Химический состав (%) сталей 08г2мфб и 09г2фб

	Сталь	C	Mn	Si	S	P	Mo
1	08Г2МФБ	0,07-0,10	1,6-1,7	0,2-0,4	0,008	0,020	0,12-0,18
2	09Г2ФБ	0,08-0,11	1,45-1,65	0,15-0,30	0,008	0,020	-

	V	Nb	N	Al	Cr	Ni	Cu	Ti
1	0,04-0,08	0,03-0,05	0,01-0,014	0,02-0,05	0,03	0,5	0,03	-
2	0,05-0,08	0,02-0,04	-	0,02-0,05	0,03	0,5	0,03	0,01-0,035

Схема технологических операций и структурных изменений металла при контролируемой прокатке на стане 3600 показана на рис.23.

Прокатку в черновой клети проводят по продольно-поперечной схеме за 9-11 проходов с разбивкой ширины на толщину подката, равную примерно трехкратной толщине готового листа. = 950-1020С. Черновая прокатка сопровождается многократной рекристаллизацией металла с измельчением зерна аустенита. Кратность толщины подката при передаче в чистовую клеть для прокатки штрипсов толщиной до 30 мм составляет 3,5 от конечной его толщины, а при большей толщине – 3.

После черновой клети прокат охлаждают на воздухе без обдува с целью обеспечения после чистовой прокатки = 720-740С.

На второй стадии прокатки (в чистовой клети) рекристаллизация отсутствует, зерна аустенита приобретают вытянутую форму (см. рис.23). Прокатку в чистовой клети проводят за 6-8 проходов при _ = 60-70%. = 700-750С.

На второй стадии начинаются полиморфные превращения, деформация происходит в двухфазной зоне (феррит + аустенит).

Мелкодисперсность аустенита и феррита повышает прочностные свойства металла при достаточной его вязкости.

Рис.23. Схема технологических операций и структурных изменений металла при прокатке листов на стане 3600 ОАО «Азовсталь»

При наличии на ТЛС установки ускоренного охлаждения металла за чистовой клетью, температуру листов снижают до 550-650С, что уменьшает количество перлита и несколько повышает механические свойства. При дополнительном легировании стали молибденом, никелем и медью дополнительное охлаждение позволяет получить листы категории прочности Х100 (_В=700-850 МПа; _Т=688-700 МПа).

При дальнейшем замедленном охлаждении листов с 500 до 100С в стопе (термодиффузионная обработка металла) не менее 48-56 часов из него выделяется 40-50% водорода.

Впервые в СССР технология контролируемой прокатки была освоена на стане 3600 ОАО «Азовсталь» (1977 г), хотя проектом это предусмотрено не было.

Контролируемая прокатка листов на традиционных ТЛС сопровождается падением производительности прокатного стана на 30-40%.

В связи с этим в мире приступили к сооружению специализированных ТЛС. Таким станом в Украине стал стан 3000 ОАО «Мариупольский меткомбинат им.Ильича». Его упрощенная схема показана на рис.24.

Рис.24. Упрощенная схема расположения оборудования стана 3000: 1 – подводящий рольганг; 2 – нагревательная печь; 3 – подводящий рольганг; 4 – черновая клеть; 5 – участок охлаждения; 6 – промежуточный рольганг; 7 – чистовая клеть; 8 – охлаждающая установка; 9 – отводящий рольганг

Стан 3000 введен в эксплуатацию в 1985 г. Он предназначен по проекту для прокатки листов h =8-25 мм, b =1500-2700 мм. Исходная заготовка: слябы сечением 2003151250140025002800 мм, массой до 13 т из сталей типа (06-14) Г2САФБ. Обе клети кварто. D_р =1000 мм; D_оп =2100 мм; L_б =3000 мм. Максимальная сила прокатки 70 МН. Привод рабочих валков индивидуальный. Мощность каждого двигателя в черновой клети 8000 кВт, в чистовой – 11200 кВт.

Особенностью стана являются более мощные, чем на обычных ТЛС, клети и главный привод, наличие участка воздушного охлаждения (байпаса), а также охлаждающей установки за чистовой клетью. Байпас позволяет без потери производства охладить подкат после черновой прокатки до требуемой температуры без принудительного обдува. Скорость движения раската зависит от требуемой температуры начала прокатки в чистовой клети.

Охлаждающая установка длиной 22,5 м расположена на расстоянии 63,5 м от чистовой клети, имеет верхнее ламинарное охлаждение и коллекторное струйное охлаждение снизу. Скорость транспортировки листов в установке 0,34-3,6 м/с.

Режим обжатий при прокатке штрипса на стане 3000 приведен в табл.12.

Таблица 12

Режим обжатий при контролируемой прокатке штрипсов

из сталей типа 09Г2ФБ(БТ) на стане 3000

Клеть	Расположение раската	Проход	h0, мм	h1, мм	h, мм	, %
Сляб 300  1850 мм  лист 15,7  2192 мм
Кантовка
1		1	300	276	24	8
1		2	276	254	22	8
1		3	254	236	18	7,1
Кантовка
1	1	4	236	208	28	11,9
1	1	5	208	180	28	13,5
1	1	6	180	152	28	15,6
1	1	7	152	125	27	17,8
1	1	8	125	100	25	20
1	1	9	100	78	22	22
1	1	10	78	58	20	25,6
1	1	11	58	47	11	19
2	1	1	47	38	9	19,1
2	1	2	38	31	7	18,4
2	1	3	31	26	5	16,1
2	1	4	26	22	4	15,4
2	1	5	22	18,5	3,5	15,9
2	1	6	18,5	15,7	2,8	15,1
2	1	7	15,7	15,7	0	0
Сляб 300  1850 мм  лист 16,8  2192 мм
Кантовка
1		1	300	276	24	8
1		2	276	254	22	8
1		3	254	236	18	7,1
Кантовка
1	1	4	236	208	28	11,9
1	1	5	208	180	28	13,5
1	1	6	180	152	28	15,6
1	1	7	152	125	27	17,8
1	1	8	125	100	25	20
1	1	9	100	78	22	22
1	1	10	78	60	18	23,1
1	1	11	60	50	10	16,7
2	1	1	50	40	10	20
2	1	2	40	32,5	7,5	18,8
2	1	3	32,5	27,1	5,4	16,6
2	1	4	27,1	23,1	4	14,8
2	1	5	23,1	19,7	3,4	14,7
2	1	6	19,7	16,8	2,9	14,7
2	1	7	16,8	16,8	0	0
Сляб 300  1850 мм  лист 18,7  2192 мм
1	1	1	300	276	24	8
1	1	2	276	254	22	8
1	1	3	254	236	18	7,1
Кантовка
1		4	236	206	30	12,7
1		5	206	178	28	13,6
1		6	178	150	28	15,7
1		7	150	124	26	17,3
1		8	124	102	22	17,7
1		9	102	83	19	18,6
1		10	83	67	16	19,3
1		11	67	56	11	16,4
2		1	56	47	9	16,1
2		2	47	39	8	17
2		3	39	32	7	18
2		4	32	26	6	18,7
2		5	26	22	4	15,4
2		6	22	18,7	3,3	15
2		7	18,7	18,7	0	0
Сляб 300  1850 мм  лист 21,6  2192 мм
1	1	1	300	276	24	8
1	1	2	276	254	22	8
1	1	3	254	236	18	7,1
Кантовка
1		4	236	206	30	12,7
1		5	206	176	30	14,6
1		6	176	148	28	15,9
1		7	148	120	28	18,9
1		8	120	96	24	20
1		9	96	77	19	19,8
1		10	77	64	13	16,9
1		11	64	64	0	0
2		1	64	53	11	17,2
2		2	53	44	9	17
2		3	44	36,6	7,4	16,8
2		4	36,6	30,6	6	16,4
2		5	30,6	25,6	5	16,3
2		6	25,6	21,6	4	15,6
2		7	21,6	21,6	0	0

В Украине и России действует маркировка категорий и классов прочности трубных марок стали, показанная в табл.13.

Таблица 13

Сравнительная таблица механических свойств трубных сталей

различных категорий и классов прочности

Марка стали	Класс прочности по ГОСТ1)	Специфи-кация по API2)	Механические свойства
			σT		σB
			PSI	МПа	PSI	МПа
		A 25	25000	172	45000	310
		Grade A	30000	207	48000	331
		Grade B	35000	241	60000	413
Ст3	K38		36000	248	54000	372
		X42	42000	289	60000	413
		X46	46000	317	63000	434
12Г2С	K50		50000	345	70000	485
13ГС	K52		51000	353	74000	510
		X52	52000	358	66000	455
13ГС-У	K52		53000	363	74000	510
		X56	56000	386	71000	489
13Г1С-У	K55		58000	402	78000	539
		X60	60000	413	75000	517
09Г2ФБ	K56		61000	421	80000	550
10Г2ФБ	K60		64000	441	85000	588
		X65	65000	448	77000	530
10Г2ФБ	K60		67000	461	85000	588
03Г1Б		X70	70000	482	82000	565
08Г2ФБ	K65	X80	80000	551		620
08Г2БТ		X100	100000	688-700		700-850

¹⁾ За основу принято временное сопротивление разрыву, МПа.

²⁾ За основу принят предел текучести, тысяча фунтов на квадратный дюйм (PSI).

Мировые тенденции развития производства сварных труб и штрипсов для них – увеличение толщины стенки (штрипса), все более высокие показатели прочности и вязкости металла при низких температурах, коррозионная стойкость, хорошая свариваемость труб.

На рис.25 показана динамика развития технологии производства штрипсов.

Из рис.25 видно, что постепенно происходило снижение углерода в стали и увеличение числа легирующих элементов.

Рис.25. Динамика развития технологии производства и марочного состава штрипсов

Будущее за сталью категории прочности Х100. Химический состав этой стали: 0,06-0,08% С; 1,89-1,95% Mn; 0,26-0,35% Si; 0,15-0,28 Mo; 0,16-0,33% Ni; 0,20-0,22% Cu; 0,05% Nb; 0,015-0,018% Ti; 0,003-0,005% N; С_э=0,43-0,46 (как рассчитывается С_э см. ранее).

Сталь категории Х100 хорошо подвергается сварке, что объясняется снижением содержания в ней углерода.

Проектная мощность стана 3000 – 2,5 млн.т. По проекту рядом со зданием стана 3000 должно было быть создано отделение для «лечебной» термообработки листов, отбракованных по механическим свойствам. К 1991 г. было построено примерно 90% этого отделения и строительство было прекращено. К настоящему времени оборудование разворовано, что создало трудности при расширении сортамента стана. Начато освоение производства листов толщиной до 50 мм.