CN1016850B - 对不锈钢预先处理以便冷轧的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种生产冷轧不锈钢带材的方法和设备，包括对热轧不锈钢带材的预先处理，首先将热轧不锈钢带材进行退火和酸洗处理，接着在不施加轧机润滑剂条件下按照大于5%的压缩率进行冷轧。这种准备冷轧的预先处理方法和设备对生产高表面光亮度冷轧不锈钢带材是很有用的，可获得满意的质量和实现高效率。

Description

本发明一般涉及对不锈钢的预先处理，该不锈钢利用冷轧机轧制以生产出有高表面光亮度或光泽度的冷轧不锈钢。更具体地说，本发明涉及一种对热轧不锈钢进行预先处理、以便再通过冷轧加工获得有高表面光泽度的高质量冷轧不锈钢带材的方法和设备。

利用中间退火和酸洗的工艺方法进行预先处理是生产冷轧不锈钢带材的已知工艺方法。经预先处球的不锈钢带材利用工作辊直径为100mm或小些的森吉米尔轧机等等进行冷轧。在冷轧过程中对轧机供应轧机润滑剂。在冷轧之后，不锈钢带材进行最终退火和酸洗处理。其后，进行压缩量为0.5%至1.2%的表面光轧加工。

冷轧不锈钢通常可分为诸如SUS    430等的铁素体不锈钢类和诸如SUS    304等的奥氏体不锈钢类。众所周知，铁素体不锈钢带材通常用作结构件的衬里材料、家庭装备的表面材料和各种装饰性用具。为此，这种铁素体不锈钢带材在表面光轧加工之后必须具有满意的高表面光泽度或亮度。另一方面，奥氏体不锈钢带材由于比铁素体不锈钢带材具有更高的抗蚀性，它常用于厨房器具。这种奥氏体不锈钢带材通常在表面光轧加工之后要进行抛光。抛光加工之后，奥氏体不锈钢带材必须有满意的高表面光泽度或亮度。

为了获得满意的高表面光泽度或亮度，人们曾经提出过对铁素体不锈钢带材和奥氏体不锈钢带材的各种冷轧加工的提案。例如，日本专利第一次（未审）出版物（特开）昭和60-227904和昭和61-49705提出了对冷轧加工的改进建议，即对冷轧机中所使用的工作辊寻求最佳的直径 和表面粗糙度。另一方面，日本专利第一次出版物（特开）昭和58-56013建议对中间酸洗处理进行改进。另外，日本专利第一次出版物（特开）昭和59-107027建议在中间退火和酸洗处理之后增加研磨工序。

这些改进对于改善不锈钢带材的质量和提供高表面光泽度或亮度方面通常是有成效的。但是，这些先有提案在对诸如BA产品（BA    product）等要求表面光泽度或亮度非常高的产品提供满意的高表面光泽度或亮度方面不够满意。

同时，近年来有寻求高效率生产高表面亮度不锈钢带材的趋势。由于这种需要，有趋向使用比森吉米尔轧机具有更大工作辊直径的串列式冷轧机。这种具有增大直径工作辊的串列式轧机可取得更高的效率。也就是说，采用串列式轧机可使用单道轧制以显著减少加工时间，不锈钢带材要不然就要求在森吉米尔轧机中双向轧制。另外，在辊表面和不锈钢带表面之间可以加进大量的轧机润滑剂，以避免辊表面与带材表面的直接接触。这样就有降地阻止了带材的诸如热条纹之类的烧伤。

另一方面，在工作辊和带材的接合面之间加进大量的轧机润滑剂，就会造成控制带材表面粗糙度方面的困难。结果，轧制后的不锈钢带材的表面粗糙度变得非常之大。这明显降低不锈钢带材的表面亮度或光泽度。

为了改进串列式冷轧机在生产高表面亮度不锈钢带材时存在的这种缺点，有各种改进的建议，例如，日本专利第一次出版物（特开）昭和61-23720提出一种工艺方法，在冷轧之后进行退火和酸洗，其后再一次进行冷轧。另一方面，日本专利第一次出版物（特开）昭和61-49701，提出了一种冷轧工艺方法，其中，在采用大直径工作辊冷轧之后，接着进行采用小直径工作辊的冷轧。这些改进，对提高通过冷轧加工生产出来的不锈钢带材的表面质量是有成效的。但是，增加的步骤，即冷轧后的中间退火和酸洗，及用小直径工作辊的附加冷轧，都需要附加加工时 间，这就降低了效率。因为中间退火和酸洗，或者采用小直径工作辊的冷轧过程，与采用大直径工作辊的冷轧过程相比是在大大降低了的线速度之下进行的，生产效率的降低是显著的。

因此，本发明的目的是提供一种生产高表面亮度冷轧不锈钢带材的方法和设备，可获得满意的质量和高的效率。

本发明的另一个目的是提供一种对要进行冷轧加工的热轧不锈钢带材进行预先处理的方法和设备，可获得满意的质量和高效率。

为了实现上述的和其它的目的，本发明的生产冷轧不锈钢带材的方法包括对热轧不锈钢带材的预先处理，其中，热轧不锈钢带材首先进行退火和酸洗处理，接着在不施加轧机润滑剂的条件下按照大于5%的压缩量进行冷轧。

按照本发明的一个方面，一种对不锈钢带材进行预先处理、以便进行冷轧加工而生产出有高表面亮度不锈钢带材的方法，包括以下步骤：

对热轧不锈钢带材进行退火和酸洗;

接着在对轧机不施加润滑剂的情况下在该轧机中对已退火和酸洗过的不锈钢带材进行轧制。

按照本发明的另一个方面，一种对不锈钢带材进行预先处理、以便进行冷轧加工而生产出有高表面亮度不锈钢带材的设备，包括有对热轧不锈钢带材进行退火的装置和进行酸洗的装置，还包括有接受由酸洗装置处理过的不锈钢带材、其后在对轧机不施加润滑剂的情况下进行轧制的无润滑轧机装置。

轧制的压缩率最好大于5%。

从下文的详细说明和本发明最佳实施方案的附图，就可以对本发明有更全面的了解。但是不能将本发明限制于具体的实施方案，它只作为说明和便于理解之用。

附图图面说明如下：

图1不完全地示意表示对不锈钢带材进行预先处理、以便冷轧而生产高表面亮度不锈钢带材的设备的最佳实施方案;

图2是表示表面亮度相对于无润滑冷轧的压缩率变化的曲线图。

下面参考附图，特别是图1，一种对热轧带材进行预先处理、以便冷轧而生产出有高表面亮度或光泽度的冷轧不锈钢带材预先处理设备的最佳实施方案，通常包括中间退火和酸洗阶段1和无润滑轧制阶段。

中间退火和酸洗阶段1包含连续加热炉8和酸洗槽11。构成无润滑轧制阶段的无润滑轧机2设置在酸洗槽11的下游。该轧机可以是多机架串列式轧机，诸如两辊轧机、四辊轧机、六辊轧机、多辊式轧机，等等。虽然所示的实施方案在无润滑轧制阶段采用单个轧机，需要时可以采用多个轧机。无润滑轧制阶段所采用的轧机要求有控制形状的能力，以控制被轧制带材的平直度。

举例来说，如图1所示那样，卷绕在展卷筒4上的热轧不锈钢带卷3被轧出。热轧不锈钢带材的前端利用剪切装置5被切齐。然后借助于焊接装置6的焊接，将前端与前卷带材的尾端相连接，以形成连续带材。连续带材通过入口侧活套挑（looper）导入起退火炉作用的连续加热炉8中。热轧不锈钢带材在加热炉8中进行退火处理。退火后的带材，通过装置在紧接加热炉下游侧的冷却区9和去除带材表面氧化鳞皮用的机械除鳞装置10，向酸洗槽11送进。在酸洗槽11中，残留在不锈钢带材表面上的氧化鳞皮被完全除去。然后将不锈钢带材通过清洗和干燥装置12。

通过清洗和干燥装置12的不锈钢带材，通过出口侧活套挑（looper）13送进无润滑轧制阶段。在无润滑轧制阶段，有张紧辊14安装在无润滑轧机2的上游和下游位置上。无润滑轧机2的设计，可以按照大于5%的压缩率对不锈钢带材进行轧制。这样处理过的预先处理不锈钢带材16被卷绕在张力卷筒15上。

一般说来，为了在冷轧不锈钢带材产品上获得高表面亮度，降低表 面粗糙度是必不可少的。带材产品的表面粗糙度通常由经冷轧加工轧制出来的带材原材的表面粗糙度来决定。也就是说，经冷轧加工轧制出来的带材原材的表面粗糙度决定了冷轧不锈钢带材产品的质量。

在观测中，业已发现经冷轧加工后的不锈钢带材的表面粗糙度，保存了冷轧前的不锈钢带材原有的不均匀度，甚至在冷轧加工之后也仍然保留。目前，为了在不锈钢带材表面上提供满意的高表面亮度，由凸峰和凹底之间的表面高度差测量出来的平均表面粗糙度Ra必须是0.1μm或以下。在观测时还发现，不锈钢带材在酸洗之后的平均表面粗糙度Ra为2至4μm，这是因为不平度是由例如喷丸等机械除鳞加工、以及由酸洗槽11中诸如氮酸等酸类引起的腐蚀而造成的。

当这种带有较大表面粗糙度、即平均粗糙度Ra为2至4μm的不锈钢带材被直接送进到冷轧机中，在有润滑剂的情况下进行冷轧时，润滑剂就会聚集在不锈钢带材表面不平整的凹处内。聚集在凹处内的润滑剂随不锈钢带材一起到达带材表面与工作轧辊周面相接触的部位。这些保持在不锈钢带材凹处的润滑剂起阻止压缩的作用。因此，甚至在冷轧之后，虽然可获得小量的压缩，原来存在于通过酸洗处理的不锈钢带材表面上的不平度却可能基本上保持不变。表面上留下很大的不平度降低了不锈钢带材作为冷轧不锈钢带材产品的表面光亮度，从而降低了产品的质量。

从上述的观测中，已经发现，在将带材送进至冷轧工序之前，减小表面粗糙度是必不可少的。可以理解，减小表面粗糙度可以靠利用轧制来进行精加工或靠研磨加工来实现。为了利用研磨加工方法来充分减小表面粗糙度，就需要很长的加工时间，例如约为4至5小时。因此，靠研磨加工方法来减小表面粗糙度在实际上是不可行的。

因此，最好将减少不锈钢带材表面粗糙度的轧制加工放在将带材送进冷轧机之前进行，在减小表面粗糙度的轧制过程中，如果存在有轧机 润滑剂，它将干扰粗糙度的降低，和对冷轧时所讨论的情况一样。因此，对减小不锈钢带材表面粗糙度用的轧机最好不要加轧机润滑剂。另外，减小粗糙度的轧制加工的压缩率的选择要大于5%，以便满意地减小表面粗糙度。

减小粗糙度轧制的最佳压缩率值通过进行各种压缩率的轧制试验来测出。将经过无润滑轧机的试验性轧制带材通过有润滑剂的冷轧加工、最终退火、酸洗和表面光轧加工等进行加工。对经过上述加工所获得的带材的表面粗糙度的测量是按照日本工业标准（JIS）Z8741所规定的方法：“光亮度测量（GS    20°）”来进行的。测量结果示于图2的曲线图中。从图2中可以看到，在采用大直径工作辊的串列式轧机和采用小直径工作辊的森吉米尔轧机的两种轧制情况下，当压缩率小于或等于5%时，表面亮度几乎保持不变，而当压缩率超过5%时则显著增加。

不难理解，由于无润滑轧制使不锈钢带材表面和工作辊的圆周面之间可直接接触，从而就会引起带材表面的烧伤。为了避免不锈钢带材表面上可能形成的烧伤，需要控制线速度，使之尽量低。但是，由于无润滑轧制是在中间退火和酸洗阶段的出口侧、或者在串列式冷轧机的入口侧进行，无润滑轧机的低线速对冷轧机的线速、从而对轧制过程的效率不会有明显的影响。在所示的实施方案中，无润滑轧机是装置在中间退火和酸洗阶段1的出口侧。

下面介绍几个实例。

为了说明本发明所取得的优点，进行了各种试验。在试验中，具有如表1所示的宽度和厚度的不锈钢带材，按照如表2（A）、表2（B）、表3（A）和表3（B）所示的轧制条件进行无润滑轧制。在无润滑轧制之后，利用串列式轧机和森吉米尔轧机将带材进行冷轧。经冷轧的带材进行最终退火和酸洗处理，接着进行表面光轧处理。表3（A）和表3（B）中的奥氏体不锈钢带材，在表面光轧处理之后进行抛光。试验结果，铁素体不锈钢 带材的目测亮度在表2（A）和表（2（B）中表示，而奥氏体不锈钢带材的目侧亮度则在表3（B）中表示。表2（A）、表2（B）表3（A）和表3（B）所示的目测亮度等级，划分为五个等级，按从高等级至低等级的顺序分别为特等A、A、B、C和D级。也就是说，具有最高表面亮度等级的带材划为特等A级，而具有最低表面亮度等级的带材划为D级。

为了和按照本发明的工艺方法生产出来的带材的表面亮度进行比较，还进行了比较性试验。在比较性试验中，用不包括无润滑轧制步骤的传统工艺方法来生产出不锈钢带材。另外，还进行了其它的将无润滑轧制的压缩量降低至小于5%的各种比较性试验。这些比较性试验的结果也在表2（A）、表2（B）、表3（A）和表3（B）中表示。

从表2（A）、表2（B）、表3（A）和表3（B）所示的试验结果可以清楚地看出，按照本发明的工艺方法生产出来的不锈钢带材的表面亮度，比起比较性实例的表面亮度要高得多。按照本发明的工艺方法所得到的表面亮度等级，显示出与采用森吉米尔轧机进行冷轧而生产出来的带材有相同的质量，但是森吉米尔轧机的效率比本发明的工艺方法的效率要低得多。

虽然本发明是通过最佳实施方案来进行公开，以便有助于更好的理解本发明，应该理解，本发明可以按各种方法来实施，而不会脱离本发明的原理。因此，应该认为本发明包含对所示实施方案的各种改进的可能的实施方案。所示实施方案可以按照附加的权利要求书所规定的本发明的原理来实施。

Claims (4)

1、一种对不锈钢带材进行预先处理、以便进行冷轧加工而生产出有高表面亮度不锈钢带材的方法，包括对热轧不锈钢带材进行退火和酸洗的步骤，其特征在于所述方法还包括其后在对轧机不施加润滑剂的情况下在该轧机中对已退火和酸洗过的不锈钢带材进行轧制的步骤。

2、根据权利要求1所述的预先处理方法，其特征在于上述轧制的压缩率大于5%。

3、一种对不锈钢带材进行预先处理、以便进行冷轧加工而生产出有高表面亮度不锈钢带材的设备，包括：

对热轧不锈钢带材进行退火的退火装置;

对所述热轧不锈钢带材进行酸洗的装置;

其特征在于：

在所述酸洗装置下游设有用于接受由上述酸洗装置处理过的不锈钢带材、其后在对轧机不施加润滑剂的情况下进行轧制的无润滑轧机装置。

4、根据权利要求3所述的预先处理设备，其特征在于上述无润滑轧机装置按照大于5%的压缩率对上述不锈钢带材进行轧制。

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