RU2458752C1

RU2458752C1 - Method making sheets from low-alloy pipe steel

Info

Publication number: RU2458752C1
Application number: RU2011107480/02A
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Денисов (RU); Сергей Владимирович Денисов; Эдуард Михайлович Голубчик (RU); Эдуард Михайлович Голубчик; Павел Николаевич Смирнов (RU); Павел Николаевич Смирнов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Priority date: 2011-02-25
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2012-08-20

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: uniform distribution of improved physical properties over hot-rolled 14-21 mm-thick sheet is ensured by adjusting fullering thickness before finishing in the range of 60-110 mm and temperature of finishing beginning at (850÷870)±20°C depending on sheet final thickness and adjusting final temperature of cooling of finished sheet surface at 520÷550°C.

EFFECT: improved physical properties.

2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве широких горячекатаных листов из марок стали трубного сортамента, в основном, класса прочности К52-К60.The invention relates to rolling production and can be used in the production of wide hot-rolled sheets from steel grades of pipe assortment, mainly of strength class K52-K60.

Известны способы производства горячекатаных листов, включающие производство слябовой заготовки, ее предварительную горячую прокатку, промежуточное подстуживание проката, чистовую прокатку с последующим охлаждением проката (см., например, патенты РФ №2397255, №2397268).Known methods for the production of hot-rolled sheets, including the production of a slab billet, its preliminary hot rolling, intermediate cooling of the rolled products, finishing rolling followed by cooling of the rolled products (see, for example, RF patents No. 2397255, No. 2397268).

Недостатком известных способов является сложность обеспечения в горячекатаном листе комплекса механических свойств (особенно прочностных и вязких), обеспечивающих технологичность монтажа труб и их эксплуатационные характеристики.A disadvantage of the known methods is the difficulty of providing a complex of mechanical properties (especially strength and viscous) in a hot-rolled sheet, ensuring the manufacturability of pipe installation and their operational characteristics.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ производства листов из низколегированной стали, включающий нагрев слябовой заготовки до температуры выше Ac₃, черновую прокатку в раскат промежуточной толщины, подстуживание, чистовую прокатку с регламентированными температурами конца прокатки, а также охлаждение листа (см. патент РФ №2311465).The closest analogue to the claimed object is a method for the production of sheets of low alloy steel, including heating a slab billet to a temperature above Ac ₃ , rough rolling to a roll of intermediate thickness, curing, finishing rolling with regulated temperatures at the end of rolling, and also cooling the sheet (see RF patent No. 2311465).

Недостатком известного способа являются сложность обеспечения равенства повышенных механических свойств по сечению и длине листа, прокатанного из стали марок трубного сортамента. Это приводит к появлению многочисленных дефектов при последующем изготовлении магистральных труб, а также при их эксплуатации в трубопроводах.The disadvantage of this method is the difficulty of ensuring equality of increased mechanical properties over the cross section and length of the sheet, rolled from steel grades of pipe assortment. This leads to the appearance of numerous defects in the subsequent manufacture of main pipes, as well as during their operation in pipelines.

Технической задачей, решаемой заявляемым изобретением, является получение горячекатаного листового проката толщиной 14-21 мм, обладающего равномерно распределенными по сечению листа повышенными механическими свойствами.The technical problem solved by the claimed invention is the production of hot-rolled sheet metal with a thickness of 14-21 mm, with improved mechanical properties uniformly distributed over the section of the sheet.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе производства листов из низколегированной трубной стали толщиной 14-21 мм, включающем нагрев слябовой заготовки до температуры выше Ac₃, черновую прокатку в раскат промежуточной толщины, подстуживание, чистовую прокатку с регламентированными температурами конца прокатки, а также охлаждение листа, согласно изобретению толщину подката для чистовой стадии прокатки принимают равной для конечной толщины листа от 14 до 17 мм включительно 60÷80 мм, для конечной толщины листа от 17,1 до 19 мм включительно 81÷95 мм, для конечной толщины листа от 19,1 до 21 мм включительно 96÷110 мм, при этом температуру начала чистовой стадии прокатки принимают равной для листа конечной толщиной от 14 до 17 мм включительно 870±20°C, для листа конечной толщиной от 17,1 до 19 мм включительно 860±20°C, для листа конечной толщиной от 19,1 до 21 мм включительно 850±20°C, после чего осуществляют охлаждение листа до температуры 520÷550°C.The problem is solved in that in the known method for the production of sheets of low-alloy pipe steel with a thickness of 14-21 mm, which includes heating a slab billet to a temperature above Ac ₃ , rough rolling to a roll of intermediate thickness, curing, finishing rolling with regulated temperatures of the end of rolling, and sheet cooling, according to the invention, the rolled thickness for the finishing stage of rolling is taken equal to a final sheet thickness of from 14 to 17 mm inclusively 60 ÷ 80 mm, for a final sheet thickness of 17.1 to 19 mm inclusive approximately 81 ÷ 95 mm, for a final sheet thickness from 19.1 to 21 mm inclusively 96 ÷ 110 mm, while the temperature of the beginning of the finishing stage of rolling is taken equal to a sheet with a final thickness of 14 to 17 mm inclusively 870 ± 20 ° C, for a sheet with a final thickness of 17.1 to 19 mm inclusively 860 ± 20 ° C, for a sheet with a final thickness of 19.1 to 21 mm inclusively 850 ± 20 ° C, after which the sheet is cooled to a temperature of 520 ÷ 550 ° C.

Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.

Прокат из низколегированных марок стали трубного сортамента (классов прочности К52-К60) в соответствии с мировыми тенденциями и требованиями стандартов должен обеспечивать сочетание повышенных прочностных, пластических свойств, хладостойкость и хорошую свариваемость трубной заготовки, а также достаточно высокое сопротивление хрупкому разрушению при температурах монтажа труб и их эксплуатации. При сварке труб не должны образовываться холодные и горячие трещины, и, кроме того, свойства сварного соединения (а также участков, прилегающих к нему) должны быть близкими к свойствам основного металла. Для обеспечения указанных свойств на стадии горячей прокатки листовой продукции в металле должна быть сформирована мелкозернистая ферритно-бейнитная микроструктура, равномерно распределенная по длине и сечению листа. В связи с этим вся технология получения горячекатаных листов из трубной стали должна обеспечивать следующие механические свойства (на примере стали класса прочности К52): прочностные - σ_т=385-690 МПа, σ_в - не менее 510 МПа; пластические - δ₅ не менее 23% и вязкие - KCV_-20 не менее 90 Дж/см², KCU_-60 не менее 80 Дж/см², DWTT_-20 не менее 70%.Rolled products from low-alloy steel grades of pipe assortment (strength classes K52-K60) in accordance with world trends and requirements of standards should provide a combination of increased strength, plastic properties, cold resistance and good weldability of the tube stock, as well as a sufficiently high resistance to brittle fracture at pipe mounting temperatures and their operation. When welding pipes, cold and hot cracks should not form, and, in addition, the properties of the welded joint (as well as the areas adjacent to it) should be close to the properties of the base metal. To ensure these properties, at the stage of hot rolling of sheet products, a fine-grained ferritic-bainitic microstructure should be formed in the metal, uniformly distributed along the length and cross section of the sheet. In this regard, the entire technology for producing hot-rolled sheets from pipe steel should provide the following mechanical properties (for example, steel of strength class K52): strength - σ _t = 385-690 MPa, σ _c - not less than 510 MPa; plastic - δ ₅ at least 23% and viscous - KCV _-20 at least 90 J / cm ² , KCU _-60 at least 80 J / cm ² , DWTT _-20 at least 70%.

В процессе горячей прокатки аустенизированного сляба в лист из стали трубного сортамента происходят фазовые превращения. При этом размер зерна после фазовых превращений будет зависеть от степени измельчения зерен аустенита при черновой стадии контролируемой прокатки, уровня проработки микроструктуры аустенита в области отсутствия рекристаллизации при чистовой стадии прокатки, а также условий охлаждения листа после чистовой прокатки. В связи с этим наиболее значимыми технологическими параметрами, влияющими на формирование требуемого уровня механических свойств, а также оказывающими существенное воздействие на степень проработки микроструктуры, являются обжатия раската в чистовых проходах и, кроме того, температурные условия проведения чистовой стадии прокатки с последующим ускоренным охлаждением.During the hot rolling of an austenitized slab into a sheet of steel pipe assortment, phase transformations occur. In this case, the grain size after phase transformations will depend on the degree of grinding of austenite grains during the draft stage of controlled rolling, the level of development of the austenite microstructure in the absence of recrystallization during the finishing stage of rolling, and also the cooling conditions of the sheet after finishing rolling. In this regard, the most significant technological parameters affecting the formation of the required level of mechanical properties, as well as having a significant effect on the degree of development of the microstructure, are the compression of the roll in the finishing passes and, in addition, the temperature conditions of the finishing stage of rolling followed by accelerated cooling.

Выбор толщины подката для чистовой горячей прокатки определяется необходимостью обеспечения заданного уровня вязких характеристик, особенно хладостойкости при ИПГ. Проведенный комплекс исследований на толстолистовом стане 5000 ОАО «ММК» позволил определить, что для формирования в горячекатаном листе требуемого уровня механических свойств и, в частности, для повышения доли вязкой составляющей при ИПГ до 80-95%, наиболее оптимальным для чистовой стадии прокатки листа конечной толщиной 14-21 мм является 5-6-кратное его отношение к толщине подката (60-110 мм). При этом должно соблюдаться условие проведение начала чистовой стадии прокатки в аустенитной области, которая для выбранного диапазона марок стали (класса прочности К52-К60) составляет 850÷870±20°C. Это объясняется тем, что происходит значительное увеличение мест зарождения зерен феррита, сохраняющихся к моменту начала фазового превращения.The choice of the thickness of the rolled for finish hot rolling is determined by the need to ensure a given level of viscous characteristics, especially cold resistance in IPG. The complex of studies performed at the plate mill 5000 of OJSC MMK made it possible to determine that for the formation of the required level of mechanical properties in a hot-rolled sheet and, in particular, to increase the proportion of the viscous component in IPG to 80-95%, the most optimal for the final stage of rolling of the sheet a thickness of 14-21 mm is 5-6 times its ratio to the thickness of the tackle (60-110 mm). In this case, the condition for the start of the finishing stage of rolling in the austenitic region, which for the selected range of steel grades (strength class K52-K60) is 850 ÷ 870 ± 20 ° C, must be met. This is due to the fact that there is a significant increase in the nucleation sites of ferrite grains, which persist until the beginning of the phase transformation.

Температура охлаждения листа 520÷550°C связана с необходимостью протекания бейнитного превращения.The cooling temperature of the sheet 520 ÷ 550 ° C is associated with the need for a bainitic transformation.

На основании вышеприведенного анализа известных источников информации можно сделать вывод, что для специалиста заявляемый способ производства листов из низколегированной трубной стали не следует явным образом из известного уровня техники, а следовательно, соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».Based on the above analysis of known sources of information, we can conclude that for a specialist the inventive method for the production of sheets of low alloy pipe steel does not follow explicitly from the prior art, and therefore meets the patentability condition "inventive step".

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

Слябовую заготовку из стали марки класса прочности К52 толщиной 250-300 мм нагревают в методической печи до требуемой температуры 1200±20°C, после чего на толстолистовом стане 5000 производят черновую стадию прокатки в раскат (подкат) промежуточной толщины, которую в зависимости от конечной толщины листа выбирают в соответствии с таблицей 1.A slab of steel of grade K52 with a thickness of 250-300 mm is heated in a methodical furnace to the required temperature of 1200 ± 20 ° C, after which a rough rolling stage is carried out on a plate mill 5000 to roll (roll) an intermediate thickness, which, depending on the final thickness the sheet is selected in accordance with table 1.

После черновой стадии прокатки осуществляют подстуживание подката на воздухе до соответствующей температуры начала чистовой стадии прокатки, которую в зависимости от конечной толщины готового листа принимают равной для листа конечной толщиной от 14 до 17 мм включительно 870±20°C, для листа конечной толщиной от 17,1 до 19 мм включительно - 860±20°C, для листа конечной толщиной от 19,1 до 21 мм включительно 850±20°C. После проведения многопроходной чистовой стадии прокатки лист, имеющий температуру поверхности 820±20°C, подвергают охлаждению водой в установке ускоренного охлаждения до температуры 520÷550°C, далее горячекатаный лист направляют на участок листоотделки.After the draft rolling stage, the tincture is rolled in air to the appropriate temperature at the beginning of the final rolling stage, which, depending on the final thickness of the finished sheet, is assumed to be equal to a final thickness of 14 to 17 mm inclusively 870 ± 20 ° C for a sheet, to a final thickness of 17, 1 to 19 mm inclusive - 860 ± 20 ° C, for a sheet of final thickness from 19.1 to 21 mm inclusive 850 ± 20 ° C. After the multi-pass finishing stage of rolling, the sheet having a surface temperature of 820 ± 20 ° C is subjected to water cooling in an accelerated cooling unit to a temperature of 520 ÷ 550 ° C, then the hot-rolled sheet is sent to the sheet-cutting section.

Варианты технологических параметров, по которым по заявляемому способу осуществлялось изготовление горячекатаных листов классов прочности К52-К60 трубного сортамента на стане 5000 ОАО «ММК», а также результаты исследований представлены в таблице 2.Variants of technological parameters by which, according to the claimed method, the production of hot-rolled sheets of strength classes K52-K60 of pipe assortment at mill 5000 of OJSC MMK was carried out, as well as the research results are presented in table 2.

Заявляемая технология производства металлопроката на примере изготовления горячекатаных листов класса прочности К52-К60 обеспечивает получение следующих механических свойств: временное сопротивление разрыву σ_в>520 Н/мм², относительное удлинение δ₅ в пределах 23-31%, ударная вязкость KCU_-60=230-320 Дж/см², KCV_-20=205-345 Дж/см², доля вязкой составляющей в изломе при ИПГ>80%.The inventive technology for the production of rolled metal by the example of manufacturing hot rolled sheets of strength class K52-K60 provides the following mechanical properties: temporary tensile strength σ _in > 520 N / mm ² , elongation δ ₅ within 23-31%, impact strength KCU _-60 = 230 -320 J / cm ² , KCV _-20 = 205-345 J / cm ² , the proportion of the viscous component in the fracture at IPG> 80%.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемый способ работоспособен и устраняет недостатки, имеющие место в прототипе.Based on the foregoing, we can conclude that the claimed method is workable and eliminates the disadvantages that occur in the prototype.

Заявляемый способ может найти широкое применение при производстве горячекатаных листов, используемых в качестве горячекатаной заготовки для производства труб (в том числе применяемых в магистральных газо-, нефтепроводах), обладающих повышенными прочностными, пластическими и вязкими свойствами, равномерно распределенными как по сечению, так и по длине листа.The inventive method can be widely used in the production of hot-rolled sheets used as hot-rolled billets for the production of pipes (including those used in main gas and oil pipelines), which have increased strength, plastic and viscous properties, uniformly distributed both over the cross section and over sheet length.

Таблица 1Table 1 Конечная толщина листа, ммFinal sheet thickness, mm Толщина подката*, ммRolling Thickness *, mm 14,0-17,014.0-17.0 60-8060-80 17,1-19,017.1-19.0 81-9581-95 19,1-21,019.1-21.0 96-11096-110 * - без учета допуска на разнотолщинность* - excluding tolerance for thickness variation

Claims

A method of manufacturing sheets of low-alloy pipe steel with a thickness of 14-21 mm, including heating a slab billet to a temperature above Ac ₃ , rough rolling to a roll of intermediate thickness, undermining, finishing rolling with regulated temperatures at the end of rolling, and also cooling the sheet, characterized in that the thickness roll for the finishing stage of rolling is taken equal for a sheet of final thickness from 14 to 17 mm inclusively - 60 ÷ 80 mm, for a sheet of final thickness from 17.1 to 19 mm inclusive - 81 ÷ 95 mm, for a sheet of final thickness from 19.1 up to 21 mm inclusive - 96 ÷ 110 mm, while the temperature of the beginning of the finishing stage of rolling is taken equal to a final thickness of 14 to 17 mm inclusively - 870 ± 20 ° C, for a sheet of final thickness from 17.1 to 19 mm inclusive - 860 ± 20 ° C, for a sheet with a final thickness of 19.1 to 21 mm inclusive - 850 ± 20 ° C, after which the sheet is cooled to a temperature of 520 ÷ 550 ° C.