RU2101368C1

RU2101368C1 - Method of production of steel strip for enameling

Info

Publication number: RU2101368C1
Application number: RU96104413A
Authority: RU
Inventors: В.Б. Аверин; А.А. Беленький; А.М. Беленький; В.Ф. Бердышев; М.С. Бронников; А.А. Гостев; М.Х. Додик; Е.Д. Захарова; М.П. Мишин; С.К. Носов; В.Ф. Сарычев; А.И. Стариков; В.Е. Хребто; Р.И. Черкасский
Original assignee: Акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"; Акционерное общество закрытого типа "Информационные экспертные системы"
Priority date: 1996-03-05
Filing date: 1996-03-05
Publication date: 1998-01-10

Abstract

FIELD: heat treatment of steel rolled products. SUBSTANCE: the offered method consists in rolling and heat treatment of steel. Annealing of strip 0.3-1.5 mm thick is carried out in tower-type furnace at temperature of metal of 780-830 C in nitrogen-hydrogen atmosphere. EFFECT: higher quality of steel strip, reduced rejects, improved coherence of strip surface with enamel coating. 1 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к термообработке холоднокатаной стальной полосы для эмалирования. The invention relates to ferrous metallurgy, namely to heat treatment of a cold-rolled steel strip for enameling.

Известен способ производства металла для последующего эмалирования, например получения эмалированной посуды, принятый в качестве аналога [1] и заключающийся в следующем. Металл марки 08пс (0,06-0,08%C) выплавляют в конвертере, мартеновской или электродуговой печи, затем разливают в слитки или слябы и подвергают горячей прокатке, причем, если это слитки, то двустадийной: на обжимном стане и листовом стане горячей прокатки, где получают полосу толщиной 2-5 мм. Горячекатаные рулоны поступают на стан холодной прокатки, где получают полосу толщиной 0,3-1,2 мм, т.е. необходимой для изготовления конечной продукции. Затем металл проходит рекристаллизационный отжиг в колпаковых или протяжных печах. Затем металл поступает на штамповочные прессы и на готовые металлические изделия наносится эмаль в два слоя грунтовка и поверхностный слой, которые затем проходят специальный обжиг в проходных печах. A known method of producing metal for subsequent enameling, for example, the preparation of enameled dishes, adopted as an analogue [1] and consisting in the following. 08ps grade metal (0.06-0.08% C) is smelted in a converter, open-hearth furnace or electric arc furnace, then poured into ingots or slabs and subjected to hot rolling, moreover, if it is ingots, then in two stages: on a crimping mill and a hot sheet mill rolling, where a strip of 2-5 mm thickness is obtained. Hot rolled coils enter the cold rolling mill, where they get a strip with a thickness of 0.3-1.2 mm, i.e. necessary for the manufacture of the final product. Then the metal undergoes recrystallization annealing in bell-type or broaching furnaces. Then the metal enters the stamping presses and enamel is applied to the finished metal products in two layers, a primer and a surface layer, which then undergo special firing in continuous furnaces.

Данный способ имеет существенный недостаток, который заключается в том, что ему сопутствует значительное количество брака типа "рыбья чешуя" на поверхности готового изделия, связанного с выделением водорода, адсорбированного на дефектах (включениях и т.п.) в процессе термообработки в защитной водосодержащей атмосфере перед нанесением покрытия. This method has a significant drawback, which is that it is accompanied by a significant amount of marriage such as "fish scales" on the surface of the finished product associated with the release of hydrogen adsorbed on defects (inclusions, etc.) during heat treatment in a protective water-containing atmosphere before coating.

Известен способ производства стальной полосы для эмалирования [2] Выплавляется сталь состава, С 0,005; Mn 0,05-0,4; S ≤ 0,01; Al≤0,08; N 0,005-0,015; Ti 0,05-0,3; Cu > 0,05-0,3, причем Cu P≥ 3,0, отливается в сляб, который прокатывается на стане, причем температура смотки горячекатаной полосы ≥ 500^oC. Затем металл поступает на стан холодной прокатки, после которого происходит отжиг в диапазоне от температуры рекристаллизации до точки Ac₃. При этом способе качество эмалирования полосы за счет низкого содержания углерода достигается даже при одноступенчатом нанесении эмали.A known method of manufacturing a steel strip for enameling [2] Smelted steel composition, With 0,005; Mn 0.05-0.4; S ≤ 0.01; Al≤0.08; N, 0.005-0.015; Ti 0.05-0.3; Cu> 0.05-0.3, and Cu P≥ 3.0, is cast into a slab, which is rolled on a mill, and the temperature of the winding of the hot-rolled strip is ≥ 500 ^o C. Then the metal enters the cold rolling mill, after which annealing occurs in range from recrystallization temperature to Ac ₃ point. With this method, the enamel quality of the strip due to the low carbon content is achieved even with a single-stage application of enamel.

Недостатки данного способа заключаюся в следующем:
необходимо специальное дорогостоящее оборудование, которое позволяет при выплавке получить в металле содержание углерода 0,005% и ниже;
необходимо легирование металла титаном и медью, что также повышает стоимость готового листа.The disadvantages of this method are as follows:
special expensive equipment is needed, which allows smelting to obtain a carbon content of 0.005% or less in the metal;
metal alloying with titanium and copper is necessary, which also increases the cost of the finished sheet.

Наиболее близким аналогом к предполагаемому изобретению является способ производства стальной полосы для эмалирования [3] включающий выплавку стали, разливку, горячую и холодную прокатку с получением полосы заданной толщины, отжиг в печи в среде, состоящей из влажной смеси азота и водорода при непрерывной транспортировке полосы, причем нагрев до температуры обезуглероживающего отжига осуществляется в три этапа с регламентацией скорости нагрева в пределах 15-25^oC/с до 500^oC, 5-10^oC/с до 720-760^oC и с произвольной скоростью нагрева до 800^oC.The closest analogue to the proposed invention is a method for the production of a steel strip for enameling [3] comprising steel smelting, casting, hot and cold rolling to obtain a strip of a given thickness, annealing in a furnace in an environment consisting of a wet mixture of nitrogen and hydrogen during continuous transportation of the strip, moreover, heating to a temperature of decarburization annealing is carried out in three stages with regulation of the heating rate in the range of 15-25 ^o C / s to 500 ^o C, 5-10 ^o C / s to 720-760 ^o C and with an arbitrary heating rate of up to 800 ^o C .

Недостатком наиболее близкого аналога является большая энергоемкость процесса, так как предусматривается сквозное обезуглероживание в среде, содержащей 18-20% водорода, и сложность в реализации, в связи с тем, что нагрев полосы до температуры обезуглероживающего отжига необходимо осуществлять в различных температурных интервалах с дифференцированной скоростью нагрева с учетом исходного содержания углерода в полосе. The disadvantage of the closest analogue is the high energy intensity of the process, since through decarburization in a medium containing 18-20% hydrogen is provided, and the difficulty in implementation, due to the fact that the strip is heated to the temperature of decarburization annealing, must be carried out in different temperature ranges with differentiated speed heating taking into account the initial carbon content in the strip.

Технический результат предлагаемого способа в сравнении с ближайшим аналогом заключается в упрощении технологии обезуглероживающего отжига и в существенном снижении энергоемкости процесса. The technical result of the proposed method in comparison with the closest analogue is to simplify the technology of decarburization annealing and to significantly reduce the energy intensity of the process.

Технический результат достигается за счет того, что в способе производства стальной полосы для эмалирования, включающем выплавку стали, разливку, горячую и холодную прокатку полосы, термообработку, получают полосу толщиной 0,3-1,5 мм, отжиг проводят при 770-830^oC при скорости транспортировки 20-120 м/мин в среде, состоящей из смеси, содержащей в одной доле 92-96% азота с влажностью 5-25 г/м³ с обеспечением снижения содержания углерода с 0,04-0,08 до 0,0005-0,03% в поверхностном слое толщиной 0,005-0,1 мм.The technical result is achieved due to the fact that in the method of manufacturing a steel strip for enameling, including steelmaking, casting, hot and cold rolling of the strip, heat treatment, a strip is obtained with a thickness of 0.3-1.5 mm, annealing is carried out at 770-830 ^o C at a transportation speed of 20-120 m / min in an environment consisting of a mixture containing in one share 92-96% nitrogen with a moisture content of 5-25 g / m ³ , ensuring a reduction in carbon content from 0.04-0.08 to 0, 0005-0.03% in the surface layer with a thickness of 0.005-0.1 mm.

Предлагаемый способ осукществляется следующим образом. Металл марки 08пс, 08кп выплавляется в конвертере, мартеновской печи или электродуговой печи, затем разливается, проходит последовательно горячую и холодную прокатки. После холодной прокатки в толщине 0,3-1,5 мм полоса проходит рекристаллизационный отжиг в башенной протяжной печи. Здесь полоса при скорости транспортировки 20-120 м/мин нагревается до 770-830^oC во влажной азотно-водородной атмосфере, содержащей в одном кубическом метре 4-8% H₂ и 3-25 г водяного пара. Влага в атмосфере печи обеспечивает прохождение реакции обезуглероживания по формуле
[C] + H₂O CO + H₂.The proposed method is carried out as follows. The 08ps, 08kp metal is smelted in a converter, open-hearth furnace or electric arc furnace, then it is cast, it passes through hot and cold rolling successively. After cold rolling in a thickness of 0.3-1.5 mm, the strip undergoes recrystallization annealing in a tower broaching furnace. Here, the strip at a transportation speed of 20-120 m / min is heated to 770-830 ^o C in a humid nitrogen-hydrogen atmosphere containing 4-8% H ₂ and 3-25 g of water vapor in one cubic meter. Moisture in the atmosphere of the furnace provides the decarburization reaction according to the formula
[C] + H ₂ O CO + H ₂ .

В поверхностном слое полосы (с двух сторон) содержание углерода уменьшается с 0,04-0,08 до 0,0005-0,03% Величина обезуглероживания и глубина обезуглероживания поверхностного слоя (0,005-0,1 мм) определяются количеством влаги, температурой и скоростью транспортировки металла. In the surface layer of the strip (on both sides), the carbon content decreases from 0.04-0.08 to 0.0005-0.03%. The amount of decarburization and the depth of decarburization of the surface layer (0.005-0.1 mm) are determined by the amount of moisture, temperature and metal transportation speed.

В предлагаемом способе не проводится сквозное обезуглероживание, как это делается в способе, принятом за прототип, а содержание углерода снижается до необходимой величины только в поверхностном слое, глубиной 0,005-0,1 мм, что обеспечивает получение высоких адгезионных свойств поверхности при сохранении необходимых механических свойств основы, за счет ее соответствующей структуры. Обезуглероженный поверхностный слой будет содержать меньшее число дефектов, что в свою очередь снизит количество адсорбированного водорода и в конечном счете приведет к уменьшению брака, связанного с отслоением покрытия и появлением дефекта типа "рыбья чешуя". The proposed method does not carry out end-to-end decarburization, as is done in the method adopted for the prototype, and the carbon content is reduced to the required value only in the surface layer, with a depth of 0.005-0.1 mm, which ensures high adhesion properties of the surface while maintaining the necessary mechanical properties basics, due to its corresponding structure. The decarburized surface layer will contain fewer defects, which in turn will reduce the amount of hydrogen adsorbed and ultimately lead to a decrease in defect due to peeling of the coating and the appearance of a fish scale defect.

Пример осуществления способа. An example implementation of the method.

Сталь марки 08 пс выплавили в 370-тонном конверторе, разлили в слябы толщиной 250 мм на машине непрерывного литья заготовок. Слябы нагрели до 1250-1270^oC в печи с шагающими балками под горячую прокатку и прокатали в полосу толщиной 2,0-2,5 мм, температура конца прокатки 780-810^oC, смотки в рулон 670-690^oC. После стравливани окалины в линии НТА (непрерывный травильный агрегат) осуществили холодную прокатку в полосы толщиной 0,30-0,65 мм на пятиклетевом стане "1450". Затем полосу подвергли обезуглероживающему отжигу в башенной печи во влажной азотоводной среде, содержащей азота 92-98% с изменением скорости полосы от 20 до 120 м/мин, температура полосы в камере нагрева от 760 до 830^oC и содержания водяного пара в защитной среде от 3 до 25 г на 1 м³.Steel grade 08 ps was smelted in a 370-ton converter, poured into 250 mm thick slabs on a continuous casting machine. The slabs were heated to 1250-1270 ^o C in a furnace with walking beams for hot rolling and rolled into a strip 2.0-2.5 mm thick, the temperature of the end of rolling 780-810 ^o C, winding into a roll 670-690 ^o C. After etching scale in the NTA line (continuous pickling unit) carried out cold rolling into strips 0.30-0.65 mm thick on a five-stand mill "1450". Then the strip was subjected to decarburization annealing in a tower furnace in a moist nitrogen-containing medium containing 92-98% nitrogen with a change in the strip speed from 20 to 120 m / min, the temperature of the strip in the heating chamber from 760 to 830 ^o C and the content of water vapor in the protective medium from 3 to 25 g per 1 m ³ .

Параметры и результаты обезуглероживающего отжига приведены в таблице. The parameters and results of decarburization annealing are given in the table.

Из данных таблицы видно, что степень обезуглероживания и глубину обезуглероженного поверхностного слоя предлагаемый способ позволяет регулировать температурой полосы, скоростью ее транспортировки по печи непрерывного отжига и содержанием влаги в азотно-водородной защитной среде. The table shows that the degree of decarburization and the depth of decarburized surface layer of the proposed method allows you to control the temperature of the strip, the speed of its transportation through the continuous annealing furnace and the moisture content in the nitrogen-hydrogen protective medium.

Источники информации:
1. Лайнер В.П. Защитные покрытия металлов. М. Металлургия, 1974, 560 с.Sources of information:
1. Liner V.P. Protective coatings of metals. M. Metallurgy, 1974, 560 p.

2. Заявка Японии N 6425947, кл. C 22 C 38/16, C 21 D 8/02; N 62-179056 Заявл. 20.07.87. Опубл. 27.01.89. 2. Japan Application N 6425947, cl. C 22 C 38/16, C 21 D 8/02; N 62-179056 Decl. 07.20.87. Publ. 01/27/89.

3. Авторское свидетельство СССР N 1786128, кл. C 21 D 3/04, 9/46, 1990. 3. Copyright certificate of the USSR N 1786128, cl. C 21 D 3/04, 9/46, 1990.

Claims

A method of manufacturing a steel strip for enameling, including steelmaking, casting, hot and cold rolling of a strip, heat treatment, characterized in that a strip of thickness 0.3 to 1.5 mm is obtained, annealing is carried out at 770 830 ^{° C.} at a transport speed of 20 120 m / min in an environment consisting of a mixture containing in one share 92 96% nitrogen with a moisture content of 5 25 g / m ³ , providing a decrease in carbon content from 0.04 0.08 to 0.0005 0.03% in a surface layer with a thickness of 0.005 0.1 mm