Разработка новых технических решений для использования резервов широкополосной горячекатаной стали по структуре и механическим свойствам

Язык труда и переводы:
УДК:
621.771.06
Дата публикации:
31 мая 2022, 10:22
Категория:
Прокатно-волочильное производства
Авторы
Алдунин Анатолий Васильевич
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Аннотация:
Рассмотрена компоновка клетей непрерывных чистовых групп широкополосных станов и литейно-прокатных комплексов. Показано, что такая компоновка клетей приводит к получению горячекатаных полос с повышенными значениями размера зерна и разнозернистости, что ухудшает комплекс механические свойств готового проката. Представлены, разработанные с использованием результатов физического моделирования процесса прокатки, технические решения — устройство нового широкополосного стана и клети дуппель-кварто, позволяющие получать мелкую и однородную структуру металла, а значит более высокие и стабильные значения механических свойств готового проката.
Ключевые слова:
широкополосный стан, литейно-прокатный комплекс, горячая прокатка полос, низкоуглеродистая сталь, диаграмма рекристаллизации
Основной текст труда

Широкополосную горячекатаную сталь производят преимущественно на непрерывных широкополосных станах и литейно-прокатных комплексах, выполняя требования стандартов по основным показателям качества (геометрии, механическим свойствам, состоянию поверхности). При этом размер зерна феррита регламентируется в пределах двух смежных баллов.

Непрерывная чистовая группа этих агрегатов состоит из клетей, удаленных друг от друга на расстояние 5,5–6,0 м [1]. В связи с этим при высоких значениях температуры прокатки (980–1020 ºС) в первых клетях за время последеформационных пауз (3–6 с) успевает пройти не только первичная, но и частично собирательная рекристаллизация низкоуглеродистой стали — зерно после измельчения начинает расти.

При понижении температуры в последних клетях от 960 до 850–880 ºС первичная рекристаллизация между клетями за время 0,4–2,0 с проходит лишь частично.  

Указанные недостатки приводят к получению горячекатаной полосы с повышенными значениями размера зерна и разнозернистости, что ухудшает комплекс механические свойств готового проката.

Таким образом, еще имеются резервы металла по структуре и зависящим от нее механическим свойствам.

С использованием метода физического моделирования, применительно к условиям непрерывной чистовой группы стана 2000 и последующего охлаждения, были изучены основные закономерности формирования структуры низкоуглеродистой стали Ст3сп промышленной плавки [2]. Клиновидные образцы, отобранные от охлажденной на промежуточном рольганге стана 2000 заготовки, прокатывали на автоматизированном двухвалковом скоростном лабораторном стане 250×400 при температурах 880–1070 ºС в один и два прохода.

По результатам исследований в спрямляющих координатах «1/Т – lg ε – lgτ» была построения диаграмм рекристаллизации аустенита стали Ст3сп, применимая для расчета режимов непрерывной горячей прокатки стальных полос.

Промышленные эксперименты на непрерывном широкополосном стане 2000 показали, что при использовании такой диаграммы для настройки стана структура и механические свойства готовых полос улучшаются. При этом были установлены недостатки компоновки рабочих клетей в непрерывной чистовой группе этого стана.

Подготовлено техническое решение, описывающее устройство нового 3/4-непрерывного широкополосного стана [3], которое позволит использовать резерв обрабатываемого материала по структуре и улучшить механические свойства готового проката. Величина промежутков между клетями в непрерывной чистовой группе стана определяется с использованием диаграммы рекристаллизации аустенита.

Также, при необходимости, вместо первых двух клетей кварто может быть установлена одна клеть дуппель-кварто [4].

Уменьшение промежутка между двумя последними клетями обеспечивает суммирование деформационного наклепа в последней клети.  

Заключение

Конструкции 3/4-непрерывного широкополосного стана горячей прокатки и листопрокатной клети дуппель-кварто, предложенные с учетом основных закономерностей формирования структуры низкоуглеродистой стали, могут обеспечить получение мелкой и однородной структуры металла, а значит более высоких и стабильных значений механических свойств готового проката.

Литература
  1. Целиков А.И., Зюзин В.И. Современное развитие прокатных станов. Москва, Металлургия, 1972, с. 106–107.
  2. Алдунин А.В., Русаков А.Д., Трайно А.И. Исследование и разработка технологий производства стальных полос. Saarbrücken, LAP LAMBERT Academic Publishing, 2014, 170 с.
  3. Алдунин А.В. ¾-непрерывный широкополосный стан с бесконечной горячей прокаткой тонких полос низкоуглеродистой стали. Патент 2483815 Российская Федерация, 2013, бюл. № 16.
  4. Алдунин А.В., Сухоставский М.Н., Воробьёв Е.А. Листопрокатная клеть дуппель-кварто. Патент 2758397 Российская Федерация, 2021, бюл. 31.
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.