CN103506381A - 一种改善铁素体不锈钢表面起皱问题的轧制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改善铁素体不锈钢表面起皱问题的轧制方法，所述轧制方法包括如下步骤：1）冶炼、浇铸成铸坯；2）对铸坯进行热轧处理；其特征在于，所述轧制方法还包括如下步骤：3）单道次冷轧；4）中间退火酸洗；5）将步骤4）退火处理后得到的板带用240号砂皮打磨；6）冷轧；7）最终退火酸洗。所述轧制方法采用“单道次冷轧＋中间退火后的粗磨＋选择不同粗糙度的冷轧辊冷轧”，对改善中铬系纯铁素体不锈钢2B表面的起皱性较为有效。

Description

一种改善铁素体不锈钢表面起皱问题的轧制方法

技术领域

本发明涉及一种轧制方法，具体地，涉及一种改善铁素体不锈钢表面起皱问题的轧制方法，主要适用于改善含铬16%~20%、C+N≤250ppm的中铬系铁素体不锈钢SUS444等表面起皱问题。

背景技术

含铬16%~20%且C+N≤250ppm的中铬纯铁素体（含少量稳定化元素）如SUS444等不锈钢一般不含镍或仅含少量镍，是一种节镍型不锈钢，不仅具有较好的耐氯化物应力腐蚀、耐点腐蚀、耐缝隙腐蚀等局部腐蚀的性能，而且与奥氏体不锈钢相比，其冷加工硬化倾向低，导热系数大，线膨胀系数小，具有优良的耐应力腐蚀能力，在水处理行业、汽车工业、房屋建筑、石化和环保等领域有着广泛的应用和广阔的发展前景。

一方面，国内外新建的不锈钢热连退酸洗机组配置在线轧机，主要是基于生产奥氏体不锈钢，由于奥氏体不锈钢在线轧制后的退火工艺与未在线轧制的退火工艺基本一致，且材料本身不存在表面起皱问题差的问题，因此热处理工艺等对材料的表面性能影响不大。另一方面，含铬16%~20%且C+N≤250ppm的中铬系纯铁素体（含少量稳定化元素）如牌号为SUS444等不锈钢在热退酸洗线不轧制直接进连续退火炉退火处理，因在连退炉高温下快速加热和冷却，晶粒回复和长大不太均匀和充分，从而影响了该类中铬系纯铁素体不锈钢（厚度≥1.0mm）材料，在后续生产过程中容易出现起皱缺陷。其三，传统的SUS444等中铬纯铁素体（含少量稳定化元素）的不锈钢，热退酸洗后采用二十辊或多辊单机架传统冷轧工艺（多道往复式轧制），再经冷轧带钢退火酸洗线（CAPL）机组热处理酸洗，机组出口检验时带钢表面的起皱现象比较明显，特别是压缩比小、截面尺寸偏厚的（厚度≥1.0mm）中铬系纯铁素体不锈钢的表面。

为解决上述存在的问题，目前国内主要存在如下专利文献：

中国专利号98801478.5公开了“深冲性和耐皱纹状变形性良好的铁素体不锈钢及其制造方法”和200410046247.3公开了“具有优良成形性的铁素体不锈钢板及其生产方法”，以上专利主要通过在铁素体不锈钢里添加稳定化元素Ti和Nb或复合添加V等元素，来促进TiN等沉淀析出，且按Ti与N一定的乘积配比控制；除了添加Ti外，第一个专利还强调了热轧要求950℃～1170℃范围的热加工工艺；第二个专利则强调了热终轧温度在800℃以下的热轧工艺控制，以及450℃～1080℃的退火生产工艺，最终完成成形性和起皱性良好的铁素体不锈钢冷轧成品。而200910048291.0专利“一种抗皱性良好的铁素体不锈钢及生产方法”主要针对含Mo且利用Nb单稳定化处理的超纯铁素体不锈钢，再通过降低热轧终轧温度，提高热连退温度＋传统冷轧工艺，改善或部分解决超纯铁素体不锈钢的起皱现象。然而，通过如上所提供的方法，对于含铬16%~20%、C+N≤250ppm的中铬系铁素体不锈钢SUS444等效果并不明显。

发明内容

为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种能改善含铬16%~20%且C+N≤250ppm的中铬系如SUS444等纯铁素体不锈钢冷轧2B板表面起皱问题的轧制方法。所述轧制方法采用“单道次冷轧＋中间退火后的粗磨＋选择不同粗糙度的冷轧辊冷轧”，对改善中铬系纯铁素体不锈钢2B表面的起皱性较为有效。

为达到上述目的，本发明主要采用如下技术方案：

一种改善铁素体不锈钢表面起皱问题的轧制方法，所述轧制方法包括如下步骤：

1）、冶炼、浇铸成铸坯；

2）、对铸坯进行热轧处理；

其特征在于，所述轧制方法还包括如下步骤：

3）、单道次冷轧：将热轧处理后得到的板带进行单道次冷轧，冷轧压下率为15%~30%；

4）、中间退火酸洗：将冷轧处理后的板带进行退火，退火温度为950℃~1050℃，保温时间≤1min；

5）、将步骤4）退火处理后得到的板带用240号砂皮打磨；

6）、冷轧：将打磨后的板带进行冷轧处理，冷轧压下率为51%~71%；

7）、最终退火酸洗：将步骤6）冷轧处理后得到的板带进行退火处理，所述退火温度为900℃~1020℃，保温时间≤1min。

根据本发明所提供的一种改善铁素体不锈钢表面起皱问题的轧制方法，采用的是，所述铁素体不锈钢为含铬16%~20%、C+N≤250ppm的中铬系铁素体不锈钢。

根据本发明所提供的一种改善铁素体不锈钢表面起皱问题的轧制方法，采用的是，步骤6）中的冷轧为5道次冷轧。

根据本发明所提供的一种改善铁素体不锈钢表面起皱问题的轧制方法，采用的是，所述5道次冷轧中，第一道次和第二道次轧辊粗糙度为1.0μm，所述5道次冷轧中，第一道次和第二道次轧辊粗糙度为1.0μm，第三道次~第五道次轧辊粗糙度为0.4μm~0.7μm。

根据本发明所提供的一种改善铁素体不锈钢表面起皱问题的轧制方法，采用的是，所述第三道次轧辊粗糙度为0.7μm，第四道次轧辊粗糙度为0.5μm，第五道次轧辊粗糙度为0.4μm。

根据本发明所提供的一种改善铁素体不锈钢表面起皱问题的轧制方法，采用的是，所述步骤5）中用240号砂皮对板带打磨。

本发明的有益效果在于：

（1）、在热轧后，先对板带进行单道次冷轧，然后再进行退火处理，与传统的热轧后直接退火处理相比，可使有效剥离热轧后板带表面的氧化铁皮，又可得到比较均匀一致的（从板带表层到芯部）晶粒度，为后续冷轧创造条件；

（2）、通过240号砂皮的打磨处理，消除了板带表面色差或部分表面缺陷；

（3）、打磨后的冷轧处理，使得板带表面变形起皱缺陷通过轧辊的粗糙度变化得到改善；

（4）、最终退火酸洗处理，退火温度比常规退火处理低0~50℃，使铁素体不锈钢表面起皱现象得到进一步改善。

附图说明

图1为传统轧制工艺中热轧后直接退火处理后的板带表面晶粒度示意图。

图2为本发明提供的一种改善铁素体不锈钢表面起皱问题的轧制方法中热轧后先进性单道次冷轧再退火处理的板带表面晶粒度示意图。

图3为采用传统轧制工艺得到的SUS444表面示意图。

图4为采用本发明提供的一种改善铁素体不锈钢表面起皱问题的轧制方法得到的SUS444表面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的一种改善铁素体不锈钢表面起皱问题的轧制方法作进一步的解释说明。

本发明提供的一种改善铁素体不锈钢表面起皱问题的轧制方法包括如下步骤：

所述铁素体不锈钢为含铬16%~20%、C+N≤250ppm的中铬系铁素体不锈钢。

1）、冶炼、浇铸成铸坯；

2）、对铸坯进行热轧处理；

3）、单道次冷轧：将热轧处理后得到的板带进行单道次冷轧，冷轧压下率为15%~30%；

4）、中间退火酸洗：将冷轧处理后的板带进行退火，退火温度为950℃~1050℃，保温时间≤1min；

由于之前的单道次冷轧是退火酸洗前带氧化铁皮的轧制，前工序热轧的氧化铁皮（铁鳞）直接单道次冷轧会使部分铁鳞压入较软的中铬纯铁素体444的表面，深浅不一氧化铁皮斑迹造成表面色泽不均，且浅表层的一些内在缺陷（氧咬、辊迹等）通过单道次冷轧会裸露出来这是其一；其二，对于2B板表面的起皱、条带状色差还与冷轧精轧之前的材料表面状态有关，砂皮打磨其实就是把原材料（中间退火酸洗后）的表面粗糙度均匀化，为成品表面创造条件，故必须在热处理退火酸洗之后、五连轧冷轧精轧之前，进行240号砂皮打磨处理，清除这些压入的铁鳞和裸露的缺陷以及使原料表面粗糙度或色泽均匀化。反之，不打磨这些缺陷就会遗传到下工序，冷轧、退火、酸洗后起皱、色差等条带状缺陷无法消除。

其中，热轧处理后的板带表面带有黑皮（即氧化铁皮），将6片板带分为一组，进行单道次冷轧，即模拟热轧黑皮卷（即热轧处理后得到的板带）在热退酸洗线的S6轧机单道次冷轧和再结晶高温连续退火，使铁素体不锈钢材料的内部组织，经过热轧和单道次冷轧积蓄的变形储能在高温退火时迅速地释放，使材料再结晶回复的同时也有形核，形核就是指：大的晶粒边上长出小晶粒，中铬纯铁素体不锈钢的材料特性一般不容易长出小晶粒，所以必须给它足够的变形储能促成它长出小晶粒，这主要得益于冷轧单道次大压下不超过15%~30%变形率对板带组织内部晶粒的碾压作用，使板带表面氧化铁皮与板带机体的结合力下降，有利于退火后的酸洗。

同时，热轧后先经过单道次冷轧，再进行退火酸洗处理，相比于传统的热轧后直接退火酸洗处理而言，能够得到比较均匀一致的（从表层到芯部）晶粒度或组织，为后续冷轧创造条件，参见图1和图2。

5）、将步骤4）退火处理后得到的板带用240号砂皮打磨；目的在于消除板带表面的色差和部分缺陷。所述部分缺陷指压入的铁鳞、氧咬、辊迹和不均匀的氧化铁皮斑迹等。

6）、冷轧：将打磨后的板带进行冷轧处理，冷轧压下率为51%~71%；其中，所述冷轧为5道次冷轧，于所述5道次冷轧中，第一道次和第二道次轧辊粗糙度为1.0μm，第三道次轧辊粗糙度为0.7μm，第四道次轧辊粗糙度为0.5μm，第五道次轧辊粗糙度为0.4μm。通过如此设置，使铁素体不锈钢表面变形（纹路）起皱性缺陷通过轧辊的粗糙度变化得到改善，同时在连续变形过程中因材料晶粒来不及部分回复，使得冷变形储能远高于传统的往复轧制的单机架轧制，同时，由于道次间隙短，容易储存变形能量，有利于后续冷连续退火后获得表层和芯部晶粒度均匀的材料组织。

7）、最终退火酸洗：将步骤6）冷轧处理后得到的板带进行退火处理，所述退火温度为900℃~1020℃，保温时间≤1min。其中，退火温度要比常规的退火温度低0~50℃。

实施例

下面给出本发明提供的一种改善铁素体不锈钢表面起皱问题的轧制方法的实施例。

以下是针对不同厚度进行试验验证的实施例主要工艺参数，这些试验实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。

表三 实施例1-4的工艺参数及起皱检测Pt

实施例	1	2	3	4
					热轧来料试样厚度（mm）	6.0	6.0	5.5	5
单道次轧后厚度（mm）	5.1	4.9	4.2	3.5
					单道次压下率（％）	15	18.33	23.64	30
中间退火温度（℃）	1020	1050	1000	950
					保温时间(min/mm)	1	0.8	0.6	0.5
240号砂皮	打磨	打磨	打磨	打磨
					5道次累计压下率（%）	50.98	59.18	64.28	71.42
最终退火温度（℃）	1020	1000	950	900
					成品厚度（mm）	2.5	2.0	1.5	1.0
表面Pt（μm）	2.10	2.02	1.27	1.18

从以上试验的实施例试样工艺参数和起皱检测数据可以看出，越是偏厚的冷轧板因为压缩比（热轧来料试样厚度与成品厚度的比值）较小，起皱检测值就偏大一些，随着压缩比的加大偏薄规格的带钢起皱性能改善较为明显，所以说增加总的压缩比，对偏厚规格的纯铁素体不锈钢也是很重要的一个方面，但是铁素体不锈钢的原料厚度还受焊接、韧脆转变温度等因素的综合影响，黑皮卷的原料厚度增加空间极为有限，所以偏厚规格的铁素体不锈钢冷轧，采用本发明工艺“单道次冷轧＋中间退火后的粗磨＋选择不同粗糙度的冷轧辊冷轧”，对改善中铬系纯铁素体不锈钢2B表面的起皱性特别有效。

下面给出采用本发明提供的一种改善铁素体不锈钢表面起皱问题的轧制方法与传统轧制工艺的铁素体不锈钢主要参数和起皱检测数据对比。

表一：本发明采用轧制方法各阶段主要试验参数和起皱检测数据

表二：传统工艺生产的2B板主要参数和起皱检测数据

从表一本技术试验的2B板起皱性能检测结果平均值为1.83μm，对比表二用传统工艺生产的中铬SUS444纯铁素体不锈钢起皱性能检测结果平均值2.57μm，结果显示：本发明工艺试验的铁素体不锈钢起皱性能比传统工艺得到明显改善。

采用本发明的试验工艺，即模拟（在热退酸洗线上S6轧机单道次轧制再连续退火酸洗）带氧化铁皮试样一道次冷轧和退火酸洗+240号砂皮对所得试样打磨（模拟修磨机组粗磨消除局部色差）+采用不同粗糙度的轧辊进行5道次冷轧变形（模拟五连轧轧制）+冷退酸洗，所获得的试样，即含铬16%~20%且C+N≤250ppm的中铬含少量稳定化元素的纯铁素体不锈钢如SUS444，且厚度范围在1.0~3.0mm的冷轧2B板，不仅具有较好产品耐蚀性能，而且表面质量特别是起皱性能得到明显改善。本发明相对于传统的SUS444铁素体不锈钢2B产品，虽然表面粗糙度略有增大，但是按本发明试制的SUS444铁素体不锈钢材料明显缩小了表层与中性层晶粒度的差异，使宏观表面的起皱性能得到改良，通过图3和图4即可看出宏观起皱性的差异。

Claims (6)

1.一种改善铁素体不锈钢表面起皱问题的轧制方法，所述轧制方法包括如下步骤：

1）、冶炼、浇铸成铸坯；

2）、对铸坯进行热轧处理；

其特征在于，所述轧制方法还包括如下步骤：

3）、单道次冷轧：将热轧处理后得到的板带进行单道次冷轧，冷轧压下率为15%~30%；

4）、中间退火酸洗：将冷轧处理后的板带进行退火，退火温度为950℃~1050℃，保温时间≤1min；

5）、将步骤4）退火处理后得到的板带打磨；

6）、冷轧：将打磨后的板带进行冷轧处理，冷轧压下率为51%~71%；

7）、最终退火酸洗：将步骤6）冷轧处理后得到的板带进行退火处理，所述退火温度为900℃~1020℃，保温时间≤1min。

2.根据权利要求1所述的一种改善铁素体不锈钢表面起皱问题的轧制方法，其特征在于所述铁素体不锈钢为含铬16%~20%、C+N≤250ppm的中铬系铁素体不锈钢。

3.根据权利要求1所述的一种改善铁素体不锈钢表面起皱问题的轧制方法，其特征在于步骤6）中的冷轧为5道次冷轧。

4.根据权利要求3所述的一种改善铁素体不锈钢表面起皱问题的轧制方法，其特征在于所述5道次冷轧中，第一道次和第二道次轧辊粗糙度为1.0μm，第三道次~第五道次轧辊粗糙度为0.4μm~0.7μm。

5.根据权利要求4所述的一种改善铁素体不锈钢表面起皱问题的轧制方法，其特征在于所述第三道次轧辊粗糙度为0.7μm，第四道次轧辊粗糙度为0.5μm，第五道次轧辊粗糙度为0.4μm。

6.根据权利要求1所述的一种改善铁素体不锈钢表面起皱问题的轧制方法，其特征在于所述步骤5）中用240号砂皮对板带打磨。

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