RU2793012C1 - Method for production of low-alloy rolled products - Google Patents
Method for production of low-alloy rolled products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2793012C1 RU2793012C1 RU2022118709A RU2022118709A RU2793012C1 RU 2793012 C1 RU2793012 C1 RU 2793012C1 RU 2022118709 A RU2022118709 A RU 2022118709A RU 2022118709 A RU2022118709 A RU 2022118709A RU 2793012 C1 RU2793012 C1 RU 2793012C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- rolling
- steel
- rolled products
- continuously cast
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 40
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 8
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 7
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 22
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 22
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 abstract 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- -1 not more than 0.06 Chemical compound 0.000 abstract 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 8
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 8
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 3
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 3
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 102220479482 Puromycin-sensitive aminopeptidase-like protein_C21D_mutation Human genes 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 229910052566 spinel group Inorganic materials 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано для изготовления рулонного проката из низколегированных трубных сталей с повышенной коррозионной стойкостью.The invention relates to the field of metallurgy, more specifically to rolling production, and can be used for the manufacture of rolled products from low-alloy pipe steels with increased corrosion resistance.
Известен способ производства полос для изготовления труб. Способ включает нагрев непрерывнолитой заготовки под горячую прокатку до температуры аустенизации 1200-1280°C, черновую прокатку до промежуточной толщины и чистовую прокатку с регламентированной температурой конца прокатки, ламинарное охлаждение водой до температуры смотки в рулон, при этом температуру конца прокатки поддерживают в диапазоне 830-880°C, а температуру смотки - в диапазоне 540-580°C. Для производства рулонных полос используют низколегированную сталь, содержащую, мас. %: С=0,05-0,09; Si=0,15-0,40; Mn=1,0-1,4; Al=0,01-0,06; Ti=0,01-0,04; V=0,01-0,04; Nb=0,02-0,06; Mo не более 0,01; Cr не более 0,10; Ni≤0,10; Cu не более 0,10; Р не более 0,015; S не более 0,006; Са не более 0,005; N не более 0,010; железо - остальное [Патент РФ № 2292404, МПК C21D 8/02, С22С 38/44, 2007].A method for the production of strips for the manufacture of pipes. The method includes heating a continuously cast billet for hot rolling to an austenization temperature of 1200-1280°C, rough rolling to an intermediate thickness and finishing rolling with a regulated end-of-rolling temperature, laminar water cooling to a coiling temperature, while the end-of-rolling temperature is maintained in the range of 830- 880°C, and the coiling temperature is in the range of 540-580°C. For the production of rolled strips, low-alloy steel is used, containing, wt. %: C=0.05-0.09; Si=0.15-0.40; Mn=1.0-1.4; Al=0.01-0.06; Ti=0.01-0.04; V=0.01-0.04; Nb=0.02-0.06; Mo not more than 0.01; Cr not more than 0.10; Ni≤0.10; Cu not more than 0.10; P not more than 0.015; S not more than 0.006; Ca not more than 0.005; N not more than 0.010; iron - the rest [RF Patent No. 2292404, IPC C21D 8/02, C22C 38/44, 2007].
К недостаткам данного способа можно отнести то, что получаемые при его использовании рулонные полосы из низколегированной стали обладают недостаточно высокой коррозионной стойкостью из-за присутствия в структуре металла полосчатости более 2 балла (по ГОСТ 5640).The disadvantages of this method include the fact that the low-alloy steel rolled strips obtained using it have insufficiently high corrosion resistance due to the presence of banding in the metal structure of more than 2 points (according to GOST 5640).
Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения рулонного полосового проката с низкой скоростью коррозии при сохранении уровня прочностных и пластических характеристик, соответствующего категории прочности К52, в котором осуществляют аустенизацию заготовки при 1200-1280°С, черновую прокатку до толщины промежуточного подката, чистовую прокатку с регламентированной температурой конца прокатки и ламинарное охлаждение водой до температуры смотки в рулон, при этом заготовку получают из стали, содержащей мас.%: углерод 0,04-0,07, марганец 0,4-0,9, кремний 0,1-0,4, хром 0,2-0,7, медь 0,3-0,6, никель 0,15-0,60, алюминий не более 0,03, молибден не более 0,08, сера не более 0,003, фосфор не более 0,015, при выполнении соотношения Nb+V+Ti≤0,15, остальное – железо и неизбежные примеси [Патент РФ № 2675307, МПК C21D 8/02, С22С 38/00, B21B 1/26, 2018].The closest in its technical essence to the proposed invention is a method for producing rolled strip with a low corrosion rate while maintaining the level of strength and plastic characteristics corresponding to the K52 strength category, in which the billet is austenitized at 1200-1280 ° C, rough rolling to the thickness of the intermediate rolling , finishing rolling with a regulated end-of-rolling temperature and laminar water cooling to the coiling temperature, while the billet is obtained from steel containing wt.%: carbon 0.04-0.07, manganese 0.4-0.9, silicon 0 ,1-0.4, chromium 0.2-0.7, copper 0.3-0.6, nickel 0.15-0.60, aluminum not more than 0.03, molybdenum not more than 0.08, sulfur not more more than 0.003, phosphorus not more than 0.015, when the ratio Nb + V + Ti≤0.15 is met, the rest is iron and inevitable impurities [RF Patent No. 2675307, IPC C21D 8/02, C22C 38/00, B21B 1/26, 2018 ].
Недостатком данного способа является то, что по данному способу нет возможности получить более высокие классы прочности до К60.The disadvantage of this method is that with this method it is not possible to obtain higher strength classes up to K60.
Технический результат изобретения состоит в получении рулонного проката толщиной 4 - 22 мм высокой коррозионной стойкости при сохранении уровня прочностных и пластических характеристик, соответствующих категории прочности К52-К60. The technical result of the invention consists in obtaining rolled products with a thickness of 4 - 22 mm of high corrosion resistance while maintaining the level of strength and plastic characteristics corresponding to the strength category K52-K60.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе производства низколегированного рулонного проката с повышенной коррозионной стойкостью, включающем получение непрерывнолитой заготовки, её аустенизацию, черновую и чистовую прокатку, охлаждение водой до температуры смотки в рулон, согласно изобретению непрерывнолитую заготовку получают из стали, содержащей, мас.%:The specified technical result is achieved by the fact that in the method for the production of low-alloy rolled products with increased corrosion resistance, including the production of a continuously cast billet, its austenitization, rough and finish rolling, cooling with water to a coiling temperature, according to the invention, a continuously cast billet is obtained from steel containing, wt. .%:
Углерод 0,02 – 0,10Carbon 0.02 - 0.10
Кремний 0,1 – 0,4Silicon 0.1 - 0.4
Марганец 0,4 – 1,0Manganese 0.4 - 1.0
Серу не более 0,010Sulfur not more than 0.010
Фосфор не более 0,015Phosphorus not more than 0.015
Хром 0,2 – 0,8Chromium 0.2 - 0.8
Никель 0,05 – 0,5Nickel 0.05 - 0.5
Медь 0,01 – 0,5Copper 0.01 - 0.5
Алюминий не более 0,06Aluminum no more than 0.06
Ниобий 0,001 – 0,1Niobium 0.001 - 0.1
Титан 0,002 – 0,08Titanium 0.002 - 0.08
Ванадий 0,01 – 0,15Vanadium 0.01 - 0.15
Молибден не более 0,3Molybdenum not more than 0.3
Бор не более 0,001Boron not more than 0.001
Азот не более 0,010Nitrogen no more than 0.010
Кальций не более 0,005Calcium not more than 0.005
Олово не более 0,005Tin not more than 0.005
Сурьма не более 0,005Antimony not more than 0.005
Цинк не более 0,005Zinc no more than 0.005
Свинец не более 0,005Lead no more than 0.005
Бериллий не более 0,01Beryllium not more than 0.01
при этом, аустенизацию непрерывнолитой заготовки осуществляют при температуре 1150 – 1370 °С, черновую прокатку заканчивают при температурах не выше 1150 °С, затем осуществляют выдержку подката в течение не менее 30 сек., чистовую прокатку начинают при температуре 950 – 1100 °С и заканчивают при температуре 870-960 °С, охлаждение проката на водоохлаждаемых участках осуществляют со средней скоростью не менее 15 °С/с до температуры 550 – 660 °С, после чего производят смотку проката в рулон.at the same time, the austenization of the continuously cast billet is carried out at a temperature of 1150–1370 °C, rough rolling is completed at temperatures not exceeding 1150 °C, then the rolling is held for at least 30 seconds, finishing rolling is started at a temperature of 950–1100 °C and completed at a temperature of 870-960 °C, cooling of rolled products in water-cooled areas is carried out at an average speed of at least 15 °C / s to a temperature of 550 - 660 °C, after which the rolled products are wound into a roll.
Прокат характеризуется баллом неметаллических включений не более 2,5 по среднему по оксидам точечным (ОТ), оксидам строчечным (ОС), силикатам пластичным (СП), силикатам хрупким (СХ), силикатам недеформирующимся (СН) и не более 1,5 по среднему по сульфидам (С) и нитридам (Н) (по ГОСТ 1778).Rolled products are characterized by a non-metallic inclusion score of no more than 2.5 on average for point oxides (OT), line oxides (OS), ductile silicates (SP), brittle silicates (SH), non-deforming silicates (SN) and no more than 1.5 on average for sulfides (C) and nitrides (N) (according to GOST 1778).
Сталь имеет мелкозернистую структуру с размером зерен феррита не крупнее 8 номера (по ГОСТ 5640), полосчатость не более 2 балла (по ГОСТ 5639).The steel has a fine-grained structure with a ferrite grain size no larger than number 8 (according to GOST 5640), banding is not more than 2 points (according to GOST 5639).
При содержании углерода в диапазоне 0,02-0,10% в осевой зоне наблюдается незначительная структурная неоднородность в виде узкой сегрегационной полосы или вовсе ее отсутствие. При содержании углерода выше 0,10% в структуре металла присутствует грубая ликвация с полосчатостью по всему сечению более 2 балла, неблагоприятная для получения коррозионных свойств. Однако, содержание углерода менее 0,02 % технологически сложно получить в сталеплавильном переделе.When the carbon content is in the range of 0.02-0.10% in the axial zone, there is a slight structural inhomogeneity in the form of a narrow segregation band or its absence. When the carbon content is above 0.10% in the metal structure, there is a rough segregation with banding over the entire cross section of more than 2 points, which is unfavorable for obtaining corrosion properties. However, the carbon content of less than 0.02% is technologically difficult to obtain in the steelmaking process.
Содержание кремния в пределах 0,1-0,4 % положительно влияет на процесс раскисления стали и способствует повышению прочностных характеристик проката. Содержание кремния более 0,4% сопровождается возрастанием количества силикатных включений, снижающих удлинение, ударную вязкость и коррозионную стойкость металла. Это также приводит к ухудшению свариваемости проката и к появлению трещин при изготовлении труб. Снижение содержания кремния менее 0,1% существенно усложняет сталеплавильный процесс за счет снижения жидкотекучести стали и приводит к неоправданному повышению себестоимости металлопроката.The silicon content in the range of 0.1-0.4% has a positive effect on the process of steel deoxidation and contributes to an increase in the strength characteristics of rolled products. The silicon content of more than 0.4% is accompanied by an increase in the amount of silicate inclusions, which reduce the elongation, impact strength and corrosion resistance of the metal. This also leads to a deterioration in the weldability of rolled products and to the appearance of cracks in the manufacture of pipes. Reducing the silicon content of less than 0.1% significantly complicates the steelmaking process by reducing the fluidity of steel and leads to an unjustified increase in the cost of rolled metal.
Содержание марганца в пределах 0,4-1,0% оказывает положительное влияние на стойкость против водородного растрескивания. При повышении в стали марганца свыше 1,0% происходит существенное повышение степени центральной структурной неоднородности, сегрегационные полосы имеют в составе грубые участки с М/A-составляющей, коррозионные свойства при такой структуре получаются неудовлетворительными. При содержании марганца менее 0,4% механические свойства не удовлетворяют заданным категориям прочности.The content of manganese in the range of 0.4-1.0% has a positive effect on resistance to hydrogen cracking. With an increase in manganese in steel above 1.0%, a significant increase in the degree of central structural inhomogeneity occurs, segregation bands have rough sections with an M / A component in their composition, corrosion properties with such a structure are unsatisfactory. When the manganese content is less than 0.4%, the mechanical properties do not satisfy the specified strength categories.
Использование алюминия необходимо для раскисления стали, связывания азота в нитриды тем самым подавляя его негативное воздействие на свойства металлопроката. Содержание в стали алюминия более 0,06% приводит к образованию большого количества коррозионно-активных неметаллических включений на основе алюмомагниевых шпинелей, во многом определяющим уровень коррозионной стойкости проката..The use of aluminum is necessary for the deoxidation of steel, the binding of nitrogen into nitrides, thereby suppressing its negative impact on the properties of rolled metal. The aluminum content of more than 0.06% in steel leads to the formation of a large number of corrosion-active non-metallic inclusions based on aluminum-magnesium spinels, which largely determine the level of corrosion resistance of rolled products.
При содержании молибдена до 0,3% обеспечивается требуемый комплекс механических свойств заявленных категорий прочности. При повышении содержания молибдена выше 0,3% экономически не целесообразно.With a molybdenum content of up to 0.3%, the required set of mechanical properties of the declared strength categories is provided. With an increase in the molybdenum content above 0.3%, it is not economically feasible.
Микролегирование стали добавками титана в пределах 0,002-0,08%, ванадия - 0,01-0,15% и ниобия 0,001-0,1% необходимо для ограничения роста аустенитного зерна при нагреве слябов под прокатку, повышения прочностных характеристик. Превышение указанных уровней приводит к наличию крупных карбонитридных включений, сконцентрированных преимущественно в осевой зоне проката, приводящие в свою очередь к снижению таких показателей коррозионной стойкости, как сероводородное и водородное растрескивание.Microalloying of steel with titanium additions in the range of 0.002-0.08%, vanadium - 0.01-0.15% and niobium 0.001-0.1% is necessary to limit the growth of austenite grains during heating of slabs for rolling, to increase strength characteristics. Exceeding these levels leads to the presence of large carbonitride inclusions, concentrated mainly in the axial zone of the rolled products, leading in turn to a decrease in such indicators of corrosion resistance as hydrogen sulfide and hydrogen cracking.
Сера, фосфор, мышьяк являются вредными примесями, поэтому обозначенные значения содержания серы не более 0,010%, фосфора не более 0,015% необходимы для получения высоких значений ударной вязкости при низких температурах. При содержании серы свыше 0,010% в стали образуется большое количество сульфидных включений, значительно снижающих ударную вязкость и коррозионные свойства. Фосфор относится к числу элементов, обладающих наибольшей склонностью к ликвации и образованию сегрегаций по границам зерен, и, как следствие, отрицательно влияющих на ударную вязкость стали и коррозионностойкость, поэтому верхний предел содержания фосфора устанавливают не более 0,015%.Sulfur, phosphorus, arsenic are harmful impurities, therefore, the indicated values of sulfur content not more than 0.010%, phosphorus not more than 0.015% are necessary to obtain high values of impact strength at low temperatures. With a sulfur content of more than 0.010%, a large amount of sulfide inclusions is formed in the steel, which significantly reduces the impact strength and corrosion properties. Phosphorus is one of the elements with the greatest tendency to segregation and the formation of segregations along grain boundaries, and, as a result, negatively affecting the impact strength of steel and corrosion resistance, therefore, the upper limit of the phosphorus content is set to no more than 0.015%.
Комплексное легирование хромом, медью и никелем в заявленных диапазонах способствуют повышению прочностных характеристик, коррозионной стойкости и хладостойкости. Введение меди приводит к образованию по поверхности листа защитной пленки, которая препятствует проникновению в сталь водорода, за счет чего возрастает стойкость проката к водородному охрупчиванию. В то же время, при легировании хромом происходит обогащение продуктов коррозии хромом в слоях, прилегающих к поверхности листового проката. Повышение указанных диапазонов экономически не целесообразно. Complex alloying with chromium, copper and nickel in the stated ranges contributes to an increase in strength characteristics, corrosion resistance and cold resistance. The introduction of copper leads to the formation of a protective film on the surface of the sheet, which prevents the penetration of hydrogen into the steel, thereby increasing the resistance of rolled products to hydrogen embrittlement. At the same time, when alloying with chromium, the corrosion products are enriched with chromium in the layers adjacent to the surface of the rolled sheet. Increasing these ranges is not economically feasible.
Кальций вводят для модификации сульфидных неметаллических включений. Содержание кальция более 0,005% приведет к образованию большого количества включений - алюминатов кальция, что отрицательно скажется на хладостойкости и коррозионной стойкости стали. Содержание кальция в заявленных пределах обеспечивает получение сульфидов глобулярной формы, что способствует повышению уровня ударной вязкости при низких температурах.Calcium is introduced to modify sulfide non-metallic inclusions. The calcium content of more than 0.005% will lead to the formation of a large number of inclusions - calcium aluminates, which will adversely affect the cold resistance and corrosion resistance of steel. The calcium content within the stated limits ensures the production of globular sulfides, which contributes to an increase in the level of impact strength at low temperatures.
В стали должно выполняться соотношение Ca/S не менее 1,0. При таком соотношении форма сульфидов имеет глобулярную форму, а коррозионные свойства имеют удовлетворительные значения.In steel, the Ca/S ratio must be at least 1.0. With this ratio, the form of sulfides has a globular shape, and the corrosion properties are satisfactory.
При получении соотношения Ca/S менее 1,0 приводит к возникновению трещин HIC.When a Ca/S ratio of less than 1.0 is obtained, HIC cracks occur.
Содержание бора ограничено до 0,001%, т.к. большее его содержание может привести к образованию охрупчивающих частиц Fe23(C,B)6.The boron content is limited to 0.001%, because its higher content can lead to the formation of embrittling Fe 23 (C,B) 6 particles.
Олово, сурьма, цинк, свинец и бериллий являются вредными цветными примесями. С увеличением этих элементов выше заявленных возрастает опасность образования поверхностных трещин. Tin, antimony, zinc, lead and beryllium are harmful color impurities. With an increase in these elements above those stated, the risk of surface cracking increases.
При внепечной обработке предложенной стали благодаря указанному соотношению кальция к сере обеспечивается образование равномерно распределенных однородных оксисульфидов округлой формы. При соотношении Ca/S менее 1,0 в металле присутствуют вытянутые неметаллические включения MnS, которые отрицательно влияют на стойкость по коррозионным свойствам.During out-of-furnace processing of the proposed steel, due to the specified ratio of calcium to sulfur, the formation of evenly distributed homogeneous rounded oxysulfides is ensured. When the Ca/S ratio is less than 1.0, elongated non-metallic MnS inclusions are present in the metal, which adversely affect the resistance to corrosion properties.
Аустенизация непрерывнолитой заготовки при температурах в диапазоне 1150 – 1370 °С необходима для перекристаллизации грубой литой структуры и перевода микролегирующих элементов в твердый раствор. При увеличении температуры нагрева выше 1370 °С происходит аномальный рост зерна аустенита. А при аустенизации ниже 1150 °С в структуре сохраняются грубые участки литой структуры с наличием ликвационных участков.Austenization of a continuously cast billet at temperatures in the range of 1150 - 1370 °C is necessary for the recrystallization of a rough cast structure and the transfer of microalloying elements into a solid solution. With an increase in the heating temperature above 1370 °C, abnormal austenite grain growth occurs. And during austenization below 1150 °C, rough sections of the cast structure with the presence of segregation sections remain in the structure.
Черновую прокатку заканчивают не выше 1150 °С. При данных температурах на черновой стадии прокатки в результате многократной рекристаллизации деформированного аустенита происходит измельчение его зерна. При окончании черновой прокатки выше температуры 1150 °С будет сформирована крупнозернистая структура, неудовлетворяющая требованию заказа, значения по ударной вязкости будут ниже нормы. Rough rolling is completed no higher than 1150 °C. At these temperatures, at the roughing stage of rolling, as a result of repeated recrystallization of the deformed austenite, its grain is refined. At the end of rough rolling above a temperature of 1150 °C, a coarse-grained structure will be formed that does not meet the requirements of the order, and the impact strength values will be below the norm.
Производство металлопроката по режимам с началом и концом чистовой прокатки при температурах менее 950 и 870 0С (при температурах ниже остановки рекристаллизации аустенита), соответственно, повышается склонность стали к водородному растрескиванию, при прокатке при данных температурах повышается перлитная полосчатость структур, степень сегрегационной неоднородности, тем самым наблюдается повышение показателей по водородному растрескиванию.Production of rolled metal according to the modes with the beginning and end of finishing rolling at temperatures below 950 and 870 0 С (at temperatures below the stop of austenite recrystallization), respectively, the tendency of steel to hydrogen cracking increases, when rolling at these temperatures, the pearlite banding of structures increases, the degree of segregation heterogeneity, thus, an increase in hydrogen cracking performance is observed.
Напротив, режим прокатки с чистовой стадией деформации в температурной области рекристаллизации аустенита позволил обеспечить стабильную высокую стойкость стали против водородного растрескивания. В этом случае аустенитная структура перед охлаждением полностью прошла рекристаллизацию, что обеспечило однородную конечную микроструктуру с равномерным распределением неметаллических включений.On the contrary, the rolling regime with the finishing stage of deformation in the temperature region of austenite recrystallization made it possible to ensure a stable high resistance of the steel against hydrogen cracking. In this case, the austenitic structure was completely recrystallized before cooling, which provided a uniform final microstructure with a uniform distribution of non-metallic inclusions.
Для предотвращения формирования полосчатой структуры требуется применять ускоренное охлаждение, на водоохлаждаемых участках оно должно быть не менее 15 °С/с. При таком охлаждении происходит торможение обратной диффузии углерода, препятствующее формированию полосчатой структуры, приводит к более равномерному распределению углерода в центральной ликвационной зоне. Охлаждение для получения требуемых механических свойств проводят до температуры 550 – 660 °С. При охлаждении со скоростью на водоохлаждаемых участках менее 15 °С/с или/и температуре окончания ускоренного охлаждения выше 660 °С, в микроструктуре проката формируется полосчатая ферритно-перлитная структура, а если ниже 550 °С, то в структуре появляется большое количество продуктов промежуточного превращения, участки M/A и мартенсита, тем самым происходит снижение уровня удлинения требований клиента. To prevent the formation of a streaky structure, accelerated cooling is required; in water-cooled areas, it should be at least 15 °C/s. With such cooling, the reverse diffusion of carbon is inhibited, preventing the formation of a banded structure, and leads to a more uniform distribution of carbon in the central segregation zone. Cooling to obtain the required mechanical properties is carried out to a temperature of 550 - 660 °C. When cooling at a rate in the water-cooled areas of less than 15 °C/s or/and the temperature of the end of accelerated cooling is above 660 °C, a banded ferrite-pearlite structure is formed in the rolled metal microstructure, and if it is below 550 °C, then a large amount of intermediate products appears in the structure. transformation, M/A and martensite areas, thereby reducing the level of elongation required by the customer.
В стали для обеспечения требуемых характеристик по хладостойкости зерно феррита должно быть не крупнее 8 номера. In steel, to ensure the required characteristics for cold resistance, the ferrite grain should not be larger than number 8.
При наличии в структуре полосчатости более 2 балла (по ГОСТ 5639) коррозионные свойства снижаются.If there is more than 2 points of banding in the structure (according to GOST 5639), the corrosion properties are reduced.
ПримерExample
Осуществляли выплавку стали в кислородном конвертере и после внепечной обработки и вакуумирования, производили непрерывную разливку в слябы сечением 250*1720 мм. Далее производили нагрев под прокатку до температуры 1250-1320 °С и осуществляли прокатку рулонов на конечную толщину 10 мм (также возможна прокатка и на другие толщины). Черновую прокатку заканчивали при температурах не выше 1150 °С. Выдерживали подкат на промежуточном рольганге в течении 70-100 сек. Чистовую прокатку начинали при температурах 960-1050 °С и заканчивали при температурах 880-930 °С. Охлаждение проката на водоохлаждаемых участках осуществляли со средней скоростью 16-22 °С/с до температуры 560 – 610 °С, после чего производили смотку проката в рулон.Steel smelting was carried out in an oxygen converter, and after out-of-furnace treatment and evacuation, continuous casting into slabs with a cross section of 250 * 1720 mm was carried out. Next, heating for rolling was carried out to a temperature of 1250–1320 °C, and rolls were rolled to a final thickness of 10 mm (rolling to other thicknesses is also possible). Rough rolling was completed at temperatures not exceeding 1150°C. Withstood the roll on the intermediate roller table for 70-100 seconds. Finish rolling was started at temperatures of 960–1050°C and finished at temperatures of 880–930°C. Rolled products were cooled in water-cooled sections at an average rate of 16–22 °C/s to a temperature of 560–610 °С, after which the rolled products were wound into a roll.
Согласно заявленного способа было проведено 5 экспериментов. Химический состав приведен в таблице 1, технологические параметры приведены в таблице 2, механические свойства приведены в таблице 3.According to the claimed method, 5 experiments were carried out. The chemical composition is given in table 1, the technological parameters are given in table 2, the mechanical properties are given in table 3.
Были испытаны на растяжение цилиндрические образцы по ГОСТ 1497 с расчетной длинной L=5.65√F0 , отобранные поперек направления проката и образцы на ударную вязкость по ГОСТ 9454 с V-образным концентратором, отобранные поперек направления проката.Cylindrical samples were tested for tension according to GOST 1497 with a calculated length L=5.65√F 0 , taken across the direction of rolling, and samples for impact strength according to GOST 9454 with a V-shaped concentrator, taken across the direction of rolling.
Как видно из результатов экспериментов, прокат произведенный по предложенной технологии характеризуется требуемым уровнем механических и коррозионных свойств. As can be seen from the results of the experiments, rolled metal produced according to the proposed technology is characterized by the required level of mechanical and corrosion properties.
Таблица 1Table 1
Химический состав проката, мас.%Chemical composition of rolled products, wt.%
Таблица 2table 2
Контролируемые технологические параметрыControlled technological parameters
Таблица 3Table 3
не болееCLR, %
no more
не болееCTR, %,
no more
CLR – коэффициент длины трещины,CLR is the crack length factor,
CTR – коэффициент толщины трещиныCTR - crack thickness factor
Claims (6)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2793012C1 true RU2793012C1 (en) | 2023-03-28 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2810463C1 (en) * | 2023-08-04 | 2023-12-27 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method for producing high-strength hot-rolled steel |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2292404C1 (en) * | 2005-07-15 | 2007-01-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Strip making method for producing tubes |
| RU2618958C2 (en) * | 2012-03-23 | 2017-05-11 | Зальцгиттер Флахшталь Гмбх | Improved steel without slag, method of manufacturing details without scale of this steel and method of obtaining hot-rolled steel strip |
| RU2675307C1 (en) * | 2017-12-14 | 2018-12-18 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method of manufacture of low-alloyable roll strips with enhanced corrosion resistance |
| US11060157B2 (en) * | 2016-03-31 | 2021-07-13 | Jfe Steel Corporation | Steel sheet, coated steel sheet, method for producing hot-rolled steel sheet, method for producing full hard cold-rolled steel sheet, method for producing steel sheet, and method for producing coated steel sheet |
| RU2759106C1 (en) * | 2020-11-24 | 2021-11-09 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method for manufacturing hot-rolled sheets from cryogenic steel (variants) |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2292404C1 (en) * | 2005-07-15 | 2007-01-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Strip making method for producing tubes |
| RU2618958C2 (en) * | 2012-03-23 | 2017-05-11 | Зальцгиттер Флахшталь Гмбх | Improved steel without slag, method of manufacturing details without scale of this steel and method of obtaining hot-rolled steel strip |
| US11060157B2 (en) * | 2016-03-31 | 2021-07-13 | Jfe Steel Corporation | Steel sheet, coated steel sheet, method for producing hot-rolled steel sheet, method for producing full hard cold-rolled steel sheet, method for producing steel sheet, and method for producing coated steel sheet |
| RU2675307C1 (en) * | 2017-12-14 | 2018-12-18 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method of manufacture of low-alloyable roll strips with enhanced corrosion resistance |
| RU2759106C1 (en) * | 2020-11-24 | 2021-11-09 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method for manufacturing hot-rolled sheets from cryogenic steel (variants) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2813162C1 (en) * | 2023-05-22 | 2024-02-06 | Публичное акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method of producing hot-rolled coils from cold-resistant and corrosion-resistant steel |
| RU2810463C1 (en) * | 2023-08-04 | 2023-12-27 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method for producing high-strength hot-rolled steel |
| RU2815962C1 (en) * | 2023-09-06 | 2024-03-25 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method for production of heavy rolled product for production of pipes of main pipelines |
| RU2821001C1 (en) * | 2023-12-27 | 2024-06-14 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method of producing hot-rolled sheets from low-alloy steel |
| RU2833863C1 (en) * | 2024-02-26 | 2025-01-29 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method of producing low-alloy rolled stock |
| RU2836368C1 (en) * | 2024-03-19 | 2025-03-13 | Рустем Фаилович Шарифуллин | Corrosion-resistant steel and electrically-welded pipes made from it |
| RU2833652C1 (en) * | 2024-05-15 | 2025-01-28 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Hot-rolled sheet production method |
| RU2833653C1 (en) * | 2024-07-04 | 2025-01-28 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Hot-rolled steel sheet and high-pressure vessel made from it |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2415893B1 (en) | Steel sheet excellent in workability and method for producing the same | |
| RU2390568C1 (en) | Procedure for production of thick sheet low alloyed strip | |
| RU2393239C1 (en) | Procedure for production of plate iron low-alloyed strip | |
| RU2675307C1 (en) | Method of manufacture of low-alloyable roll strips with enhanced corrosion resistance | |
| RU2197542C1 (en) | Method of making sheet steel | |
| CN114717478A (en) | Lightweight high-strength steel and method for producing the same | |
| RU2638479C1 (en) | HOT-ROLLED SHEET OF LOW-ALLOY STEEL WITH THICKNESS FROM 15 TO 165 mm AND METHOD OF ITS PRODUCTION | |
| CN112210725A (en) | Steel strip for hot forming with tensile strength of 1900MPa and production method thereof | |
| RU2728981C1 (en) | Rolled stock for casing and tubing pipes and method of its production | |
| RU2630721C1 (en) | Thick sheet of structural steel for manufacturing details of welded structures and method for its production in normalized condition | |
| RU2697301C1 (en) | Method for production of tubular rolled products of increased corrosion resistance at a reversing mill | |
| CN116875895B (en) | A heat-treatment-free 1350MPa-grade hot-rolled steel plate for automobile upper body and production method thereof | |
| RU2793012C1 (en) | Method for production of low-alloy rolled products | |
| RU2696186C2 (en) | Method of producing sheet rolled products from low-alloy pipe steel | |
| CN120693415A (en) | High-strength steel with improved resistance to hydrogen embrittlement | |
| CN115572891B (en) | Cold-rolled annealed steel strip with yield strength of 420MPa for art knife blade | |
| RU2745831C1 (en) | Method for producing high-strength thick-steel steel rolling on a reversing mill | |
| JP2025520173A (en) | Hot stamping part and its manufacturing method | |
| RU2720286C1 (en) | Method for production of coils of hot-rolled strip from cryogenic structural steel | |
| CN115652207A (en) | 780 MPa-grade short-flow economical cold-rolled DH steel plate and production method thereof | |
| RU2839936C1 (en) | Cold-rolled steel strip for packing band and method of its production | |
| RU2810463C1 (en) | Method for producing high-strength hot-rolled steel | |
| RU2676543C1 (en) | Hot-rolled products from the structural steel manufacturing method | |
| RU2849457C1 (en) | Hot-rolled sheet and method for obtaining it | |
| RU2847051C1 (en) | Hot-rolled heat-treated plate from low-alloy steel and method for production thereof |