Разработка технологии прокатки толстого листа на стане 5000 (1026122), страница 15
Текст из файла (страница 15)
При этом с точки зрения исследования механических свойствважнымявляетсясоизмеримостьтолщиныпрокатываемойполосывлабораторных и промышленных условиях, так как известно что масштабныйфактор оказывает значительное влияние на ряд испытаний, в частности наиспытание падающим грузом. В связи с этим в рамках используемоголабораторного стана дуо 300 целесообразно исследовать прокатку листатолщиной до 30 мм, так как суммарное 8-10-ти кратное обжатие на нёмформирует полосу толщиной до 12 мм. При этом ширина полосы составляетоколо 100 мм, что не позволяет изготовить из неё образцы для ИПГ.
Привозможности использования лабораторного стана с толщиной готового прокатадо 30 мм и шириной от 300 мм возможна корректировка блок-схемы методики.После определения допустимого размера сляба и рекомендуемых режимовпрокатки необходимо опытное производство листа на стане 5000 – не более 6слябов. По результатам прокатки могут быть приняты решения о корректировкетехнологии. Эффект от использования исследовательской части заключается в116снижении количества циклов опытных прокаток на стане 5000 с 3-4 до 1-2 дляновых видов продукции «средней» сложности. Таким образом снижаетсяколичество брака. С учётом того, что в год на стане 5000 осваивается около 10новых видов продукции, годовой экономический эффект от сниженияколичества опытных прокаток может составить около 15 млн. рублей.Опытно-промышленная партия (1000 тонн листа) по выбраннойтехнологии позволяет проверить правомерность режимов прокатки на большоммассиве данных, после чего продукция переведена в разряд освоенной.Рис.5.1.Схема процесса освоения нового вида продукции с применением комплекснойметодики предварительных исследований1175.2.Разработка технологии производства листового проката классапрочности К60 толщиной 30,5 ммРассмотрим случай прокатки на стане 5000 ОАО «Выксунскийметаллургический завод» листа класса прочности К60 с заданной толщиной 30,5мм, шириной 3700 мм из слябов толщиной 355 мм и шириной 2200 ммпроизводства ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат».
Для прокаткиоднократного листа длина сляба должна составлять 2600 мм, а среднее обжатиев черновой стадии прокатки – 9,5% (в последних 5-ти проходах – 11,2%), чтопозволяет говорить о достаточной степени рекристаллизации стали. Дляпрокатки двукратного листа требуется сляб длиной 4700 мм, среднее обжатиепри этом составит 6,5% (в последних 5-ти проходах – 8%) (Таблица 25).
Поэтомуважной задачей при разработке технологии производства подобного сортаментаявляется определение минимально допустимого уровня частных обжатий исходяизстепенирекристаллизациисталибезпроведениядополнительныхдорогостоящих опытных прокаток на стане 5000. Решить эту задачу возможно сприменениемпредложеннойкомплекснойметодикипредварительныхисследований.Распределениенакопленнойэквивалентнойдеформации,скоростидеформации и температуры по слоям раската для случая однократного идвукратного листа рассчитаны с помощью разработанной в DEFORM моделичерновой прокатки. Далее в соответствии с методикой проводилась оценка долирекристаллизованного зерна по толщине раската после каждого прохода и вконце черновой стадии.
При определении доли рекристаллизованного зернаучитывали междеформационную паузу при прокатке на стане 5000 (в среднем 57 секунд). После последнего прохода определяли степень рекристаллизациичерез 1 секунду и 60 секунд после деформации. На рис.5.2 показано изменениедоли статически рекристаллизованного зерна для двух наиболее показательныхслоёв – слой с максимальной деформацией и середина раската.118Таблица 25.Режимы черновой прокатки листа толщиной 30,5 мм№ проходаСляб123456789101112Однократный листТолщинаОбжатиемм%3553346,23146,02907,62649,02389,821011,818412,416013,0-Двукратный листТолщинаОбжатиемм%3553404,53244,73084,92925,22765,52605,82446,22286,62146,12006,517811,016010,1Рис. 5.2.Изменение доли статически рекристаллизованного зерна (%) по проходампри черновой прокатке однократного (слева) и двукратного (справа) слябов119При прокатке за 8 проходов в точке максимальной деформации междупроходами, а также через 60 секунд после последней деформации наблюдаетсяполная рекристаллизация.
В зоне минимальной деформации (середине раската)степень рекристаллизации постепенно увеличивается от 29% после первогообжатия до 97% после пятого, после шестого, седьмого и восьмого составляет100%. Зона максимальной деформации при прокатке за 12 проходов такжехарактеризуется высокими значениями доли рекристаллизованного зерна (90100% в каждом проходе). В середине раската рекристаллизация междупроходами затруднена вплоть до 10 прохода (около 50%). Однако относительнобольшие деформации в последних проходах способствуют протеканию почтиполной рекристаллизации.Полученные результаты показывают, что при прокатке двукратного листаобжатиявчерновойстадиинедостаточнодляпротеканияполнойрекристаллизации в середине раската между проходами, что может бытьпричиной формирования неоднородного аустенитного зерна.
Однако слой смаксимальной деформацией, а следовательно и соседние слои, находящиеся на¼ толщины, рекристаллизовались полностью. Правомерность в дальнейшемпринимать решение о возможности производства листового проката сподобными режимами проверена экспериментально. Проведены опытныепрокатки однократныхидвукратныхлистов толщиной 30,5мм подеформационным режимам черновой стадии, представленным в Таблице 26.Режимы чистовой стадии оставались неизменными.
Фактический химическийсостав, размеры слябов и готового листа, а также целевые температуры прокаткиприведены в Таблицах 27-28.Таблица 26.Химический состав стали К60 для производства листа 30,5 ммCSiMn0,070,251,65PS0,010 0,001NiAlCu0,150,0300,15NNbTi0,003 0,060 0,020120Таблица 27.Размеры сляба и листаСляб (номинал)H, мм355B, мм2200Масса,ЛистL, мм2600, 4700h, мм30,5b, мм4520l, мм12 200т15,5Таблица 28.Заданные режимы производстваТемпературанагрева1150±10Чистовая стадияТнс, ºСТкс, ºС780770Ускоренное охлаждениеCR, ºС/сТно ºСТко, ºС15750500Механические свойства на растяжение для однократного и двукратноголистового проката схожи.
Следует отметить небольшое снижение длядвукратных раскатов временного сопротивления на 15 МПа (610-620 МПавместо 625-635 МПа для однократных), предела текучести на 5 МПа (540-560МПа вместо 545-565 МПа для однократных), ударной вязкости при температурах-40°С и ниже на 10-30 Дж/см2, что, безусловно, может быть следствием менееинтенсивной рекристаллизации. При этом ударная вязкость и доля вязкойсоставляющей на образцах после ИПГ одинаковы при температуре -20°С исоставляют 380 Дж/см2 и 97% соответственно, а доля вязкой составляющей притемпературах -40°С и -60°С на двукратных листах даже немного выше (Рис.5.4).Микроструктура проката исследованных листов аналогична, представленаферритом полигональным в количестве до 40%, квазиполигональным ферритом(до 30%) и бейнитом различной морфологии (Рис.5.3).Таким образом, высокая степень рекристаллизации на ¼ толщины раскатав черновой стадии прокатки позволяет достигать требований по механическимсвойствам даже с учётом недостаточной рекристаллизации в середине раската.Однако необходимо учитывать возможное снижение механических свойств прииспытании на растяжение.121Рис.
5.3.Микроструктура металла однократного (слева) и двукратного (справа)материнского листаРис.5.4.Сравнение механических свойств однократного и двукратного листа5.3.Освоение технологии производства листового проката классовпрочности К52-К56Другим примером применения методики предварительных исследованийдля нужд стана 5000 ОАО «Выксунский металлургический завод» является122разработка и внедрение технологии производства листового проката классовпрочности К52-К56 толщиной 10-16 мм с экономнолегированным химическимсоставом. При производстве данного сортамента задача достижения требуемогоуровня механических свойств решается стандартными приёмами при разработкетехнологии контролируемой прокатки.
Поэтому в данном сегменте важнымистановятся работы, направленные на снижение себестоимости проката, в томчисле за счёт снижения содержания легирующих и микролегирующихэлементов. В рамках диссертационной работы предложен химический состав длясталей К52-К56 со сниженным по сравнению с ранее производимымлегированием (экономия в среднем 429 руб./т). Однако опробование новогохимического состава в условиях стана 5000 сопряжено с риском получениянекачественной продукции вследствие отсутствия гарантии достижениямеханических свойств с новым химическим составом. В таком случае всоответствии с предложенной методикой и с учётом технологическихособенностей производство данного сортамента (использование сляба толщиной250 мм, высокие частные обжатия при черновой прокатке и небольшая толщинаготового листа) целесообразно проводить предварительные исследования вусловиях лабораторного стана дуо 300.Проведенные лабораторные прокатки позволили подтвердить возможностьпроизводства из предложенного химического состава листового проката классовпрочности К52, К55 и К56, а также определить температурные режимы прокаткина стане 5000.
На рис.5.5. приведены гистограммы распределения механическихсвойств для листов толщиной 15 мм класса прочности К56, произведённых всоответствии с выбранной на опытном этапе технологией, а также труб из них.Диапазон фактических значений по всем механическим свойствам соответствуеттребованиям нормативной документации. По разработанной технологии в 20132014 гг.
произведено 213 000 тонн проката. Годовой эффект от внедрения новогохимического состава и технологии составляет 84 405 946 рублей.123Рис.5.5.Гистограммы распределения механических свойств листового проката классапрочности К56 толщиной 15 мм и труб из негоОписанная технология зарегистрирована в виде заявки на изобретение какспособ производства толстолистового проката для изготовления электросварныхтруб магистральных трубопроводов (№2013154377 от 06.12.2013).Выводы по Главе 51. Разработанная на основе результатов математического и физическогомоделирования методика выбора температурно-деформационных режимовпозволяет сократить количество опытных прокаток на стане 5000 в 2 раза;2.
На основе результатов физического моделирования (опытных прокаток настанеДУО-300)разработанаиосвоенатехнологияпроизводстватолстолистового проката толщиной 10-15 мм из стали со следующимсодержанием элементов: 0,10 С; 1,45 Mn; 0,4 Si; 0,04 Nb; 0,02 Ti; включающая всебя нагрев в печах до 1170°С, черновую прокатку, чистовую прокатку с124окончанием в интервале 700-720°С для получения стали класса прочности К56 и780-800°С для получения класса прочности К52.3. На основе математического моделирования в DEFORM и физическогомоделирования на Gleeble 3800 разработана технология производства прокатакласса прочности Х70 толщиной 30,5 мм с длиной конечного раската более 25метров из стали со следующим содержанием элементов: 0,07 С; 1,7 Mn; 0,25 Si;0,16 Ni; 0,17 Cu; 0,05 Nb; 0,02 Ti; включающая в себя нагрев в печах дотемпературы 1150°С, черновую прокатку, чистовую прокатку при температурах770-800°С и ускоренное охлаждение до температуры 500°С со скоростьюохлаждения 15°С/с.4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
