклон плоскости симметрии текстуры за счет разной шероховатости далеко не всегда обеспечивает качество покрытия.

Известен наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату способ изготовления холоднокатаной листовой стали для эмалирования, обладающей способностью к глубокой вытяжке и низкой склонностью эмали к образованию "рыбья чешуя".

По известному способу полосы из стали, содержащей, мас. % : С 0,02-0,10; Mn 0,05-0,50; Al 0,2-0,10; B 0,001-0,01; Cu 0,01-0,05; N₂ 0,003-0,015; причем Δ N = 14/11 [B] = = 0,003-0,008, поcле горячей прокатки сматывают в рулон при 400-550^oC, подвергают холодной прокатке и рекристаллизационному отжигу со скоростью нагрева ≅ 150^oС/ч. Рекристаллизационный отжиг совмещают с обезуглероживающим отжигом, благодаря чему снижают содержание углерода в стали до уровней, меньших 0,01% .

Недостатком известного способа является необходимость в обезуглероживающем отжиге, а также трудновыполнимые в металлургической практике требования по соотношению содержания в стали бора и азота.

Цель изобретения - разработка сравнительно простого и недорогого способа производства холоднокатаного листа из низкоуглеродистой стали, предназначенного для эмалирования, сочетающего высокую способность к штамповке и стойкость против образования дефекта "рыбья чешуя" на готовых изделиях.

Указанная цель достигается тем, что сляб низкоуглеродистой стали, легированной фосфором (0,04-0,10 мас. % ) и алюминием (0,02-0,08 мас. % ), нагретый в нагревательной печи до 1240-1280^oC, прокатывают на стане горячей прокатки с температурой окончания прокатки Т_кп = 830-860^oC, полосы душируют на отводящем рольганге и сматывают с температурой Т_cм, зависящей от содержания фосфора и алюминия в стали: Т_cм = [650 + +200 (4Р + Аl)] + 10^oC, прокатывают вхолодную с суммарным обжатием 64-75% в разношероховатых рабочих валках с соотношением шероховатостей поверхностей рабочих валков, зависящем от содержания фосфора в стали: R¹_а/R²_а = (0,67 + 33,3Р) + 0,15, при этом размещение валков с разной шероховатостью согласуется с расположением полосы при горячей прокатке: валок с большей шероховатостью соприкасается с нижней по горячей прокатке стороной, далее проводят рекристаллизационный отжиг с непрерывным нагревом до 680-750^оС, осуществляют дрессировку с подачей эмульсии в очаг деформации с обжатием 0,8-1,2% .

Сущность предложенного способа состоит в том, что полосы из низкоуглеродистой стали, легированные фосфором и алюминием, мас. % : (P 0,04-0,10 и Al 0,02-0,08), после горячей прокатки душируют и сматывают в рулоны с Т_см = [650 + 200 (4Р + Al) + 10^o] , холодную прокатку проводят на разношероховатых валках как минимум в последней клети стана с отношением шероховатостей верхнего к нижнему валку: R¹_а/R²_а = (0,67 + +33,3Р) + 0,15 (валок с большей шероховатостью входит в контакт с нижней по горячей прокатке поверхностью полосы), рекристаллизационный отжиг проводят без промежуточных остановок до температуры отжига 600-750^oC, затем полосы дрессируют.

Предлагаемый способ учитывает механизмы образования необходимой структуры и текстуры с повышенной способностью к глубокой вытяжке и механизмы формирования дефекта "рыбья чешуя", связанные с водородонасыщением стали на границах зерен и межзеренных сегрегациях и эффектами обезводораживания стали перед эмалированием. Микролегирование стали фосфором и алюминием за счет формирования на специальных границах зерен фосфорсодержащих сегрегаций обеспечивает получение структуры стали с повышенной октаэдрической текстурой, придающей материалу способность к глубокой вытяжке, а варьирование температурой смотки в указанном диапазоне содержаний фосфора и алюминия в пределах 680-750^oC позволяет вовремя выделить избыточный водород, поглощенный дефектами структуры и границами зерен через металл в атмосферу. Этому процессу также способствуют внутренние напряжения, создаваемые прокаткой в разношероховатых валках, во время рекристаллизационного отжига.

Согласование холодной прокатки в разношероховатых валках с особенностями теплоотвода при охлаждении полосы на отводящем рольганге при горячей прокатке (верх полосы во время холодной прокатки соответствует низу полосы при горячей прокатке) способствует образованию благоприятной для штамповки кристаллографической текстуры и создает дополнительные стимулы для удаления избыточного водорода из стали. С увеличением содержания фосфора в стали требуется большее соотношение шероховатостей поверхности рабочих валков для поддержания асимметричных внутренних напряжений и диффузии водорода через границы зерен. Холодная прокатка полос низкоуглеродистой стали производится до момента, когда величина R¹_а/R²_а cоответствует указанному соотношению. По мере износа валков при прокатке металла наступает момент, когда это требование перестает выполняться за счет более быстрого износа валка с большей шероховатостью. В этом случае необходима замена валков в последней клети стана.

Предложенный способ может быть осуществлен следующими способами.

П р и м е р 1. Непрерывнолитые слябы конвертерной стали химического состава, мас. % : C 0,048; Si 0,03; Mn 0,32; Al 0,054; Р 0,047; V 0,017; Cr 0,03; Ni 0,05; Cu 0,09; S 0,018; N 0,01 прокатывали на широкополосном стане на полосы толщиной 2,5 мм с Т_кп 845-855^oC и Т_cм 690-710^oC. Температура смотки соответствовала зависимости Т_cм = [650 + 200 (4P + Al)] + 10^oC. Затем после травления полосы прокатывали на стане холодной прокатки "1700" на толщину 0,8 мм (ε = 68% ), поверхность бочки верхнего рабочего валка в последней клети стана имела шероховатость R¹_а = 1,7 мкм/соотношение шероховатостей соответствовало формуле R¹_а/R²_а/0,67 + 33,3 Р) + 0,15. Колпаковый отжиг проводят по режиму для стали 08 кп при 700^oC выдержка 16 ч, время отжига 46 ч, время охлаждения 18 ч, температура распаковки 120^oC, затем выполняют дрессировку с подачей эмульсии в очаг деформации с обжатием 0,8-1,2% .

Механические свойства готовой стали следующие: σ_т 24-26 кг/мм²; σ_в 35-57 кг/мм², δ_ч 34-36% ; δ₁₀ 39-42% , δ_р 24-27% глубина лунки по Эриксену 10,3-10,4 мм, коэффициент нормальный анизотропии R = 1,32, коэффициент упрочнения n = 0,23.

Штамповка изделий в ППНП: таза, банки, бидона, цилиндра чайника, крышек прошла без замечаний, дефекта "рыбья чешуя" не наблюдалось, испытание на дефект "рыбья чешуя" производили по методике ГОСТ 24244-80 и методу вылеживания отштампованных и заэмалированных крышек в течение месяца.

П р и м е р 2. Непрерывнолитые слябы стали химического состава, мас. % : С 0,050; Si 0,03; Mn 0,33; Al 0,047; Р 0,041; V 0,018; Cr 0,03; Ni 0,05; Сu 0,09; S 0,018; N 0,0107 прокатывали вгорячую на толщину 2,6 мм с Т_кп 840-855^oC и Т_см 700-715^oC (cоответствует указанной зависимости Т_cм от содержания фосфора и алюминия в стали). После травления металл прокатывают вхолодную на толщину 0,8 мм (ε 72% ). Шероховатость верхнего рабочего валка последней клети стана "1700" R¹_а 1,5 мкм, нижнего валка R²_а 0,7 мкм (соотношение шероховатостей соответствует указанной формуле). Отжиг производят с непрерывным нагревом металла в колпаковых печах, температура отжига 720^oC. Далее проводят дрессировку с обжатием 0,7-0,9% .

Механические свойства готовой стали следующие: σ 24-27 кг/мм²; σ_в 36-38 кг/мм², δ_ч 33-35% ; δ₁₀ 38-41% , δ_p 22-25; глубина лунки по Эриксену 10,1-10,3 мм, коэффициенты R = 1,31; n = 0,22.

Замечаний при штамповке различных заготовок посуды и "рыбьей чешуи" на готовых изделиях не было. (56) Журнал "Сталь" N 1, 1985, с. 49-52.

Патент Японии N 62-16253, кл. С 21 D 9/45, 1987.

Авторское свидетельство СССР N 1667957, кл. В 21 В 1/38, 1991.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛОС ХОЛОДНОКАТАНОГО ЛИСТОВОГО ПРОКАТА ДЛЯ ЭМАЛИРОВАНИЯ ИЗ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ТИПА 08, ЛЕГИРОВАННОЙ ФОСФОРОМ (0,04 - 0,10 МАС. % ) И АЛЮМИНИЕМ (0,02 - 0,08 МАС. % ), включающий горячую прокатку с температурой окончания прокатки 830 - 860^oС, принудительное охлаждение перед смоткой полосы в рулон, смотку в рулон при 680 - 760^oС, холодную прокатку с обжатием 64 - 75% , рекристаллизационный отжиг при 680 - 750^oС и дрессировку, отличающийся тем, что полосу сматывают в рулон с температурой, зависящей от содержания алюминия и фосфора в стали T_см = 650 + 200 (4P + Al) ±10^oС, а холодную прокатку в последней клети стана ведут на разношероховатых рабочих валках с соотношением шероховатостей верхнего валка к нижнему, зависящей от содержания фосфора в стали
R_a1 / R_a2= (0,67+33,3P )±0,15,
где R_a1 - шероховатость верхнего валка;
R_a2 - шероховатость нижнего валка,
при этом с валком с большей шероховатостью взаимодействует поверхность полосы, контактирующей с нижним валком при горячей прокатке.

Изобретение "СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛОС ХОЛОДНОКАТАНОГО ЛИСТОВОГО ПРОКАТА ДЛЯ ЭМАЛИРОВАНИЯ ИЗ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ТИПА 08, ЛЕГИРОВАННОЙ ФОСФОРОМ (0,04 - 0,10 МАС.%) И АЛЮМИНИЕМ (0,02 - 0,08 МАС.%)" (ЛИПУХИН ЮРИЙ ВИКТОРОВИЧ, СЛАВОВ ВЛАДИМИР ИОНОВИЧ, КУЗНЕЦОВ ВИКТОР ВАЛЕНТИНОВИЧ, ХАЧПАНЯН КАРЛЕН ХРИСТОФОРОВИЧ, ЗАДОРОЖНАЯ ВАЛЕНТИНА НИКОЛАЕВНА, СЛАВОВА АЛЬБИНА ИВАНОВНА, ХАРЧЕНКО ИРИНА АЛЕКСЕЕВНА, МОИСЕЕВ БОРИС АЛЕКСЕЕВИЧ) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога