Для проведения аттестации толстолистового продукции производства ЛПЦ-3000 комбинат располагает мощной испытательной базой. Изготовление образцов, проведение механических и технологических испытаний проката осуществляется в механической экспресс-лаборатории №2 ЦЛМК, данные об испытательном оборудовании которой указаны в таблице 6.1.
Таблица 6.1 Испытательное оборудование механической экспресс-
лаборатории №2 ЦЛМК
Тип оборудования | Кол-во штук. | Диапазон измерений |
Разрывные испытательные машины: | ||
EU-100 | 0 - 1000 кН | |
FP-100 | 0 - 1000 кН | |
EU-20 | 0 - 20 кН | |
EU-40 | 0 - 40 кН | |
Р-100 | 0 - 1000 кН | |
МИР-500К | 0 - 500 кН | |
KN1200Instron | 0 - 1200 кН | |
Копры маятниковые: | ||
2011КМ-30 | 20 - 240 Дж | |
2130КМ-03 | 20 - 240 Дж | |
ИО5003-03 | 20 - 240 Дж | |
Приборы для измерения твердости: | ||
по шкале Бринелля ТШ-2-М2109ТБ | 180 - 3000 кг | |
по шкале Роквелла ТК-14-250 | 60 - 150 кг | |
1. Все испытательное оборудование относится к классу 1 по EN 10002 2. Калибровка оборудования проводится 1 раз в год ЦЛМетр комбината |
Оборудование позволяет выполнять различные виды испытаний листового проката (таблица 6.2). Объем и методы испытаний регламентированы соответствующей нормативной документацией.
Таблица 6.2 Виды проводимых испытаний толстолистового проката
Наименование испытания | Стандарт |
Испытание на растяжение (в том числе при повышенных температурах) | ГОСТ 1497; ASTM A370; Правила судовых сертификационных обществ |
Испытания на твёрдость: - по методу Бринелля - по методу Роквелла | ГОСТ 9012, ASTM E10 ГОСТ 9013, ASTM E18 |
Испытание на ударный изгиб падающим грузом для определения количества вязкой составляющей в изломе образца | ГОСТ 30456; EN 10274 |
Испытания на холодный изгиб | ДСТУ ISO 7438 |
Испытание на ударный изгиб | ГОСТ 9454; ASTM A370; ASTM E23; EN 10045-1; Правила судовых сертификац. обществ |
Определение склонности к механическому старению по испытанию на ударный изгиб | ГОСТ 7268 |
Испытание на растяжение в направлении толщины (для проката толщиной 15 мм и более) | EN 10164; ГОСТ 28870 |
Оценка макроструктуры | ГОСТ 10243; ГОСТ 1577 |
Оценка микроструктуры | ГОСТ 8233; ГОСТ 5640 |
Оценка величины зерна стали | ASTM E112; ГОСТ 5639 |
Определение содержания неметалли-ческих включений в стали | ASTM E 45; ГОСТ 1778 |
Испытание падающим грузом для определения температуры перехода к нулевой пластичности (для проката толщиной 16 мм и более) | ASTM E208 |
Испытание на изгиб образца с наваренным валиком (для проката толщиной 30 мм и более) | SEP 1390 |
7. Требования к химическому составу и механическим свойствам для основных марок стали, производимых в ЛПЦ-3000
Таблица 7.1 Требования к трубным (штрипсовым) маркам стали
Наименование | НД на продукцию, марки стали | |||||||
14-1-3636 | 100МКИ* | 14-1- 4034 | 14-022 ВМЗ | 14-26ЧТПЗ | 14-1-4627 | |||
13ГС | 13Г1СУ | X70 (2) | 10Г2ФБ | К60 | К60-2 | 10Г2ФБЮ | ||
Углерод | 0,11-0,15 | 0,12 макс | 0,09- 0,12 | 0,10 макс | 0,14 | 0,09-0,12 | ||
Марганец | 1,15-1,45 | 1,25-1,55 | 1,70 макс | 1,55-1,75 | 1,75 макс | 1,85 | 1,55-1,75 | |
Кремний | 0,40-0,60 | 0,50 макс | 0,15-0,35 | 0,50 макс | 0,60 | 0,15-0,50 | ||
Сера, макс | 0,015 | 0,007 | 0,006 | 0,006 | 0,006 | 0,010 | 0,006 | |
Фосфор, макс | 0,025 | 0,020 | 0,020 | 0,020 | 0,015 | 0,020 | ||
Cr, Ni, Cu, макс | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,30 | 0,3 | 0,3 | ||
Алюминий | 0,02-0,05 | 0,02-0,05 | 0,02-0,05 | 0,02-0,05 | 0,02-0,05 | 0,02-0,05 | ||
Ванадий, макс | 0,08 | 0,09-0,12 | 0,12 макс | 0,08 | 0,08-0,12 | |||
Ниобий, макс | 0,03-0,06 | 0,02-0,04 | 0,10 макс | 0,08 | 0,02-0,05 | |||
Титан | 0,015-0,035 | 0,035 макс | 0,010-0,035 | 0,010-0,035 | 0,01-0,035 | 0,01-0,035 | ||
V+Nb+Ti, макс | 0,16 | 0,15 | 0,16 | |||||
Молибден, макс | 0,30 | 0,35 | 0,2 | - | ||||
Азот, макс | 0,010 | 0,010 | 0,010 | 0,010 | 0,010 | 0,010 | ||
СЭКВ, макс | 0,43 | 0,43 | 0,43 | 0,43 | 0,43 | 0,43 | ||
σт, МПа | 380- 500 | 410-530 | 500 мин | 460-580 | 490-590 | 480-580 | ||
σв,,МПа | 510-630 | 540-660 | 600-690 | 590-710 | 590-690 | 590-710 | ||
σт / σв | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | |
d5, % | ||||||||
d2, % | 29,5 | 28,5 | - | 26/25,5 (4) | 27/26 | |||
KCV, Дж/см2 Т-ра исп. 0С | -15 (3) | 98,1 -20 | -20 | -20 | -10 | -20 | Изм 2 -20 | |
KCU, Дж/см2 Т-ра исп. 0С | 49/59 -40 (1) | 49/59 -60 (1) | 78,4 -60 (1) | - 60 | 68,6 -60 | 68,6 -60 | -60 | -60 |
ИПГ, % Т-ра исп. 0С | -15 (3) | -20 (2) | - 20 | -20 | - | -20 |
Примечание: 1. KCU по ТУ 14-1-3636-96 для толщины:
· от 12 до 15 мм - 49 Дж/см2;
· св.15мм - 59 Дж/см2;
2. Испытания на растяжение производится на продольных образцах, на ударную вязкость и ИПГ – на поперечных.
3. По требованию потребителя испытания проводятся при температуре –200С.
4. d2 для листов толщиной 12,7мм и более - 26,5%; менее 12,7 мм – 25,5%.
Таблица 7.2 Требования к судовым маркам стали
Наименование | НД на продукцию, марки стали | |||||||
“Правила классификации и постройки морских судов”(РС), Норвежский Веритас (DNV), Американское бюро судоходства - ABS (АВ), Германский Ллойд (GL), Британский Ллойд (LR), Бюро Веритас – Франция (BV) | ||||||||
А | В | D | Е | А32,AH32 D32,DH32 Е32,EH32 | А36,AH36 D36,DH36 Е36,EH36 | А40,AH40 D40,DH40 Е40,EH40 | ||
Углерод, макс | 0,21 | 0,21 | 0,21 | 0,18 | 0,18 | |||
Марганец | 2,5 х С мин | 0,80 мин | 0,60 мин | 0,70 мин | 0,90- 1,60 | |||
Кремний, макс | 0,50 | 0,35 | 0,35 | 0,35 | 0,50 | |||
Сера, макс | 0,035 | 0,035 | ||||||
Фосфор, макс | 0,035 | 0,035 | ||||||
Хром, макс Никель, макс Медь, макс | 0,20 | |||||||
0,40 | ||||||||
0,35 | ||||||||
Алюминий, мин | - | 0,02 | 0,02 | 0,020 | ||||
Ванадий | 0,05 –0,10 | |||||||
Ниобий | 0,02 -0,05 | |||||||
Титан, макс | 0,02 | |||||||
V+Nb+Ti, макс | 0,12 | |||||||
Молибден,мак | 0,08 | |||||||
СЭ, макс | 0,36 | 0,38 | 0,40 | |||||
σт, МПа мин | ||||||||
σв, МПа | 400-520 | 440 –590 | 490 –620 | 510 –650 | ||||
d5, % мин | ||||||||
KCV, Дж/см2 Тем-ра испыт. | - | - 20 | - 40 | |||||
Примечание: 1 Температура испытаний на ударный изгиб для:
· А32, А36,А40 0 0С
· D32, D36, D40 -20 0С,
· Е32, Е36, Е40 -40 0С.
2 По ABS, DNV,LR для судовой стали марки D толщиной свыше 25 мм, марки Е и по ABS, DNV для судовой стали повышенной прочности минимальное содержание кремния 0,01%.
3 Минимальное содержание ванадия по Британскому Ллойду 0,03%.
4 Работа удара по ABS для марок АН32,DH32,ЕН32 - 34 Дж.
Таблица 7.3 Требования к маркам стали по ASTM
Наименование | НД на продукцию, марки стали | ||||||
А36/ А36 М | А 572/ А 572 М | А 516/ А 516 М | |||||
А36 | Марка 50 | Марка | Марка | Марка | Марка | ||
тип 1 | тип 2 | ||||||
Углерод, мах | £ 40 мм 0,25 > 40 мм 0,26 | 0,23 | Для толщины £ 12,5 мм | ||||
0,18 | 0,21 | 0,24 | 0,27 | ||||
Для толщины >12,5 мм | |||||||
0,20 | 0,23 | 0,26 | 0,28 | ||||
Марганец | Свыше 20 мм 0,80 -1,20 | макс 1,35 | Для толщины £12,5 мм | ||||
0,60-0,90 | 0,60-0,90 | 0,85-1,20 | 0,85-1,20 | ||||
Для толщины > 12,5 мм | |||||||
0,60-1,20 | 0,85-1,20 | 0,85-1,20 | 0,85-1,20 | ||||
Кремний | Для толщины £ 40 мм | 0,15-0,40 | |||||
0,40 макс | |||||||
Для толщины > 40 мм | |||||||
0,15-0,40 | |||||||
Сера, макс | 0,050 | 0,050 | 0,035 | ||||
Фосфор, макс | 0,050 | 0,040 | 0,035 | ||||
Хром, макс | - | 0,30 | |||||
Никель, макс | - | 0,40 | |||||
Медь, макс (если заказано) | 0,20 | 0,40 | |||||
Алюмин., мин | 0,02 | ||||||
Ванадий | 0,010-0,150 | ||||||
Ниобий | 0,005-0,050 | ||||||
σт, (МПа) мин | |||||||
σв, (МПа) | 400-550 | Мин 450 | 380-515 | 415-550 | 450-585 | 485-620 | |
d200, % | |||||||
d2, % | |||||||
KV, Дж Тем. испыт. 0С | По требованию потребителя | -51 | -51 | -51 | -46 |
Продолжение таблицы 7.3
Наименование | НД на продукцию, марки стали | |||||||||
А 283/ A 283M | А 285/ A 285M | А 573/ А 573М | ||||||||
A | B | C | D | A | B | C | Марка | Марка | Марка | |
Углерод, % макс | 0,14 | 0,17 | 0,27 | 0,17 | 0,22 | 0,28 | 0,23 | Для толщины £ 12,5 мм | ||
0,24 | 0,27 | |||||||||
Для толщины >12,5 мм – 40 мм | ||||||||||
0,26 | 0,28 | |||||||||
Марганец, % макс | 0,90 | 0,90 | 0,60- 0,90 | 0,85- 1,20 | 0,85- 1,20 | |||||
Кремний, % макс | Для толщины £ 40 мм | - | 0,10- 0,35 | 0,15-0,40 | 0,15-0,40 | |||||
0,40 | ||||||||||
Для толщины > 40 мм | ||||||||||
0,15 – 0,40 | ||||||||||
Сера, % макс | 0,04 | 0,035 | 0,040 | |||||||
Фосфор, % макс | 0,035 | 0,035 | 0,035 | |||||||
Медь, % макс (если заказано) | 0,20 | - | - | |||||||
σт, (МПа) мин | ||||||||||
σв, (МПа) | 310-415 | 345-450 | 380- | 415-550 | 310-450 | 345-485 | 380-515 | 400-490 | 450- | 485- |
d200, % | ||||||||||
d2, % | ||||||||||
Ударные испытания образцов с V-образным надрезом по требованию заказчика |
Таблица 7.4 Требования к маркам стали по EN 10025-2:2004
Наименование | НД на продукцию, марки стали | |||||||||||||
S235 | S275 | S355 | ||||||||||||
JR | JO | J2 | JR | JO | J2 | JR | JO | J2 | K2 | |||||
Углерод, % макс | £16 мм 16-40 мм >40 мм | 0.17 0,17 0,20 | 0,17 0.17 0.17 | 0,17 0,17 0.17 | 0.21 0,21 0,21 | 0,18 0,18 0,18 | 0,18 0,18 0,18 | 0,24 0,24 0,24 | 0,20 0,20 0,22 | 0,20 0,20 0,22 | 0,20 0,20 0,22 | |||
Марганец, %макс | 1,40 | 1,40 | 1,40 | 1,50 | 1,50 | 1,50 | 1,60 | 1,60 | 1,60 | 1,60 | ||||
Кремний, % макс | - | - | - | - | - | - | 0,55 | 0,55 | 0,55 | 0,55 | ||||
Сера, % макс | 0,035 | 0,030 | 0,025 | 0,035 | 0,030 | 0,025 | 0,035 | 0,030 | 0,025 | 0,025 | ||||
Фосфор, % макс | 0,035 | 0,030 | 0,025 | 0,035 | 0,030 | 0,025 | 0,035 | 0,030 | 0,025 | 0,025 | ||||
Азот, %, макс | 0,012 | 0,012 | - | 0,012 | 0,012 | - | 0,012 | 0,012 | - | - | ||||
sт, МПа | £16 мм 16-40 мм >40 мм | |||||||||||||
sв, МПа | 360 - 510 | 410 – 560 | 470 - 630 | |||||||||||
d5, % мин £40 мм >40 мм | ||||||||||||||
KV, Дж мин | - | 0оС | -20оС | - | 0оС | -20оС | - | 0оС | -20оС | -20оС | ||||
Таблица 7.5 Требования к маркам стали по DIN 17100
Наименование | НД на продукцию, марки стали | ||||||
St37-2 | RSt37-2 | RRSt37-3 | RSt44-2 | RRSt44-3 | RRSt52-3 | ||
Углерод, макс | £ 16мм >16 £ 30 мм >30 £ 40 мм >40 мм | 0,17 0,20 0,20 0,20 | 0,17 0,17 0,17 0,20 | 0,17 0,17 0,17 0,17 | 0,21 0,21 0,21 0,22 | 0,20 0,20 0,20 0,20 | 0,20 0,20 0,22 0,22 |
Марганец, макс | - | 1,60 | |||||
Кремний, макс | - | 0,55 | |||||
Сера, макс | 0,050 | 0,050 | 0,040 | 0,050 | 0,040 | 0,040 | |
Фосфор, макс | 0,050 | 0,050 | 0,040 | 0,050 | 0,040 | 0,040 | |
Алюминий, мин | - | - | 0,02 | - | 0,02 | 0,02 | |
Азот, макс | 0,009 | 0,009 | - | 0,009 | - | - | |
σт, мин, МПа. | £ 16 мм | ||||||
>16 £ 40 мм | |||||||
> 40 мм | |||||||
σв, (МПа) | 340-470 | 340-470 | 340-470 | 410-540 | 410-540 | 490-630 | |
d5, % | £ 40 мм | ||||||
> 40 мм | |||||||
KV - 20, Дж | |||||||
Изгиб (1200 ) | d=3,5а | d=2а | d=1,5а | d=3а | d=3а | d=3а |
Таблица 7.6 Требования к маркам стали по JIS G
Наименование | НД на продукцию, марки стали | |||||||
JIS G 3101 | JIS G 3106 | |||||||
SS 400 | SS490 | SM400A | SM400В | SM400С | SM490A | SM490В | SM490С | |
Углерод, макс | - | - | 0,23 | 0,20 | 0,18 | 0,20 | 0,18 | 0,18 |
Марганец | - | - | Мин 2,5хС | 0,60- 1,40 | Макс 1,40 | Макс 1,60 | Макс 1,60 | Макс 1,60 |
Кремний, макс | - | - | - | 0,35 | 0,35 | 0,55 | 0,55 | 0,55 |
Сера, макс | 0,050 | 0,035 | ||||||
Фосфор, макс | 0,050 | 0,035 | ||||||
σт, МПа | £ 16мм св. 16 до 40 ³ 40 мм | |||||||
σв, (МПа) | 400-510 | 490-610 | 400 – 510 | 490 - 610 | ||||
d200, % | £ 16мм св. 16 до 40 | |||||||
d2, % | > 40 мм (цилиндр.) | |||||||
KV, Дж/см2 мин Тем-ра испыт.0С | - | - | - | - |
Таблица 7.7 Требования к маркам стали по Отечественным стандартам
Наименование | НД на продукцию, марки стали | |||||||
ГОСТ 19281 | ГОСТ 14637 | |||||||
09Г2С | 10ХСНД | Ст3сп | ||||||
Углерод, макс или в пределах | 0,12 | 0,12 | 0,14-0,22 | |||||
Марганец | 1,3-1,7 | 0,5-0,8 | 0,40-0,65 | |||||
Кремний | 0,5-0,8 | 0,8–1,1 | 0,15-0,30 | |||||
Сера, макс | 0,040 | 0,040 | 0,050 | |||||
Фосфор, макс | 0,035 | 0,035 | 0,040 | |||||
Хром, макс или в пределах | 0,30 | 0,6-0,9 | 0,30 | |||||
Никель, макс или в пределах | 0,30 | 0,5-0,8 | 0,30 | |||||
Медь, макс или в пределах | 0,30 | 0,4-0,6 | 0,30 | |||||
Класс прочности | 265 | 295 | 325 | 345 | 390 | |||
σт, (МПа), мин | ≤ 20 мм | |||||||
>20…40 | ||||||||
>40 мм | ||||||||
σв, (МПа), мин | 370-480 | |||||||
d5, % | ≤ 20 мм | |||||||
>20…40 | ||||||||
>40 мм | ||||||||
Класс прочности: 09Г2С для толщин 6-50 мм 265-325, для толщин 6-32 мм 345;
10ХСНД для толщин 6-50 мм 325, для толщин 6-32 мм 345-390.
По ГОСТ 19281 возможна поставка категорий 1-15, по ГОСТ 14637 категорий 1-5.
8. Пр оизводственные, технические и технологические ограничения
В данном разделе приведены основные ограничения, связанные с возможностями производства продукции в ЛПЦ-3000, которые могут влиять на объемы производства и качество выпускаемой продукции:
1) по объемам зачистки слябов – из-за отсутствия механизированного оборудования для огневой зачистки слябов выполнение сплошной зачистки поверхностных дефектов всех слябов невозможна, поэтому применяется только выборочная зачистка ручным способом змейкой или конвертом не более 10 % от объема поступивших слябов (оговорена пробная зачистка поверхности первого и последнего сляба-крата каждой плавки вне зависимости от назначения проката, при этом в случае выявления дефектов светлению подлежат все слябы данной плавки, а выявленные дефекты зачищают). При поставке слябов с других предприятий необходимо, чтобы слябы были пригодными к посаду в нагревательные печи без зачистки поверхности;
2) по толщине листов (прокат вне первоначального сортамента стана)
- прокат толщиной менее 8 мм (т.н. "тонкий прокат") - имеет ряд проблем, таких как: возможность производства только из слябов МНЛЗ-3 малой массы толщиной 150 и 200 мм, значительная длина раската (40-60 м), требуется специальная подработка валков, др. (рекомендуется доля листов такого сортамента не более 5 % от общего производства);
- прокат толщиной 33-50 мм (т.н. "плиты") – производится по специальной технологии по следующим причинам: малая длина подката не позволяет существующей АСУ ТП достоверно выдавать температуру и вести процесс прокатки, при прокатке высокопрочных марок стали происходит лыжеобразование раскатов, что, из-за отсутствия оборудования для правки проката таких толщин, приводит к невыполнению требований по плоскостности, имеет место нестабильность механических свойств из-за низкой суммарной деформации в чистовой клети, др. (рекомендуется доля листов такого сортамента не более 14000 тонн в месяц);
3) по ширине листов – прокат шириной менее 2000 мм ограничивает производительность стана из-за неполного использования длины бочки валков (рекомендуется доля листов такого сортамента не более 15 % от общего производства);
4) по длине листов – обычно принимается в диапазоне 6,0-12,0 м, однако при длине менее 7500 мм существенно снижается производительность агрегатов резки (рекомендуется доля листов такого сортамента не более 20 % от общего производства), а при длине свыше 12 м требуется использование специальных ж/д длинномерных платформ и применение дополнительных траверс при крановых операциях в цехе (рекомендуется доля листов такого сортамента не более 5 % от общего производства);
5) по сочетанию размерного сортамента – возможность производства проката размерами h x b = ¨менее 8 мм¨ х ¨менее 2000 мм¨ и ¨менее 12 мм¨ х ¨более 2500 мм¨ ограничена, т.к. требуется особо тщательная подработка или специальная профилировка валков (рекомендуется доля листов такого сортамента не более 2 % от общего производства и только как небольшая часть крупного заказа базовых размеров);
6) по марочному сортаменту – имеется существенная отсортировка по механическим свойствам плит высокопрочных марок ответственного назначения, в частности, с требованиями по работе удара KV при температуре испытаний –40 оС и ниже (это судосталь марок Е и ЕН36, марки по Евронормам категории NL, марки по ASTM A20 с доп. требованиями по KV);
7) неудовлетворительное состояние установки ускоренного (ламинарного) охлаждения - приводит к нестабильности механических свойств и снижению выхода годного при производстве штрипсового проката. В настоящее время, для производства штрипсового проката класса прочности К60 и выше толщиной 14 мм и более, необходимо приобретение и освоение новой установки ускоренного охлаждения которая позволит охлаждать раскаты со скоростью до 100°С/сек;
8) неудовлетворительное состояние машины горячей правки (РПМ №1) – по конструктивным причинам не позволяет править плиты, поэтому для проката толщиной более 32 мм возможно выполнение требований не жестче класса N (т.е. нормальной плоскостности по EN 10029), а для проката меньших толщин с требованиями по особо высокой плоскостности (ПО по ГОСТ 19903), класс S по EN 10029 требуется согласование со специалистами комбината;
9) по объемам применения ПФО – участки противофлокеновой обработки имеют ограниченную площадь, складирование металла производится только с помощью кранов, прокат после вылеживания возвращается в текущий поток, в связи с этим объемы проката с требованиями по УЗК жестче 3 класса по ГОСТ 22727-88 могут составлять не более 25 тыс. т в месяц.