CN108856289A - 中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法 - Google Patents

中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，依次包括：轧制步骤、连续退火步骤、连续酸洗步骤和在线平整步骤；其中，轧制步骤采用六辊五机架连轧机轧制，轧制总变形率为60％‑85％，六辊五机架连轧机包括1号至5号机架，1号至5号机架的变形率依次为25％‑35％，23％‑33％，20％‑30％，17％‑27％，15％‑25％。采用本发明的方法生产的中铬铁素体不锈钢冷轧带钢表面色泽均匀度和光泽度良好、屈服平台完全消除、产品质量一致性高、成材率高。

Description

中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法
技术领域
本发明涉及不锈钢加工领域，具体地，本发明涉及一种中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法。
背景技术
中铬铁素体不锈钢冷轧带钢广泛应用于家电、餐厨具、装饰等行业，以430系列最具代表，其表面质量和加工性能要求高。
传统430系列冷轧带钢生产方法为：热轧卷经廿辊轧机可逆轧制，或连轧机连续轧制后，经连续退火酸洗线，再经平整机平整后得到满足下游用户使用的冷轧带钢卷。但是传统方法生产的厚度0.6mm以下的产品有“肋条纹”缺陷，成材率低于90％，多次上卷、卸卷、垫纸会造成诸多缺陷。
目前，中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产中需要解决以下问题：
1.控制表面粗糙度。430系列不锈钢冷轧板带要求表面粗糙度低，六辊五机架连轧机的轧辊粗糙度配置难，退火酸洗后表面容易产生酸洗不净等缺陷。
2.控制加工性能。430系列不锈钢冷轧板带有用于深冲用途的材料，退火保温控制难，产品屈服平台消除难，需要大幅提高平整压力和延伸率。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法。
一方面，本发明提供了一种中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，依次包括：轧制步骤、退火步骤、酸洗步骤和在线平整步骤；
其中，轧制步骤采用六辊五机架连轧机轧制，轧制总变形率为60％-85％，六辊五机架连轧机包括1号至5号机架，1号至5号机架的变形率依次为25％-35％，23％-33％，20％-30％，17％-27％，15％-25％。
前述的中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，所述六辊五机架连轧机工作辊辊径为420mm至470mm；所述六辊五机架连轧机的1号至5号机架工作辊粗糙度依次为0.8-1.0μm，0.5-0.6μm，0.5-0.6μm，0.2-0.3μm，0.05-0.15μm。
前述的中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，所述退火步骤的最终退火带钢温度是880℃，退火速度是20m/min至105m/min。
前述的中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，所述酸洗步骤依次采用中性盐电解和硝酸电解。
前述的中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，所述中性盐电解使用硫酸钠水溶液，硫酸钠水溶液的密度是1.1g/cm3至1.2g/cm3，电导率是90mS/cm至150mS/cm；所述中性盐电解采用的电流密度是12A/dm2至20A/dm2。
前述的中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，所述硝酸电解采用的硝酸溶液的浓度是100g/L至160g/L，所述硝酸电解采用的电流密度6A/dm2至12A/dm2。
前述的中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，所述酸洗步骤采用的酸洗速度是20m/min至105m/min。
前述的中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，所述在线平整步骤采用两辊平整机，两辊平整机的辊径是810mm至860mm，辊凸度是0.4mm，平整压力是5000KN至6800KN；所述在线平整步骤的延伸率是0.3％至1.0％。
另一方面，本发明提供了一种中铬铁素体不锈钢冷轧带钢，采用上述的生产方法得到。
本发明具有如下有益效果：
1、采用本发明的方法生产的中铬铁素体不锈钢冷轧带钢表面无横向折印、肋条纹、压坑、褶皱印、辊印、色差等缺陷，轧后带钢表面粗糙度为0.10μm至0.15μm，成品带钢表面粗糙度0.03μm至0.08μm。
2、最终带钢性能指标：断后伸长率≥25％，抗拉强度≥400MPa，屈服强度≥200MPa，硬度HV≤200，弯曲试验(180°)弯心直径＝带材厚度。r≥1.0，Δr≤0.4。屈服平台完全消除。
3、本发明的生产方法工艺稳定性高、得到的产品质量一致性高，并且成材率较传统生产方法至少提高4％。
具体实施方式
为了充分了解本发明的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本发明作详细说明。本发明的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。除非另有说明，否则本发明中涉及的术语均具有本领域技术人员通常理解的含义。
针对目前中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产中存在的表面粗糙度和产品加工性能难控制的问题，发明人通过研究开发了一套可生产满足用户需求的中铬铁素体不锈钢冷轧带钢(例如430型不锈钢冷轧带钢)连续轧制退火酸洗平整方法，适用于将轧制、退火、酸洗、平整等工序集成在一条机组上的不锈钢冷连轧生产线。本发明的方法尤其适用于铬质量含量为16.0％-18.0％的中铬铁素体不锈钢冷轧带钢。
第一方面，本发明提供了一种中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，依次包括：轧制步骤、退火步骤、酸洗步骤和在线平整步骤。
本发明的中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法采用的原料钢卷的组成可以是C≤0.040％，Si≤0.75％，Mn≤1.00％，P≤0.035％，S≤0.030％，Cr 16.0％-18.0％，其余为Fe和不可避免杂质。带钢原料的厚度可以是2.5mm-6.0mm，成品厚度是0.5mm-2.0mm，宽度是1000mm-1650mm。在采用本发明的方法进行生产之前，先采用激光焊机将原料钢卷焊接。
在一种优选的具体实施方式中，本发明的中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法依次包括如下步骤：
轧制步骤
在轧制步骤中，采用了六辊五机架连轧机轧制，轧制总变形率为60％-85％。其中，六辊五机架连轧机工作辊辊径为420mm至470mm；六辊五机架连轧机包括1号(1#)至5号(5#)机架，1号至5号机架的变形率依次为25％-35％，23％-33％，20％-30％，17％-27％，15％-25％；1号至5号机架工作辊粗糙度依次为0.8-1.0μm，0.5-0.6μm，0.5-0.6μm，0.2-0.3μm，0.05-0.15μm。
由于六辊轧机工作辊直径明显大于廿辊轧机，总轧制力大，当轧制大、轧辊粗糙度低时，轧制状态极不稳定，易发生打滑，造成带钢表面缺陷，甚至发生断带事故。而中铬铁素体不锈钢冷轧带钢(例如430型冷轧带钢)要求表面粗糙度低，连轧机工作辊粗糙度对带钢粗糙度有直接影响，尤其是最终两个机架影响最大。对此，发明人通过研究总结出一套轧制策略，合理分配变形量，对应不同的轧机工作辊粗糙度，以实现最终带钢表面粗糙度低，且轧制过程稳定。具体地，轧制总变形率60％-85％，1#至5#机架变形率逐渐降低，依次为25％-35％，23％-33％，20％-30％，17％-27％，15％-25％。对应1#至5#机架工作辊粗糙度依次为0.8-1.0μm，0.5-0.6μm，0.5-0.6μm，0.2-0.3μm，0.05-0.15μm。变形率大时其轧制力大，对应使用较高粗糙度的工作辊，以实现轧制稳定；末道次采用小变形率，相对较小的轧制力，对应较低的工作辊粗糙度，以实现带钢表面粗糙度较低。轧制后钢板表面粗糙度为0.09μm-0.15μm。
退火步骤
轧制后的带钢进行连续退火处理，最终退火带钢温度是880℃，经空气冷却和水冷却至常温，退火TV值是95，最大退火速度是105m/min(退火速度的范围是20m/min至105m/min)。其中，TV值是钢厚度与退火速度的乘积，是衡量退火能力的指标。
轧制后需经退火以达到较好的加工性能，一般需要足够的保温时间。传统的连续退火温度为860℃左右，连续退火速度较慢，效率较低。发明人通过研究将最终退火带钢温度提高至880℃，实现了效率的极大提升，且满足产品加工性能。
酸洗步骤
退火后的带钢进行连续酸洗处理，以去除退火时在带钢表面产生的氧化铁鳞。本发明中，酸洗步骤依次采用中性盐电解和硝酸电解。其中，中性盐使用硫酸钠水溶液，密度1.1g/cm3至1.2g/cm3，电导率是90mS/cm至150mS/cm，电流密度12A/dm2至20A/dm2；硝酸电解溶液浓度100g/L至160g/L，电流密度6A/dm2至12A/dm2。酸洗速度20m/min至105m/min。经过连续酸洗处理后，带钢表面没有酸洗不均匀、氧化铁皮未除净等缺陷。
在线平整步骤
酸洗后的带钢进行在线平整处理，通过平整可进一步降低带钢表面粗糙度，提高亮度，且消除屈服平台，避免后续塑性加工时产生褶皱印，提高加工性能。采用两辊平整机辊径为810mm至860mm，辊凸度0.4mm，平整压力5000KN至6800KN，延伸率＞0.3％，能够消除屈服平台。
针对目前中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产中存在的表面粗糙度和产品加工性能难控制的问题，本发明将轧制步骤、退火步骤、酸洗步骤和在线平整步骤有效组合，将这些工序依次集成在一条机组上的不锈钢冷连轧生产线，并对工艺参数进行调整，从而使产品质量一致性高，带钢表面无横向折印、压坑、褶皱印、辊印、色差等缺陷，带钢表面粗糙度0.03μm至0.08μm。
另一方面，本发明提供了上述方法生产的中铬铁素体不锈钢冷轧带钢，表面粗糙度0.03μm至0.08μm，断后伸长率≥25％，抗拉强度≥400MPa，屈服强度≥200MPa，硬度HV≤200，180°弯曲试验的弯心直径与带钢厚度相等，Δr≤0.4。
塑性应变比r，又称为厚向应变参数，其直接物理意义是板材抵抗厚度变化的能力，反映薄板深冲性能的好坏。所以，r＞1时，板平面方向容易变形。考虑到板料平面上各个方向存在的塑性各向异性，常用加权平均值表示 其中r0、r45和r90分别是沿板材轧制方向、与轧制方向成45°和垂直于轧制方向试件的厚向异性系数。值愈大，板材抵抗失稳变薄的能力愈大，愈不容易发展厚向变形；值愈小，板材抵抗失稳变薄的能力愈弱，厚向变形愈容易。表示板材不存在厚向异性。
深冲性能与其力学性能的各向异性密切相关，一般用Δr＝(r0+r90)/2-r45表示钢板平面各向异性。Δr的数值愈大，板面内各向异性愈严重，影响零件的成形质量。
实施例
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
下述实施例中采用的原料钢卷是430型热轧卷。
下述实施例中各性能参数的测定方法按照JIS G 4305：2012标准要求。
实施例1
430型热轧卷厚度3.0mm，经激光焊机焊接后，经六辊五机架连轧机轧制。轧制总变形率81％，成品厚度0.57mm，1#至5#机架变形率逐渐降低，依次为30％-35％，27％-33％，25％-30％，22％-27％，18％-23％。六辊五机架连轧机工作辊辊径为460mm，对应1#至5#机架工作辊粗糙度依次为0.8μm，0.5μm，0.5μm，0.2μm，0.06μm。
轧制后的带钢进行连续退火处理，最终退火带钢温度是880℃，经空气冷却和水冷却至常温，退火TV值是95，退火速度是105m/min。
退火后的带钢进行连续酸洗处理，先使用硫酸钠水溶液进行中性盐电解，密度1.14g/cm3，电导率是110mS/cm，电流密度16A/dm2；随后进行硝酸电解，硝酸电解溶液浓度145g/L，电流密度10A/dm2。酸洗速度105m/min。
酸洗后的带钢进行在线平整处理，采用两辊平整机辊径为855mm，辊凸度0.4mm，平整压力6500KN，延伸率0.34％。
在线平整处理之后输出产品，对性能进行检测，结果见表1。
实施例2
430型热轧卷厚度4.0mm，经激光焊机焊接后，经六辊五机架连轧机轧制。轧制总变形率76％，成品厚度0.97mm，1#至5#机架变形率逐渐降低，依次为28％-33％，26％-31％，23％-28％，20％-25％，16％-21％。六辊五机架连轧机工作辊辊径为465mm，对应1#至5#机架工作辊粗糙度依次为0.9μm，0.5μm，0.5μm，0.2μm，0.1μm。
轧制后的带钢进行连续退火处理，最终退火带钢温度是880℃，经空气冷却和水冷却至常温，退火TV值是95。
退火后的带钢进行连续酸洗处理，先使用硫酸钠水溶液进行中性盐电解，密度1.11g/cm3，电导率是108mS/cm，电流密度14A/dm2；随后进行硝酸电解，硝酸电解溶液浓度133g/L，电流密度9A/dm2。酸洗速度95m/min。
酸洗后的带钢进行在线平整处理，采用两辊平整机辊径为852mm，辊凸度0.4mm，平整压力5900KN，延伸率0.56％。
在线平整处理之后输出产品，对性能进行检测，结果见表1。
实施例3
430型热轧卷厚度6.0mm，经激光焊机焊接后，经六辊五机架连轧机轧制。轧制总变形率70％，成品厚度1.80mm，1#至5#机架变形率逐渐降低，依次为25％-30％，24％-29％，20％-25％，17％-23％，16％-21％。六辊五机架连轧机工作辊辊径为462mm，对应1#至5#机架工作辊粗糙度依次为1.0μm，0.6μm，0.6μm，0.3μm，0.12μm。
轧制后的带钢进行连续退火处理，最终退火带钢温度是880℃，经空气冷却和水冷却至常温，退火TV值是95。
退火后的带钢进行连续酸洗处理，先使用硫酸钠水溶液进行中性盐电解，密度1.18g/cm3，电导率是121mS/cm，电流密度20A/dm2；随后进行硝酸电解，硝酸电解溶液浓度128g/L，电流密度13A/dm2。酸洗速度53m/min。
酸洗后的带钢进行在线平整处理，采用两辊平整机辊径为860mm，辊凸度0.4mm，平整压力5200KN，延伸率0.78％。
在线平整处理之后输出产品，对性能进行检测，结果见表1。
表1
从表1的结果可以看出，采用本发明的方法获得的带钢表面粗糙度有效降低、带钢性能得到有效改善并且屈服平台完全消除。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的替代、修饰、组合、改变、简化等，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，其特征在于，依次包括：轧制步骤、退火步骤、酸洗步骤和在线平整步骤；
其中，轧制步骤采用六辊五机架连轧机轧制，轧制总变形率为60％-85％，六辊五机架连轧机包括1号至5号机架，1号至5号机架的变形率依次为25％-35％，23％-33％，20％-30％，17％-27％，15％-25％。
2.根据权利要求1所述的中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，其特征在于，所述六辊五机架连轧机工作辊辊径为420mm至470mm；所述六辊五机架连轧机的1号至5号机架工作辊粗糙度依次为0.8-1.0μm，0.5-0.6μm，0.5-0.6μm，0.2-0.3μm，0.05-0.15μm。
3.根据权利要求1所述的中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，其特征在于，所述退火步骤的最终退火带钢温度是880℃，退火速度是20m/min至105m/min。
4.根据权利要求1所述的中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，其特征在于，所述酸洗步骤依次采用中性盐电解和硝酸电解。
5.根据权利要求4所述的中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，其特征在于，所述中性盐电解使用硫酸钠水溶液，硫酸钠水溶液的密度是1.1g/cm3至1.2g/cm3，电导率是90mS/cm至150mS/cm；所述中性盐电解采用的电流密度是12A/dm2至20A/dm2。
6.根据权利要求4所述的中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，其特征在于，所述硝酸电解采用的硝酸溶液的浓度是100g/L至160g/L，所述硝酸电解采用的电流密度6A/dm2至12A/dm2。
7.根据权利要求1所述的中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，其特征在于，所述酸洗步骤采用的酸洗速度是20m/min至105m/min。
8.根据权利要求1所述的中铬铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，其特征在于，所述在线平整步骤采用两辊平整机，两辊平整机的辊径是810mm至860mm，辊凸度是0.4mm，平整压力是5000KN至6800KN；所述在线平整步骤的延伸率是0.3％至1.0％。
9.一种中铬铁素体不锈钢冷轧带钢，采用权利要求1-8任一项所述的生产方法得到。
10.根据权利要求9所述的中铬铁素体不锈钢冷轧带钢，其特征在于，表面粗糙度0.03μm至0.08μm，断后伸长率≥25％，抗拉强度≥400MPa，屈服强度≥200MPa，硬度HV≤200，180°弯曲试验的弯心直径与带钢厚度相等，r≥10，Δr≤0.4。
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