ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

Разработана сквозная технология производства холоднокатаного листа из стали 08ЮР, обеспечивающая высокий уровень эмалируемости стали с показателем водородного охрупчивания 45-78 % и физико-механические свойства, соответствующие группам вытяжек ОСВ и СВ по ГОСТ 9045-93.

К сталям, используемым для эмалирования, предъявляются особые требования - они должны обладать высокой эмалируемостью (без образования дефекта «рыбья чешуя») и необходимой штампуемостью.

Одним из наиболее значимых показателей, характеризующих способность стали к эмалированию, является показатель водородного охрупчивания (коэффициент наводораживания), определяемый по методике ДонНИИчермета. На основании многолетнего опыта установлено, что при показателе водородного охрупчивания более 45 % отсутствует склонность стали к образованию дефекта «рыбья чешуя» на изделиях с эмалевым покрытием.

В настоящее время для эмалирования широко используется конвертерная сталь, разлитая на МНЛЗ, раскисленная бором, титаном, ванадием и т. д., что обеспечивает ее высокие потребительские свойства. Образование основных дефектов связано с наличием в стали водорода. Водород, как известно, может находиться в стали в двух состояниях - в твердом растворе в виде атомов или в виде отдельных скоплений газа в молекулярном состоянии, залегающих в микропустотах и микропорах, а также в дефектах кристаллической решетки (вакансии, дислокации и т. п.). Конечными продуктами взаимодействия водорода с металлами могут быть твердые растворы и гидриды.

Углерод также оказывает влияние на коэффициент наводораживания. При содержании 0,01-0,02 % углерода в стали значения показателя водородного охрупчивания на 10-15 % ниже, чем при содержании 0,04-0,08 %, вследствие снижения величины балла цементита и неравномерного его распределения по сечению полосы. Однако при содержании в стали углерода более 0,06 % снижаются ее физико-механические свойства и, как следствие, ухудшается штампуемость. Поэтому для обеспечения высоких потребительских свойств стали 08ЮР содержание углерода должно находиться в пределах 0,04-0,06 %.

Величина и распределение зерен цементита в микроструктуре стали являются одними из основных составляющих, коррелирующих с уровнем показателя водородного охрупчивания, которые в значительной мере формируются в процессе горячей прокатки. Было изучено влияние следующих параметров технологического процесса горячей прокатки на показатель водородного охрупчивания: температуры посада литых слябов в методические печи; длительности нагрева слябов в методических печах; температуры раската за шестой клетью; суммарного обжатия раската в трех последних клетях чистовой группы; числа включенных коллекторов в межклетевых промежутках чистовой группы стана; температуры конца прокатки, смотки; конечной скорости прокатки; условий охлаждения полосы на отводящем рольганге.

Из обработки статистических данных следует, что только два фактора оказывают влияние на показатель водородного охрупчивания: скорость прокатки и число включенных секций охлаждения, при уменьшении которых показатель водородного охрупчивания увеличивается.

Учитывая особенности формирования микроструктуры стали в процессе горячей прокатки, исследовали влияние температуры смотки в более широком интервале на показатель водородного охрупчивания. При снижении температуры смотки с 715 до 550°С коэффициент наводораживания уменьшается с 65-77 % до 5-15 %, а цементит с балла 2-3 ряда Б до балла 0-1 ряда В.

Таким образом, на формирование структуры стали в процессе горячей прокатки оказывают существенное влияние температура смотки полосы и скорость ее охлаждения на отводящем рольганге перед смоткой в рулон.

В связи с тем, что способность стали к эмалированию определяется структурой и наличием микропустот и микротрещин, а также других несовершенств кристаллической решетки, наибольший практический интерес представляют холодная деформация и состояние поверхности металла после дрессировки. Для определения оптимальных технологических параметров производства холоднокатаного металла были проведены исследования по изучению влияния технологических операций на показатель водородного охрупчивания, в том числе изменение коэффициента наводораживания в зависимости от величины обжатия.

Установлено, что оптимальная область суммарной деформации при холодной прокатке находится в пределах 60-70 %. При обжатии менее 60 % не образуется достаточного количества микротрещин от структурно-свободного цементита, а также несовершенств кристаллической решетки. При обжатии более 70 % наблюдается незначительное (на 1 балл) дробление цементита, что способствует уменьшению величины микропустот на стыке зерен феррита и цементита.

Установлено, что оптимальным диапазоном обжатий при дрессировке металла является 0,8-1 %.