CN104032108B - 一种双相不锈钢热轧卷的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双相不锈钢热轧卷的生产方法，包括冶炼、连铸、板坯修磨、板坯串联式加热、高压水除鳞、粗轧、炉卷轧机轧制、卷曲等步骤，通过将钢中S含量控制在0.0007％以下、Creq/Nieq控制在1.92-1.97、板坯等轴晶率控制在80％以上，结合现场实际确定合理的板坯长度和板坯加热温度，采用板坯高压水除鳞除一道次、粗轧机架不除鳞工艺，特别是控制热轧炉卷轧机开轧温度，生产的不锈钢热轧卷板均未出现边裂，成材率显著提高，解决了钢卷在经炉卷轧机轧制过程中出现边裂缺陷的问题，保证了热轧钢卷的边部质量。
Description
技术领域
本发明涉及不锈钢冶炼技术领域，具体涉及一种双相不锈钢热轧卷的生产方法。
背景技术
双相不锈钢是一种典型的含N、Mo，超低碳，铁素体+奥氏体双相不锈钢，由于综合了铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点，因此具有良好的力学性能和抗腐蚀性能，广泛应用于船舶、石油、化工、造纸等领域。
在热轧生产过程中，双相不锈钢容易产生边裂缺陷，严重制约了这种不锈钢的生产。许多科研工作者对双相不锈钢边裂缺陷的形成机理进行了研究，认为双相不锈钢中奥氏体和铁素体的晶界是结合力比较薄弱的部位,容易形成裂纹源，裂纹源扩展形成边裂缺陷；现有技术中对热连轧机组生产双相不锈钢热轧板的边裂问题，采取控制加热温度、边部加热减少带钢在轧制和输送过程中的温降措施来避免边裂，但是这种方法依旧存在双相不锈钢Creq/Nieq比和有害元素控制不合理、板坯热塑性差、加热控制不当等问题，造成热轧板边裂缺陷。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种双相不锈钢热轧卷的生产方法，其包括下述工艺步骤：
冶炼：通过AOD转炉-LF精炼炉常规工艺冶炼出双相不锈钢钢水；
所述双相不锈钢钢水的S含量＜0.0007％，Creq/Nieq为1.92-1.97；
连铸：通过常规工艺控制中包过热度为30℃-40℃，使上述步骤的双相不锈钢钢水浇铸成板坯，通过施加电磁搅拌使板坯等轴晶率控制在80％以上；
所述板坯规格为220mm×1540mm×（8000-8500）mm；
所述板坯成分为：C：≤0.025％，Si：0.48～0.54％，Mn：1.15～1.20％，P≤0.025％，S≤0.0007％，Cr：22.20～22.30％，Ni：5.20～5.25％，Mo:3.08～3.12％,N:0.174～0.184％,B：0.0028～0.0035％，其它为Fe和残留元素；
将上述步骤的板坯进行全修磨处理；
所述全修磨处理为先用16#砂轮修磨1.5mm～2.5mm，再用20#砂轮修磨0.5mm～0.8mm；
将上述步骤修磨后的板坯首先在预热炉中加热至740-780℃，然后进入加热炉中继续加热至1250～1260℃，加热时间为190-210min；
将上述步骤加热后的板坯经高压水除鳞，除鳞系统压强≥180MPa；
将上述步骤除鳞后的板坯采用7道次粗轧轧制为中间坯；
所述中间坯厚度为28mm～30mm；
将上述步骤粗轧后的中间坯进行7道次炉卷轧机轧制，炉卷轧机入口和出口卷取炉炉温控制在1000℃～1050℃之间，精轧开轧温度≥1050℃，终轧温度≥950℃，轧制为黑卷；
将上述步骤精轧后的黑卷进行卷曲，卷曲炉温度为700-750℃，制成双相不锈钢热轧卷。
本发明相对于现有技术具有以下优点：
1、本发明能有效使热轧板边裂消除，保证了热轧板良好的热塑性。
2、本发明将钢中S含量控制在0.0007％以下，提高了板坯的热塑性。
3、本发明将Creq/Nieq控制在1.92-1.97，控制板坯中奥氏体和铁素体两相比例，提高板坯热塑性。
4、本发明通过将中包过热度控制为30℃-40℃和施加电磁搅拌使板坯等轴晶率大于80％，提高板坯等轴晶区，减少柱状晶区，提高板坯热塑性。
5、本发明根据现场装车重量要求，减小板坯长度，减少了板坯在轧制过程中的温降。
6、本发明充分利用预热炉的优点，合理的将预热炉与加热炉串联起来，进行双相不锈钢板坯的加热；减少了铸坯在加热段的时间，在保证加热温度的前提下，使铸坯烧透烧匀。
7、本发明粗轧和精轧采用多道次轧制，减少了轧制过程的压下率，保证了奥氏体和铁素体变形的协调性。
8、本发明提高了卷曲温度，避免了σ相的析出，可显著提高双相不锈钢的塑性，优化板型。
附图说明
图1为现有技术中双相不锈钢热轧卷板边裂试样的金相组织图；
图2为采用本发明生产的双相不锈钢热轧板试样金相组织图。
具体实施方式
实施例1
1.冶炼
双相不锈钢脱硫包括AOD炉内还原期脱硫和LF炉内造渣深脱硫，LF炉内造渣脱硫的操作方法为AOD出钢后扒净炉渣，LF进站后加入铝丸、石灰和萤石，使用强底吹进行搅拌10分钟。AOD炉内脱硫阶段加入10kg/t钢石灰和3kg/t钢萤石，LF炉内造渣深脱硫加入0.3Kg/t钢水铝丸，7.0Kg/t钢水石灰，4.0Kg/t钢水萤石，控制钢中S含量为0.0003％；LF炉全程吹氩，处理时间大于15min，以均匀成分和温度，对成分进行最后微调使Creq/Nieq控制在1.94；钢水量为106.6吨，AOD炉内脱硫阶段共加入1066Kg石灰，319.8Kg萤石，LF炉内造渣深脱硫共加入31.98Kg铝丸，746.2Kg石灰，426.4Kg萤石；
2.连铸
中包过热度控制在30℃，中包温度为1485℃，通过施加电磁搅拌使板坯等轴晶率控制在90％；
双相不锈钢铸坯的规格为：220mm×1540mm×8000mm；
双相不锈钢成分的质量百分比为：
C：0.018％，Si：0.48％，Mn：1.18％，P：0.025％，S：0.0003％，Cr：22.27％，Ni：5.22％，Mo:3.10％,N:0.184％,B：0.0035％，其它为Fe和残留元素；
3.板坯修磨
铸坯全修磨处理，先用16#砂轮修磨2.5mm，然后用20#砂轮修磨0.5mm；
4.板坯串联式加热
将预热炉与加热炉进行串联，将修磨后的坯料依次经预热段、加热段、均热段加热后出炉，双相不锈钢板坯首先在预热炉中加热至760℃，然后进入加热炉中继续加热至1250℃，在炉时间控制在210min；
5.高压水除鳞
板坯高压水除鳞除一道次，除鳞系统压力18MPa；
6.粗轧
粗轧机架不除鳞，粗轧采用7道次轧制，立辊冷却水在轧制过程中选择为自动模式，轧制过程中冷却水关闭，中间坯厚度为30mm，粗轧轧制温度1138℃；
7.炉卷轧机轧制
粗轧后进行7道次炉卷轧机轧制，目标轧制厚度为5.0mm。入、出口卷取炉炉温控制在1050℃之间，精轧开轧温度为1050℃，终轧温度为950℃；
8.卷曲
层流冷却投入，采用自动冷却模式，卷取温度控制为750℃，头尾各15米不冷却。
实施例2
1.冶炼
双相不锈钢脱硫包括AOD炉内还原期脱硫和LF炉内造渣深脱硫，LF炉内造渣脱硫的操作方法为AOD出钢后扒净炉渣，LF进站后加入铝丸、石灰和萤石，使用强底吹进行搅拌15分钟。AOD炉内脱硫阶段加入12kg/t钢石灰和5kg/t钢萤石，LF炉内造渣深脱硫加入0.2Kg/t钢水铝丸，5.0Kg/t钢水石灰，5.0Kg/t钢水萤石，控制钢中S含量为0.0005％；LF炉全程吹氩，处理时间大于15min，以均匀成分和温度，对成分进行最后微调使Creq/Nieq控制在1.92；钢水量为108.0吨，AOD炉内脱硫阶段共加入1296Kg石灰，540Kg萤石，LF炉内造渣深脱硫共加入21.6Kg铝丸，540Kg石灰，540Kg萤石；
2.连铸
中包过热度控制在40℃，中包温度为1495℃，通过施加电磁搅拌使板坯等轴晶率控制在80％；
双相不锈钢铸坯的规格为：220mm×1540mm×8500mm；
双相不锈钢成分的质量百分比为：
C：0.025％，Si：0.50％，Mn：1.15％，P：0.022％，S：0.0005％，Cr：22.30％，Ni：5.25％，Mo:3.12％,N:0.178％,B：0.0028％，其它为Fe和残留元素；
3.板坯修磨
铸坯全修磨处理，先用16#砂轮修磨2.5mm，然后用20#砂轮修磨0.5mm；
4.板坯串联式加热
将预热炉与加热炉进行串联，将修磨后的坯料依次经预热段、加热段、均热段加热后出炉，双相不锈钢板坯首先在预热炉中加热至780℃，然后进入加热炉中继续加热至1260℃，在炉时间控制在200min；
5.高压水除鳞
板坯高压水除鳞除一道次，除鳞系统压力20MPa；
6.粗轧
粗轧机架不除鳞，粗轧采用7道次轧制，立辊冷却水在轧制过程中选择为自动模式，轧制过程中冷却水关闭，中间坯厚度为30mm，粗轧轧制温度1140℃；
7.炉卷轧机轧制
粗轧后进行7道次炉卷轧机轧制，目标轧制厚度为5.0mm。入、出口卷取炉炉温控制在1020℃之间，精轧开轧温度为1055℃，终轧温度为970℃；
8.卷曲
层流冷却投入，采用自动冷却模式，卷取温度控制为720℃，头尾各15米不冷却。
实施例3
1.冶炼
双相不锈钢脱硫包括AOD炉内还原期脱硫和LF炉内造渣深脱硫，LF炉内造渣脱硫的操作方法为AOD出钢后扒净炉渣，LF进站后加入铝丸、石灰和萤石，使用强底吹进行搅拌12分钟。AOD炉内脱硫阶段加入11kg/t钢石灰和4kg/t钢萤石，LF炉内造渣深脱硫加入0.25Kg/t钢水铝丸，6.0Kg/t钢水石灰，3.0Kg/t钢水萤石，控制钢中S含量为0.0007％；LF炉全程吹氩，处理时间大于15min，以均匀成分和温度，对成分进行最后微调使Creq/Nieq控制在1.97；钢水量为105.8吨，AOD炉内脱硫阶段共加入1163.8Kg石灰，423.2Kg萤石，LF炉内造渣深脱硫共加入26.45Kg铝丸，634.8Kg石灰，317.4Kg萤石；
2.连铸
中包过热度控制在35℃，中包温度为1490℃，通过施加电磁搅拌使板坯等轴晶率控制在82.4％；
双相不锈钢铸坯的规格为：220mm×1540mm×8300mm；
双相不锈钢成分的质量百分比为：
C：0.020％，Si：0.52％，Mn：1.20％，P：0.024％，S：0.0004％，Cr：22.24％，Ni：5.24％，Mo:3.08％,N:0.174％,B：0.0030％，其它为Fe和残留元素；
3.板坯修磨
铸坯全修磨处理，先用16#砂轮修磨2.5mm，然后用20#砂轮修磨0.5mm；
4.板坯串联式加热
将预热炉与加热炉进行串联，将修磨后的坯料依次经预热段、加热段、均热段加热后出炉，双相不锈钢板坯首先在预热炉中加热至780℃，然后进入加热炉中继续加热至1253℃，在炉时间控制在203min；
5.高压水除鳞
板坯高压水除鳞除一道次，除鳞系统压力19MPa；
6.粗轧
粗轧机架不除鳞，粗轧采用7道次轧制，立辊冷却水在轧制过程中选择为自动模式，轧制过程中冷却水关闭，中间坯厚度为30mm，粗轧轧制温度1134℃；
7.炉卷轧机轧制
粗轧后进行7道次炉卷轧机轧制，目标轧制厚度为5.0mm。入、出口卷取炉炉温控制在1000℃之间，精轧开轧温度为1053℃，终轧温度为965℃；
8.卷曲
层流冷却投入，采用自动冷却模式，卷取温度控制为700℃，头尾各15米不冷却；
在上述3个实施实例中，生产的2205双相不锈钢热轧卷板时均未出现边裂，成材率显著提高，解决了钢卷在经炉卷轧机轧制过程中出现边裂的质量问题，保证了热轧钢卷的边部质量。
如图1所示，为现有技术中双相不锈钢热轧卷板边裂试样的金相组织图，从图中可以看出裂纹沿奥氏体和铁素体晶界扩展。
如图2所示，为采用本发明生产的双相不锈钢热轧板试样金相组织图，从图中可以看出金相组织中没有裂纹存在。
Claims (5)
1.一种双相不锈钢热轧卷的生产方法，包括下述工艺步骤：
①冶炼：通过AOD转炉-LF精炼炉常规工艺冶炼出双相不锈钢钢水；
②连铸：通过常规工艺控制中包过热度为30℃-40℃，使上述步骤①的双相不锈钢钢水浇铸成板坯，通过施加电磁搅拌使板坯等轴晶率控制在80％以上；
所述步骤②中的板坯成分为：C：≤0.025％，Si：0.48～0.54％，Mn：1.15～1.20％，P≤0.025％，S≤0.0007％，Cr：22.20～22.30％，Ni：5.20～5.25％，Mo:3.08～3.12％,N:0.174～0.184％,B：0.0028～0.0035％，其它为Fe和残留元素；
③将上述步骤②的板坯进行全修磨处理；
④将上述步骤③修磨后的板坯首先在预热炉中加热至740-780℃，然后进入加热炉中继续加热至1250～1260℃，加热时间为190-210min；
⑤将上述步骤④加热后的板坯经高压水除鳞，除鳞系统压强≥180MPa；
⑥将上述步骤⑤除鳞后的板坯采用7道次粗轧轧制为中间坯；
⑦将上述步骤⑥粗轧后的中间坯进行7道次炉卷轧机轧制，炉卷轧机入口和出口卷取炉炉温控制在1000℃～1050℃之间，精轧开轧温度≥1050℃，终轧温度≥950℃，轧制为黑卷；
⑧将上述步骤⑦精轧后的黑卷进行卷曲，卷曲炉温度为700-750℃，制成双相不锈钢热轧卷。
2.如权利要求1所述的双相不锈钢热轧卷的生产方法，其特征在于：
所述步骤①中双相不锈钢钢水的S含量＜0.0007％，Creq/Nieq为1.92-1.97。
3.如权利要求1所述的双相不锈钢热轧卷的生产方法，其特征在于：
所述步骤②中的板坯规格为220mm×1540mm×（8000-8500）mm。
4.如权利要求1所述的双相不锈钢热轧卷的生产方法，其特征在于：
所述步骤③的全修磨处理为先用16#砂轮修磨1.5mm～2.5mm，再用20#砂轮修磨0.5mm～0.8mm。
5.如权利要求1所述的双相不锈钢热轧卷的生产方法，其特征在于：
所述步骤⑥的中间坯厚度为28mm～30mm。
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