ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

способ горячей прокатки стальных полос

Классы МПК:B21B1/26 горячей 
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-08-21
публикация патента:

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано на непрерывном широкополосном стане при изготовлении горячекатаных полос из хромоникелевых сталей мартенситного класса для бронезащитных конструкций. Способ включает многопроходное обжатие заготовки в непрерывной группе клетей с охлаждением полос водой в межклетевых промежутках, с регламентированной температурой конца прокатки и ускоренным охлаждением прокатанных полос водой на отводящем рольганге, температуру конца прокатки поддерживают равной 950-1050°C и по меньшей мере в одном из межклетевых промежутков производят увеличение продолжительности охлаждения путем отклонения полосы от оси прокатки, ускоренное охлаждение ведут до температуры 150-450°C, а отклонение полосы от оси прокатки осуществляют с помощью пустотелого водоохлаждаемого ролика, на поверхности которого выполнены спиральные канавки, расходящиеся от середины его бочки к краям, что обеспечивает повышение бронезащитных свойств горячекатаных полос. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Рисунки к патенту РФ 2499638

способ горячей прокатки стальных полос, патент № 2499638

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано на непрерывном широкополосном стане при изготовлении горячекатаных полос из хромоникелевых сталей мартенситного класса для бронезащитных конструкций.

Известны способы горячей прокатки стальных полос, включающие многопроходное обжатие заготовки в непрерывной чистовой группе клетей с регламентированной температурой конца прокатки и межклетевым охлаждением полос водой, подаваемой на их верхние и нижние стороны [1, 2].

Недостаток известных способов состоит в том, что горячекатаные полосы имеют низкие бронезащитные свойства.

Ближайшим аналогом к предлагаемому изобретению является способ горячей прокатки полос, включающий их обжатие в черновой группе клетей и непрерывной чистовой группе клетей с охлаждением полос водой в межклетевых промежутках, с температурой конца прокатки Т кп=750-850°C и ускоренным охлаждением прокатанных полос водой на отводящем рольганге, согласно которому междеформационную паузу по проходам, то есть в каждом межклетевом промежутке, определяют по предложенному соотношению [3].

Недостаток известного способа состоит в том, что горячекатаные полосы из хромоникелевых сталей мартенситного класса после прокатки имеют низкие бронезащитные свойства. Помимо этого при прокатке в непрерывной чистовой группе клетей междеформационные паузы жестко связанны между собой, так как напрямую зависят от установленного распределения обжатий по клетям и скорости прокатки (скорости последней клети стана). Это существенно затрудняет реализацию данного способа.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении бронезащитных свойств горячекатаных полос.

Для решения технической задачи в известном способе прокатки стальных полос, включающем многопроходное обжатие заготовки в непрерывной группе клетей с охлаждением полос водой в межклетевых промежутках, с регламентированной температурой конца прокатки и ускоренным охлаждением прокатанных полос водой на отводящем рольганге, согласно изобретению температуру конца прокатки поддерживают равной Т кп=950-1050°C и по меньшей мере в одном из межклетевых промежутков производят увеличение продолжительности охлаждения путем отклонения полосы от оси прокатки. Ускоренное охлаждение ведут до температуры 150-450°C, а отклонение полосы от оси прокатки осуществляют с помощью пустотелого водоохлаждаемого ролика, на поверхности которого выполнены спиральные канавки, расходящиеся от середины его бочки к краям.

На фигуре схематически изображен межклетевой промежуток с клетями VI и VII непрерывной чистовой группы. Прокатываемую полосу 1 последовательно обжимают в рабочих валках 2 клети VI и в рабочих валках 3 клети VII. Отклонение полосы 1 от оси прокатки O-O 1 осуществляют с помощью пустотелого водоохлаждаемого ролика 4, на поверхности которого выполнены спиральные канавки, расходящиеся от середины его бочки к краям.

Сущность изобретения состоит в следующем. Для повышения бронезащитных свойств необходимо в процессе многоцикловой по проходам деформационно-термической обработки сформировать в прокатываемой полосе 1 мелкозернистую структуру рекристаллизованного аустенита и подавить протекание процессов полигонизации. Отклонение полосы 1 от оси прокатки O-O1 в по меньшей мере одном из межклетевых промежутков позволяет плавно изменять длину полосы и продолжительность охлаждения полосы в этом межклетевом промежутке в сторону увеличения, что замедляет процесс рекристаллизации и роста аустенитных зерен хромоникелевой стали. Интенсивность охлаждения полосы в межклетевом промежутке дополнительно возрастает за счет теплоотдачи водоохлаждаемому ролику 4, а также срыву паровой подушки и интенсивному разгону охлаждающей воды по поверхности полосы 1 спиральными канавками, расходящимися от середины его бочки к краям.

Последующее ускоренное охлаждение прокатанных полос водой на отводящем рольганге от температуры Ткп=950-1050°C обеспечивает формирование в хромоникелевой стали пакетов мартенсита с реечной морфологией, благодаря чему бронезащитные свойства, определяемые отсутствием пробитий при пулевом обстреле, достигают максимума. Завершение ускоренного охлаждения при температуре Тo=150-450°C способствует протеканию в закаленной хромоникелевой стали процесса отпуска, что исключает образование трещин в броневых конструкциях при пулевых соударениях.

Побочный эффект от использования предложенного способа состоит в том, что он позволяет повысить скорость прокатки и производительность процесса, которые в известных способах [1-3] ограничены верхним допустимым значением Т кп.

Примеры реализации способа

Слябы из хромоникелевой стали мартенситного класса с химическим составом, мас.%:

CMn SiCrNi AlTi Fe
0,5 0,40,41,8 1,50,05 0,10Остальное

загружают в методическую печь широкополосного стана 2000 с черновыми клетями и с непрерывной чистовой группой, состоящей из 7 клетей. В межклетевом промежутке между клетями VI и VII чистовой непрерывной группы (см. фигуру) установлен с возможностью перемещения в вертикальном направлении пустотелый водоохлаждаемый ролик 4.

Очередной сляб, нагретый до температуры аустенитизации 1280°C, прокатывают в черновых клетях в полосу промежуточной толщины 35 мм. Затем полосу 1 на заправочной скорости V7=5 м/с в задают в непрерывную чистовую группу клетей и обжимают до конечной толщины H1=4,0 мм. После захвата и обжатия полосы 1 рабочими валками 2 клети VI и рабочими валками 3 клети VII, на время способ горячей прокатки стальных полос, патент № 2499638 =2 с скорость валков 3 в клети VII снижают (подтормаживают) до значения V7=4 м/с. Подтормаживание клети VII ведет к накоплению перед ней полосы 1 с образованием петли, отклоняющейся от оси прокатки O-O1. Синхронно с нарастанием длины петли производят опускание пустотелого водоохлаждаемого ролика 4 из положения, показанного штриховой линией, в рабочее положение, указанное на фигуре. После этого стан разгоняют до рабочей скорости V7p=20 м/с и осуществляют прокатку полосы с ее охлаждением во всех межклетевых промежутках водой, подаваемой на верхнюю и нижнюю ее стороны. Увеличение продолжительности охлаждения полосы перед клетью VII за счет большей ее длины в межклетевом промежутке и дополнительного теплосъема водоохлаждаемым роликом 4 ведет к замедлению рекристаллизации аустенита и увеличивает дисперсность микроструктуры хромоникелевой стали, что повышает бронезащитные свойства горячекатаных полос. Выходящую из клети VII прокатанную полосу на отводящем рольганге подвергают ускоренному охлаждению водой (закалке) до температуры смотки Тсм =300°C, после чего сматывают в рулон. При самопроизвольном охлаждении полосы в рулоне от температуры Тсм=300°C в ней протекают процессы отпуска. Это увеличивает ударную вязкость горячекатаных полос и их бронезащитные свойства.

Бронестойкость оценивали по минимальной толщине Нб (мм) непробития пластин при обстреле из снайперской винтовки Драгунова СВД бронебойными пулями типа Б-32 калибра 7,62 мм с расстояния 100 м. Испытания показали, что толщина непробития стальных горячекатаных полос составляет Нб=4,0 мм.

Варианты реализации предложенного способа и показатели их эффективности приведены в таблице.

Таблица.
Режимы горячей прокатки стальных полос и их эффективность
№ вариантаТКП, °C Отклонен. полосы от оси прокатки Тсм, °CНб, ммV7p, м/с
11060Есть 4605,5 12
21050 -:-450 4,020
31000-:- 3004,0 20
4950 -:-150 4,022
5940-:- 1006,221
6800 Нет690 16,08,5

Из данных, представленных в таблице, следует, что при реализации предложенного способа (варианты № 2-4) достигается повышение бронезащитных свойств: толщина непробития минимальна и составляет Нб=4,0 мм. Одновременно с этим достигается побочный эффект, который проявляется в том, что увеличение теплосъема в межклетевых промежутках, в которых реализовано увеличение продолжительности охлаждения путем отклонения полосы от оси прокатки, позволяет увеличить скорость прокатки до V7p=20-22 м/с при сохранении Ткп в заданном диапазоне.

В случаях запредельных значений заявленных параметров (варианты № 1 и № 5) а также при реализации ближайшего аналога (вариант № 6) имеет место снижение бронезащитных свойств стальных полос. Кроме того, необходимость удержания Ткп в заданном диапазоне требует снижения скорости прокатки V7p и, как следствие, производительности процесса.

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что горячекатаных полос из хромоникелевых сталей мартенситного класса с межклетевым охлаждением и температурой Ткп=950-1050°C при увеличенной продолжительности охлаждения за счет отклонения полосы от оси прокатки, способствует торможению рекристаллизации и формированию в полосе из хромоникелевой стали мелкодисперсной аустенитной фазы, которая после ускоренного охлаждения трансформируется в мартенсит с пакетной морфологией, что повышает бронезащитные свойства горячекатаных полос. Ускоренное охлаждение до температуры Тсм=150-450°C обеспечивает отпуск закаленной полосы в рулоне.

В отличие от ближайшего аналога, предложенный способ позволяет дифференцированно управлять продолжительностью охлаждения в каждом из межклетевых промежутков за счет изменения длины охлаждаемой полосы, что дополнительно расширяет технологические возможности процесса. При этом водоохлаждаемый ролик создает в полосе оптимальную величину натяжения, равную (0,1-0,4)·способ горячей прокатки стальных полос, патент № 2499638 т хромоникелевой стали, и улучшает отбор тепла от полосы.

Интенсификация межклетевого охлаждения при отклонении полосы от оси прокатки позволяет также увеличить скорость прокатки без опасности выхода за максимально допустимое значение температуры конца прокатки.

В качестве базового объекта принят ближайший аналог [3]. Использование предложенного способа обеспечивает повышение рентабельности производства горячекатаных полос из хромоникелевых сталей для бронезащитных конструкций на 12-16%.

Литературные источники, использованные при составлении описания изобретения:

1. Патент Российской Федерации № 2254181, МПК B21B 1/26, 2005 г.;

2. Патент Российской Федерации № 2389569, МПК B21B 1/26, 2010 г.;

3. Патент Российской Федерации № 2350412, МПК B21B 1/26, 2009 г.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ горячей прокатки стальных полос, включающий многопроходное обжатие заготовки в непрерывной группе клетей с охлаждением полос водой в межклетевых промежутках, с регламентированной температуры конца прокатки и ускоренное охлаждение прокатанных полос водой на отводящем рольганге до заданного значения температуры перед смоткой в рулон, отличающийся тем, что после обжатия полосы до конечной толщины температуру конца прокатки поддерживают равной 950-1050°C, а заданное значение температуры полосы перед смоткой в рулон обеспечивают изменением длительности охлаждения полосы по меньшей мере в одном из последующих межклетевых промежутков путем отклонения полосы от оси прокатки, а затем полосу охлаждают в рулоне.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждение на отводящем рольганге ведут до температуры 150-450°C.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что отклонение полосы от оси прокатки осуществляют с помощью пустотелого водоохлаждаемого ролика, на поверхности которого выполнены спиральные канавки, расходящиеся от середины его бочки к краям.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2499638

patent-2499638.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс B21B1/26 горячей 

Патенты РФ в классе B21B1/26:
способ горячей прокатки сляба и стан горячей прокатки -  патент 2528560 (20.09.2014)
способ горячей прокатки стальных полос и стан горячей прокатки -  патент 2526644 (27.08.2014)
способ производства штрипсов из низколегированной стали -  патент 2519720 (20.06.2014)
способ термомеханической обработки -  патент 2519343 (10.06.2014)
способ производства горячекатаного широкополосного рулонного проката -  патент 2516212 (20.05.2014)
стан горячей прокатки и способ горячей прокатки металлической ленты или металлического листа -  патент 2505363 (27.01.2014)
способ производства проката из низколегированной стали для изготовления элементов конструкций нефтегазопроводов -  патент 2500820 (10.12.2013)
способ производства толстолистовой стали -  патент 2499059 (20.11.2013)
способ производства горячекатаного проката повышенной прочности -  патент 2495942 (20.10.2013)
способ производства толстолистового проката из низколегированной стали -  патент 2495142 (10.10.2013)


Наверх