RU2152278C1 - Method for hot rolling of electrical anizotropic steel - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy, namely production of electrotechnical steels, particularly hot rolling of continuously cast slabs of transformer steel. SUBSTANCE: method for hot rolling in continuous wide strip rolling mill comprises steps of rolling continuously cast slabs in group of rough rolling stands of rolling mill; cooling rolled piece transported by roller table between groups of stands for rough and finish rolling; realizing hot deformation in first stands of finish rolling stand group and air cooling of strip between stands; douching strip at inlet of last but one stand; rolling strip in last but one stand and in last stand of group of finish rolling stands. Total consumption of water at douching that provides normalization of cooling rate of surface layers of strips in last but one interstand interval is set according to relation Q=12.15 x(326-t_r.p.t.+0.518 x t₆ + 23.97 x h₁₂), where Q - total consumption of cooling water, cubic meter/hour; h₁₂- strip thickness after twelfth stand, mm; t₆ - temperature of rolled piece at inlet of sixth stand of group of finish rolling stands, C; t_r.p.t. - temperature of rolling process termination, C. EFFECT: increased density of finely dispersed inclusions of inhibiting phase in silicon steel of final thickness before high-temperature annealing due to prevention of processes of selection of inclusions of AlN in temperature range 980-850 C at hot deformation in last passes in group of finish rolling stands, enhanced yield of high sorts of electrical anizotropic steel. 2 tbl

Description

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в производстве электротехнических сталей, в частности при горячей прокатке непрерывно-литых слябов трансформаторной стали. The invention relates to rolling production and can be used in the production of electrical steel, in particular during the hot rolling of continuously cast slabs of transformer steel.

Известен способ горячей прокатки непрерывно-литых слябов электротехнической анизотропной (трансформаторной) стали на полосы толщиной 2,0 - 3,5 мм, включающий в себя прокатку слябов трансформаторной стали на непрерывных станах горячей прокатки и на полосовых станах типа Стеккеля. Температура горячей деформации в чистовой клети или чистовой группе клетей ≥ 900^oC [см., например, Лифанов В.Ф. Прокатка трансформаторной стали. - М.: Металлургия, 1975, 190 с.].A known method of hot rolling continuously cast slabs of electrical anisotropic (transformer) steel into strips of thickness 2.0 - 3.5 mm, which includes rolling slabs of transformer steel on continuous hot rolling mills and strip mills of the Stekel type. The temperature of hot deformation in the finishing stand or finishing group of stands ≥ 900 ^o C [see, for example, Lifanov V.F. Transformer steel rolling. - M.: Metallurgy, 1975, 190 S.].

Недостатком известного способа горячей прокатки электротехнической анизотропной стали является проведение заключительной стадии горячей прокатки в интервале температур 980 - 850^oC, потому что горячая пластическая деформация в этом интервале температур стимулирует выделение из твердого раствора FeSi включений карбонитридных и нитридных фаз и последующую коагуляцию их [см. , например, Баранов А.А., Минаев А.А., Геллер А.Л., Горбатенко В.П. Проблемы совмещения горячей деформации и термической обработки стали. - М.: Металлургия, 1985, 125 с.].A disadvantage of the known method of hot rolling of electrical anisotropic steel is the final stage of hot rolling in the temperature range 980 - 850 ^o C, because hot plastic deformation in this temperature range stimulates the release of carbonitride and nitride phases from FeSi solid solution and their subsequent coagulation [see , for example, Baranov A.A., Minaev A.A., Geller A.L., Gorbatenko V.P. The problems of combining hot deformation and heat treatment of steel. - M.: Metallurgy, 1985, 125 S.].

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ горячей прокатки, по которому деформацию в чистовой клети или группе клетей проводят при максимально возможной температуре путем повышения температуры раската и исключения охлаждения водой в межклетевых промежутках, чтобы обеспечить условия протекания динамической и статической рекристаллизации аустенита стали после каждого пропуска в чистовой клети или группе клетей для повышения однородности формируемой структуры горячекатаного подката и, как следствие, повышение технологичности последующей обработки полос: травления и холодной прокатки [См., например, Лифанов В.Ф. Прокатка трансформаторной стали. - М.: Металлургия, 1975, с. 54-60]. The closest in their technical essence and the achieved results to the proposed invention is a hot rolling method, in which the deformation in the finishing stand or group of stands is carried out at the highest possible temperature by increasing the temperature of the roll and eliminating cooling by water in the inter-stand spaces to ensure dynamic and static flow conditions recrystallization of austenite steel after each pass in the finishing stand or group of stands to increase the uniformity of the formed structure ry hot-rolled tackle and, as a consequence, increase the manufacturability of the subsequent processing of strips: pickling and cold rolling [See, for example, Lifanov V.F. Transformer steel rolling. - M.: Metallurgy, 1975, p. 54-60].

Указанный способ также не обеспечивает получение горячекатаного подката кремнистой стали с заданной плотностью (10¹³ - 10¹⁴/шт./см³) мелкодисперсных (≤ 30 нм) включений фазы-ингибитора AIN, необходимой для обеспечения условий формирования остро выраженной текстуры (110) [001] при вторичной рекристаллизации электротехнической стали конечной толщины, так как в процессе прокатки при t = 980 - 850^oC в кремнистой стали получают невысокую плотность включений нитридов AIN (10¹¹ - 10¹² шт./см²) размерами ≤ 30 - 100 нм, а выделившиеся включения нитридов AIN крупных размеров (> 100 нм) сохраняются при последующих технологических переделах и не могут обеспечивать роль сдерживающей фазы нормального роста зерен перед начальной стадией вторичной рекристаллизации.The specified method also does not provide a hot rolled silicon steel roll with a given density (10 ¹³ - 10 ^{14 /} pcs./cm ³ ) of finely dispersed (≤ 30 nm) inclusions of the AIN inhibitor phase, which is necessary to ensure the formation of a pronounced texture (110) [ 001] during secondary recrystallization of electrical steel of finite thickness, since during rolling at t = 980 - 850 ^o C in silicon steel a low density of inclusions of AIN nitrides (10 ¹¹ - 10 ¹² pcs / cm ² ) with dimensions ≤ 30 - 100 nm is obtained , and the precipitated inclusions of AIN nitrides of large sizes The ditch (> 100 nm) is retained during subsequent technological stages and cannot provide the role of a restraining phase of normal grain growth before the initial stage of secondary recrystallization.

Технический эффект при использовании предлагаемого изобретения заключается в повышении плотности мелкодисперсных включений фазы-ингибитора в кремнистой стали конечной толщины перед высокотемпературным отжигом путем предотвращения процессов выделения включений нитридов AIN в интервале температур 980 - 850^oC при горячей деформации в последних пропусках в чистовой группе клетей стана.The technical effect when using the present invention is to increase the density of finely dispersed inclusions of the phase-inhibitor in silicon steel of finite thickness before high-temperature annealing by preventing the processes of separation of inclusions of AIN nitrides in the temperature range 980 - 850 ^o C during hot deformation in the last passes in the finishing group of the mill stands.

Указанный технический эффект достигают тем, что способ горячей прокатки на непрерывном широкополосном стане включает в себя прокатку непрерывно-литых слябов в черновой группе клетей стана; охлаждение раската при транспортировке по рольгангу между черновой и чистовой группами клетей; горячую деформацию в первых клетях чистовой группы и воздушное охлаждение полосы в межклетевых промежутках; душирование водой полосы на входе в предпоследнюю клеть; прокатку в предпоследней и последней клетях чистовой группы. The specified technical effect is achieved in that the method of hot rolling on a continuous broadband mill includes rolling continuously cast slabs in a rough group of mill stands; cooling of the roll during transportation along the rolling table between the roughing and finishing groups of the stand; hot deformation in the first stands of the finishing group and air cooling of the strip in the intercellular spaces; water showering of the strip at the entrance to the penultimate stand; rolling in the penultimate and last stands of the finishing group.

Общий расход воды при душировании, регламентирующий скорость охлаждения поверхностных слоев полосы в предпоследнем межклетевом промежутке, устанавливают по зависимости:
Q=12,15 x (326 - t_кп + 0,518 • t₆ + 23,97 • h₁₂),
где Q - общий расход воды на охлаждение, м³/ч;
h₁₂ - толщина полосы за 12-ой (последней) клетью, мм;
t₆ - температура раската на входе в 6-ю клеть чистовой группы, ^oC,
t_кп - температура конца прокатки, ^oC.The total flow rate of water during showering, which regulates the cooling rate of the surface layers of the strip in the penultimate interstage gap, is determined by the dependence:
Q = 12.15 x (326 - t _kn + 0.518 • t ₆ + 23.97 • h ₁₂ ),
where Q is the total cooling water flow, m ³ / h;
h ₁₂ is the thickness of the strip beyond the 12th (last) stand, mm;
t ₆ - temperature roll at the entrance to the 6th stand of the finishing group, ^o C,
t _kn - the temperature of the end of rolling, ^o C.

Повышение эффективности процесса горячей прокатки для получения заданной плотности (≥ 10¹³ - 10¹⁴ шт./см³) мелкодисперсных ≤ 30 нм) включений AIN будет обусловлено путем снижения до ≤750^oC температуры поверхностных слоев полосы перед входом в предпоследнюю клеть. Температура прокатываемой полосы в очаге деформации изменяется по толщине полосы. Например, при прокатке в 10-ой клети температура в очаге деформации порядка 980 - 900^oC (в центральных слоях), а температура поверхностных слоев глубиной до 0,5 мм снижается до 800 - 700^oC за счет теплоотвода от тонкой (4,0 - 3,0 мм) полосы к массивным прокатным валкам. После выхода полосы из 10-ой клети происходит разогрев поверхностных слоев до t ≅ 950 - 900^oC за счет запасенного тепла внутренних центральных слоев, что приводит к выделению из раствора FeSi включений AIN в поверхностных слоях. Проведение горячей прокатки по предлагаемому изобретению предотвращает разогрев поверхностных слоев до t ≅ 950 - 900^oC путем применения душирования полосы после выхода из 10-ой клети, причем удельный расход воды устанавливают по зависимости от температуры полосы за 10-ой клетью, конечной толщины горячекатаной полосы, задаваемой температуры конца прокатки и содержания кремния в стали.An increase in the efficiency of the hot rolling process to obtain a given density (≥ 10 ¹³ - 10 ¹⁴ pcs / cm ³ ) of finely dispersed ≤ 30 nm) AIN inclusions will be caused by lowering the temperature of the surface layers of the strip to ≤750 ^o C before entering the penultimate stand. The temperature of the rolled strip in the deformation zone varies along the strip thickness. For example, when rolling in the 10th stand, the temperature in the deformation zone is of the order of 980 - 900 ^o C (in the central layers), and the temperature of the surface layers with a depth of 0.5 mm decreases to 800 - 700 ^o C due to heat removal from the thin one (4, 0 - 3.0 mm) strips to massive rolling rolls. After the strip leaves the 10th stand, the surface layers are heated to t ≅ 950 - 900 ^o C due to the stored heat of the inner central layers, which leads to the release of AIN inclusions from the FeSi solution in the surface layers. Carrying out hot rolling according to the invention prevents the heating of the surface layers to t ≅ 950 - 900 ^o C by applying strip scrubbing after leaving the 10th stand, and the specific water flow rate is set depending on the temperature of the strip behind the 10th stand, the final thickness of the hot rolled strip set temperature of the end of rolling and the silicon content in the steel.

Известное и предложенное технические решения имеют следующие общие признаки. Оба являются способами горячей прокатки на непрерывном широкополосном стане. В обоих предусмотрено проведение деформации в чистовой клети или группе клетей при максимально возможной температуре путем повышения температуры раската. В обоих осуществляют горячую прокатку в первых пяти клетях чистовой группы и охлаждение на воздухе полос в промежутках между пятью клетями. Known and proposed technical solutions have the following common features. Both are hot rolling methods in a continuous broadband mill. Both provide for deformation in the finishing stand or group of stands at the highest possible temperature by increasing the temperature of the roll. In both, hot rolling is carried out in the first five stands of the finishing group and air cooling of the strips in the spaces between the five stands.

Отличия предложенного способа заключаются в том, что душирование полос применяют на входе в предпоследнюю клеть чистовой группы непрерывного широкополосного стана горячей прокатки. The differences of the proposed method are that the strip stripping is used at the entrance to the penultimate stand of the finishing group of a continuous broadband hot rolling mill.

Указанный отличительный признак проявляет во всей совокупности новые свойства, не присущие ему в известных совокупностях признаков и состоящие в повышении плотности мелкодисперсных включений фазы - ингибитора AIN, тем самым в улучшении магнитных свойств электротехнической анизотропной стали в состоянии поставки. Это свидетельствует о соответствии предложенного технического решения критерию "существенных отличий". The indicated distinctive feature in the aggregate exhibits new properties that are not inherent in it in the known sets of features and consist in increasing the density of finely dispersed phase inclusions - AIN inhibitor, thereby improving the magnetic properties of electrical anisotropic steel in the delivery state. This indicates that the proposed technical solution meets the criterion of "significant differences".

Анализ научно-технической и патентной литературы показал отсутствие отличительных признаков заявляемого технического решения с признаками известных способов. На основе этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень". Analysis of scientific, technical and patent literature showed the absence of distinctive features of the claimed technical solution with the signs of known methods. Based on this, it is concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения. The following is an embodiment of the invention that does not exclude other variations within the scope of the claims.

Пример. Горячую прокатку слябов после нагрева их в методических печах толкательного типа или печах с шагающими балками осуществляют в черновой группе клетей непрерывного широкополосного стана 2000; раскаты при транспортировке по промежуточному рольгангу до чистовой группы клетей охлаждают на воздухе; горячую прокатку проводят в первых пяти клетях чистовой группы с охлаждением на воздухе полос между пятью клетями; душирование полос применяют на входе в предпоследнюю клеть; прокатывают полосы в предпоследней и последней клетях чистовой группы; охлаждают прокатанные полосы на отводящем рольганге перед смоткой их в рулоны. Общий расход воды при душировании, регламентирующий скорость охлаждения поверхностных слоев полосы в предпоследнем межклетевом промежутке, устанавливают по зависимости:
Q = 12,15 х (326 - t_кп + 0,518; t₆ + 23,97 • h₁₂),
где Q - общий расход воды на охлаждение, м³/ч;
h₁₂ - толщина полосы за 12-ой (последней) клетью, мм;
t₆ - температура раската на входе в 6-ю клеть чистовой группы, ^oC;
t_кп - температура конца прокатки.Example. Hot rolling of the slabs after heating them in methodological furnaces of the pusher type or furnaces with walking beams is carried out in the rough group of stands of a continuous broadband mill 2000; peals during transportation along an intermediate roller table to the finishing group of stands are cooled in air; hot rolling is carried out in the first five stands of the finishing group with cooling in air of the bands between the five stands; strip scrubbing is used at the entrance to the penultimate stand; rolled strips in the penultimate and last stands of the finishing group; cool the rolled strips on the discharge roller table before reeling them into rolls. The total flow rate of water during showering, which regulates the cooling rate of the surface layers of the strip in the penultimate interstage gap, is determined by the dependence:
Q = 12.15 x (326 - t _kn + 0.518; t ₆ + 23.97 • h ₁₂ ),
where Q is the total cooling water flow, m ³ / h;
h ₁₂ is the thickness of the strip beyond the 12th (last) stand, mm;
t ₆ is the temperature of the roll at the entrance to the 6th stand of the finishing group, ^o C;
t _kn - the temperature of the end of rolling.

В таблице 1 приведены примеры осуществления изобретения с различными технологическими параметрами. Table 1 shows examples of the invention with various technological parameters.

В первом и втором примерах при горячей прокатке на конечные толщины 2,5 и 2,2 мм, а также в первом примере при прокатке на толщину 2,0 мм, потребуется чрезмерно большой расход воды при душировании в межклетевом промежутке, поэтому снижение до 870 - 860^oC задаваемой температуры конца прокатки нецелесообразно.In the first and second examples when hot rolling to a final thickness of 2.5 and 2.2 mm, as well as in the first example when rolling to a thickness of 2.0 mm, an excessively large flow rate of water will be required when showering in the inter-span gap, so a decrease to 870 - 860 ^o C the set temperature of the end of the rolling is impractical.

В примерах 6-10 с применением душирования в межклетевом промежутке достичь заданные температуры конца прокатки > 900^oC невозможно.In examples 6-10 with the use of showering in the inter-span gap to achieve the set temperature of the end of the rolling> 900 ^o C is impossible.

В оптимальных примерах 3 и 4 при горячей прокатке на конечные толщины 2,5; 2,2 и 2,0 мм, а также примере 2 (для горячей прокатки стали на толщину 2,0 мм), обеспечиваются наилучшие условия достижения технического эффекта. В случае запредельных значений заявляемого способа (примеры 1; 6-10) технический эффект не достигают. In optimal examples 3 and 4 during hot rolling to a final thickness of 2.5; 2.2 and 2.0 mm, as well as example 2 (for hot rolling of steel to a thickness of 2.0 mm), the best conditions for achieving a technical effect are provided. In the case of transcendental values of the proposed method (examples 1; 6-10), the technical effect is not achieved.

Технико-экономические преимущества предложенного способа заключаются в том, что применение изобретения позволяет повысить выход высших марок электротехнической анизотропной стали толщиной 0,30 - 0,27 мм на ~20% (табл. 2). Technical and economic advantages of the proposed method are that the use of the invention allows to increase the yield of higher grades of electrical anisotropic steel with a thickness of 0.30 - 0.27 mm by ~ 20% (table. 2).

Claims (1)

Способ горячей прокатки электротехнической анизотропной стали на непрерывном широкополосном стане, включающий в себя прокатку непрерывно-литых слябов в черновой группе клетей стана; охлаждение раската при транспортировке по рольгангу между черновой и чистовой группами клетей; горячую деформацию в клетях чистовой группы и воздушное охлаждение полосы в межклетевых промежутках; охлаждение горячекатаных полос на отводящем рольганге, отличающийся тем, что в предпоследнем межклетевом промежутке осуществляют охлаждение полосы водой, причем общий расход воды устанавливают по зависимости
Q = 12,15 х (326 - t_кп + 0,518 • t₆ + 23,97 • h₁₂),
где Q - общий расход воды на охлаждение, м³/ч;
h₁₂ - толщина полосы за 12-ой (последней) клетью, мм;
t₆ - температура раската на входе в 6-ю клеть чистовой группы, ^oC;
t_кп - температура конца прокатки, ^oC.The method of hot rolling of electrical anisotropic steel on a continuous broadband mill, which includes rolling continuously cast slabs in a rough group of mill stands; cooling of the roll during transportation along the rolling table between the roughing and finishing groups of the stand; hot deformation in the stands of the finishing group and air cooling of the strip in the intercellular spaces; cooling of the hot-rolled strips on the discharge roller table, characterized in that in the penultimate interstage gap, the strip is cooled with water, and the total water flow rate is determined by
Q = 12.15 x (326 - t _kn + 0.518 • t ₆ + 23.97 • h ₁₂ ),
where Q is the total cooling water flow, m ³ / h;
h ₁₂ is the thickness of the strip beyond the 12th (last) stand, mm;
t ₆ is the temperature of the roll at the entrance to the 6th stand of the finishing group, ^o C;
t _kn - the temperature of the end of rolling, ^o C.

Images