способ производства горячекатаной канатной катанки
Классы МПК: | B21B1/16 для прокатки проволоки и прочих изделий малого сечения |
Автор(ы): | Шубин Игорь Геннадьевич (RU), Румянцев Михаил Игоревич (RU), Корнилов Владимир Леонидович (RU), Шубина Наталья Игоревна (RU), Попов Антон Олегович (RU), Азаров Александр Петрович (RU), Степанова Екатерина Николаевна (RU), Некрасов Сергей Владимирович (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое Акционерное Общество "Магнитогорский металлургический комбинат" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2011-02-10 публикация патента:
10.08.2012 |
Изобретение предназначено для повышения потребительских свойств горячекатаного мелкосортного проката, в частности канатной катанки. Способ включает горячую прокатку металла, его охлаждение и смотку в бунты с заданными температурами на отдельных операциях производства. Получение оптимальных соотношений между прочностными и пластическими свойствами катанки обеспечивается за счет того, что прокатывают сталь, содержащую 0,58 0,89 мас.% углерода, 0,45
0,66% марганца, 0,1
0,25% кремния и другие элементы, с углеродным эквивалентом Сэ=0,67
0,93, температуру перед черновой группой клетей принимают из соотношения: tчер=(958,0
957,93)-3,91
+0,06
в, температуру после участка водяного охлаждения toxл=(706,48
706,40)+96,9Cэ+2,57
, а температуру смотки - tсм=(236,16
236,15)+2,17
+46,09Сэ, Сэ=0,83[С]+0,36[Si]+0,18[Mn]+0,31[S]+0,32[P]+0,38[A1]+0,19[Cr]+0,17[Ni]+0,16[Сu], где [С], [Si], [Mn], [Cr], [Ni], [S], [P], [Al], [Сu] - содержание в стали соответственно: углерода, кремния, марганца, хрома, никеля, серы, фосфора, алюминия и меди, мас.%;
в - временное сопротивление деформации и
- относительное удлинение. 1 пр.
Формула изобретения
Способ производства горячекатаной канатной катанки из стали, содержащей 0,58 0,89 мас.% углерода, 0,45
0,66% марганца, 0,1
0,25% кремния, с углеродным эквивалентом Сэ=0,67
0,93, включающий горячую прокатку металла, водяное охлаждение и смотку в бунты с заданными температурами на отдельных операциях производства, причем при горячей прокатке температуру стали перед черновой группой клетей устанавливают из соотношения: tчep =(958,0
957,93)-3,91
+0,06
в, температуру после участка водяного охлаждения toxл=(706,48
706,40)+96,9Cэ+2,57
, а температуру смотки tcм=(236,16
236,15)+2,17
+46,09Cэ, при этом Cэ=0,83[C]+0,36[Si]+0,18[Mn]+0,31[S]+0,32[P]+0,38[Al]+0,19[Cr]+0,17[Ni]+0,16[Сu], где [С], [Si], [Mn], [Cr], [Ni], [S], [P], [Al], [Cu] - содержание элементов в стали, мас.%;
в - временное сопротивление деформации, н/мм 2; а
- относительное удлинение, %.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении горячекатаного мелкосортного проката, преимущественно канатной катанки.
Технология производства мелкосортного проката, в частности канатной катанки (длинномерный прокат с круглой формой поперечного сечения, используемый в качестве исходного материала для производства канатной проволоки), достаточно подробно описана, например, в книге П.И.Полухин и др. «Прокатное производство», М.: Металлургия, 1982, с.316-328.
Известен способ производства высокопрочной стальной катанки, при котором она охлаждается до температуры окружающей среды, затем выдерживается в печи с жидким расплавом при температурах 300° 600°С и далее снова нагревается до 450°
600°С, что обеспечивает высокую прочность катанки при удовлетворительной ее пластичности (см. японская заявка № 6462424, кл. C27D 9/52, опубл. 08.03.89 г.). Однако этот способ малопригоден для производства канатной катанки.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является технология производства катанки на непрерывном стане «250» ЗСМК, описанная в справочнике под ред. В.И.Зюзина и А.В.Третьякова «Технология прокатного производства», кн.1, М.: Металлургия, 1991, с.388-395.
Эта технология включает горячую прокатку металла, его охлаждение и смотку в бунты и характеризуется нагревом металла перед прокаткой в двухзонных рекуперативных печах, имеющих испарительное и водяное охлаждение; прокатку ведут в 37 двухвалковых клетях с применением двухстадийного ускоренного и регулируемого охлаждения металла и последующей смоткой его в бунты. Недостатком известной технологии является неопределенность температур металла на определенных стадиях процесса (например, перед черновой группой клетей, после участка водяного охлаждения и при смотке), что затрудняет получение катанки с заданными механическими характеристиками, в частности, для производства канатов.
Технической задачей настоящего изобретения является получение горячекатаного мелкосортного проката, в частности канатной катанки, с заданными механическими свойствами, что повышает выход проката требуемых свойств и сокращает производственные затраты в последующем метизном переделе (дополнительная термообработка, травление и подготовка поверхности используемой заготовки).
Для решения этой задачи предлагаемый способ производства горячекатаной канатной катанки включает горячую прокатку металла, его охлаждение и смотку в бунты с заданными температурами на отдельных операциях производства при прокатке стали, содержащей 0,58 0,89 мас.% углерода, 0,45
0,66% марганца, 0,1
0,25% кремния и другие элементы, с углеродным эквивалентом Сэ=0,67
0,93, температуру перед черновой группой клетей принимают из соотношения: tчер=(958,0
957,93)-3,91
+0,06
в, температуру после участка водяного охлаждения tохл=(706,48
706,40)+96,9Сэ+2,57
, а температуру смотки - tсм=(236,16
236,15)+2,17
+46,09Сэ, где Сэ=0,83[С]+0,36[Si]+0,18[Mn]+0,31[S]+0,32[P]+0,38[Al]+0,19[Cr]+0,17[Ni]+0,16[Сu] и [С], [Si], [Mn], [Cr], [Ni], [S], [P], [Al], [Сu] - содержание в стали соответственно: углерода, кремния, марганца, хрома, никеля, серы, фосфора, алюминия и меди, мас.%;
в - временное сопротивление деформации и
- ее относительное удлинение.
Приведенные температурные параметры прокатки получены опытным путем и являются эмпирическими.
Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации температур отдельных операций производства, что обеспечивает требуемые механические характеристики канатной катанки.
Опытную проверку предлагаемого способа производили на мелкосортно -проволочном стане «170» ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». С этой целью при горячей прокатке стали, содержащей 0,58 0,89 мас.% углерода, 0,45
0,66% марганца, 0,1
0,25% кремния и другие элементы, с углеродным эквивалентом Сэ=0,67
0,93, на отдельных этапах производства варьировали температуры перед черновой группой клетей tчер, после участка водяного охлаждения tохл и смотки tсм, оценивая результаты по выходу проката по ТУ 14-1-5317-95.
Наилучшие результаты (максимальный выход проката требуемых свойств в пределах 97,9 99,2%) получен с применением используемой технологии. Отклонения от рекомендуемых величин tчep, tохл и t см ухудшали достигнутые показатели.
Так, например, при снижении значений tчер, tохл и tсм выход годного проката не превысил 96,0%, в основном - из-за несоответствия проката пластическим свойствам по ТУ 14-1-5317-95. Увеличение значений tчер, t охл и tсм более рекомендуемых величин не дало выхода требуемого качества проката более 97,1%, в основном - из-за несоответствия части продукции прочностным свойствам по ТУ 14-1-5317-95.
Горячая прокатка канатной катанки по технологии, выбранной в качестве ближайшего аналога (см. выше), дала выход требуемой продукции в пределах 84 88%. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известной технологией.
Технико-экономические исследования показали, что использование настоящего изобретения при производстве горячекатаной канатной катанки сократит потери производства (за счет увеличения выхода годного проката требуемого качества) не менее чем на 12% при сохранении общего объема готового проката.
Пример конкретного выполнения
Качественная конструкционная сталь, содержащая 0,71 вес.% углерода, 0,63% марганца, 0,21% кремния, 0,02% хрома, 0,03% никеля, 0,013% серы, 0,014% фосфора, 0,04% меди и 0,003% алюминия, предназначенная для производства канатной катанки, с углеродным эквивалентом Сэ=0,83[С]+0,36[Si]+0,18[Mn]+0,31[S]+0,32[P]+0,38[Al]+0,19[Cr]+0,17[Ni]+0,16[Сu]=0,83·0,71+0,36·0,21+0,18·0,63+0,31·0,013+0,32·0,014+0,38·0,003+0,19·0,02+0,17·0,03+0,16·0,04=0,80 и заданными: временным сопротивлением деформации в=960 Н/мм2 и относительным удлинением
=12%.
Температурный режим прокатки:
tчер=(958,0 957,93)-3,91
+0,06
в=(958,0
957,93)-3,91·12+0,06·960=968,68
968,61°С.
tохл=(706,48 706,40)+96,9Сэ+2,57
=(706,48
706,40)+96,9·0,8+2,57·12=814,84
814,76°C.
tсм=(236,16 236,15)+2,17
+46,09Сэ=(236,16
236,15)+2,17·12+46,09·0,8=299,07
299,06°C.
Допускаемые отклонения фактических величин температур от расчетных ±5 град.
Выход годного проката - 98,9%.
Класс B21B1/16 для прокатки проволоки и прочих изделий малого сечения