Исследование закономерностей формирования качества при прокатке горячекатаных полос по существующей технологии

Известно, что температурные режимы прокатки листов, режимы их охлаждения на отводящем рольганге, температура их смотки, а также их химический состав оказывают влияние на структуру и механические свойства получаемых горячекатаных полос [2, с. 448 – 480]. Изменяя режимы прокатки и охлаждения, т.е. варьируя температурно-деформационные режимы прокатки и скорости охлаждения можно получать различную микроструктуру и механические свойства получаемых листов.

При одинаковых условиях деформирования листов повышенные прочностные свойства прокатываемого металла можно достичь увеличением скорости охлаждения полос. Однако при этом снижаются пластические свойства металла полос [2, с. 448 – 480]. Необходимо отметить, что при очень высокой скорости охлаждения на поверхности полос образуется подкаленный слой металла, при этом по толщине полосы формируется неоднородная микроструктура. Все это приводит к получению горячекатаного металла с низким механическим свойством, т.е. изготовляются полосы с механическим свойством несоответствующим существующим стандартам.

Из фазовой диаграммы «железо – цементит» видно, что при обычной температуре охлаждения Ст3сп имеет ферритно-перлитную структуру [59]. В стали Ст3сп основным носителем углерода является перлит, так как феррит содержит очень малый объем углерода. Поэтому, при увеличении массовой доли углерода в стали увеличивается массовая доля цементитной фазы в перлите. Это приводит к снижению пластичности и ударной вязкости, а также к увеличению твердости и прочности стали.

Известно [59, с. 78 – 131], что углеродистые стали содержат, как основные компоненты (железа и углерода), так и ряд примеси (Мn, Si, S, P и др). Авторы данной работы присутствие примесей объяснили следующими причинами.

В процессе раскисления стали переходят в стальв десятых долях процента Мп и Si. Из-за невозможности полного удаления в сотых долях процента остаются в стали S и Р. При плавке шихты, содержащий легированный металлически лом, в сталь переходят Сr и Ni. Данные примеси допускаются в количестве не более 0,3 % каждого. Вышеперечисленные примеси могут образовывать карбиды, оксиды, интерметаллиды.

В углеродистых сталях фазы, в зависимости от массовой доли углерода, примесей, могут образовывать ту или иную структуру, при этом данные фазы могут располагаться определенным образом в различных объемах сталей.

Таким образом, исследование влияния химического состава, образующихся при охлаждении фаз, температурных режимов прокатки и смотки, а также режимов охлаждения полос на качество горячекатаного проката имеет большое значение.

Целью данной главы диссертационной работы является исследование влияния температурных режимов прокатки и смотки, режимов охлаждения полос, прокатанных по существующей технологии на непрерывном широкополосном стане 1700, а также химического состава и структуры на качество листов из стали Ст3сп.