CN109554528A - 一种厚度≤1.5mm204Cu不锈钢冷退火酸洗工艺 - Google Patents

一种厚度≤1.5mm204Cu不锈钢冷退火酸洗工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种厚度≤1.5mm204Cu不锈钢冷退火酸洗工艺，包括冷轧退火步骤和混合酸洗步骤，冷轧退火步骤将退火炉炉膛内加热区Z1～Z10设定不同的温度；混酸酸洗步骤包括中性盐电解、混酸酸洗和刷辊刷洗，刷辊工作模式包括1#、2#刷辊的电流为15.4‑26.8A，转速600‑800rmp，负载2‑3mm；3#、4#刷辊的电流10.7‑16.4A，转速600‑800rmp，负载2‑3mm。与现有技术相比，本发明的优点是根据厚度区间将退火温度基准细化，本发明适用于厚度≤1.5mm204Cu不锈钢制备，减少氧化皮厚度，提高氧化皮均匀性，不锈钢板上下表面全宽无白斑，产品表面质量提高。

Description

一种厚度≤1.5mm204Cu不锈钢冷退火酸洗工艺
技术领域
本发明属于不锈钢生产技术领域，尤其涉及一种消除不锈钢表面白斑的冷退火酸洗工艺。
背景技术
不锈钢按其金属组织分为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体—铁素体(双相)不锈钢、马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢五类,目前常用的不锈钢主要是奥氏体不锈钢，约占市场份额的80％，其中304不锈钢使用更普及。奥氏体不锈钢按其化学成分又分为铬镍系(美国为300系)奥氏体不锈钢和铬锰系(美国为200系)奥氏体不锈钢两个系列。铬锰系(200系)奥氏体不锈钢是在铬镍系奥氏体不锈钢基础上，往钢中加入锰和(或)氮代替贵重金属镍元素而发展起来的，它的奥氏体元素，除锰之外还有氮，一般还有适量的镍(4％～6％),钢中锰起稳定奥氏体的作用。由于氮强烈的形成并稳定奥氏体且起很好的固溶强化作用，提高了奥氏体不锈钢的强度，因此这个系列的不锈钢，适宜在承受较重负荷而耐蚀性要求不太高的设备和部件上使用。204Cu不锈钢是200系不锈钢中镍含量更低的不锈钢，镍含量约1％，对比304钢种更廉价,又因其加工硬化及加工成本与304钢种相当，成型性好，可以浅冲或者中冲，加上200系固有的耐磨性，所以在部分领域可以用204Cu代替304钢种，在市场是上占有一定份额。主要用途有一类餐具、厨房用具、电器制品、建筑材料、钢管、运输设备。
现有技术中，204Cu不锈钢生产工艺需要经过：1.冷轧:金属在再结晶温度下进行轧制变形，一般指带钢不经加热而在室温直接进行轧制加工。带钢在轧制过程中，产生不同程度的加工硬化，加工硬化超过一定程度后，带钢因为过分硬脆而不适于继续轧制，因此带钢经冷轧一定的道次后，往往要进行软化热处理，如再结晶退火等，使轧件恢复塑性，降低变形抗力；2.冷轧后热处理，①降低硬度，改善切削加工性；②消除残余应力，稳定尺寸，减少变形及裂纹倾向；③细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷；④均匀材料组织和成分，改善材料性能或为以后热处理组织做准备；3.热处理后进行连续退火和酸洗，酸洗时使用混酸酸洗。
如表1所示为现有技术中用于制备204Cu不锈钢的连续退火设备。
表1
表1中的退火炉包括1～7号炉膛，每个炉膛内的烧嘴分布情况为：1号炉膛和2号炉膛为预热区，没有烧嘴；3号炉膛分为Z1&Z2两个加热区；4号炉膛分为Z3&Z4两个加热区；5号炉膛分为Z5&Z6两个加热区；6号炉膛分为Z7&Z8两个加热区；7号炉膛分为Z9&Z10两个加热区。
混酸酸洗在第一阶段电解酸洗时，一部分的氧化物被清除，剩余的氧化物为铬镍铁复合氧化物。用HNO3和HF的混合物来除去这些复杂的氧化物，如有必要的话，也除去贫铬区。由于带钢酸洗段高品质要求，混酸酸洗过程分两个阶段进行，在最后酸洗段剩余的氧化物被全部清除。不锈钢的混酸酸洗可以看作是组合氧化反应和复合过程。在酸洗时，金属氧化物通过强氧化性的HNO3溶解，一部分金属离子、氮氧化物和水产生。HF使这些金属离子转变成稳定的金属氟盐铬合物。
如表2所示为现有技术中用于制备204Cu不锈钢的酸洗设备。
表2
由于现有技术204Cu钢种不锈钢冷轧压延后，退火时钢板从连续退火炉出来，带钢上下表面全宽无规则、黑色氧化皮团状堆积，经过硫酸钠电解(Na2SO4溶液电解)，混酸(HF溶液+HNO3溶液)酸洗后，钢板表面没有团状黑色氧化皮，但是带钢上下面有团状白色花斑缺陷，用砂纸研磨无法消除，严重影响不锈钢钢板品质，不能做表面用途，从而影响产品销售。
经过大量研究分析得出结论：由于204Cu不锈钢经卧式连续退火后，钢板表面氧化皮较厚，而炉温对氧化皮生成厚度起决定性作用，因此上述缺陷主要是在炉内退火时表面氧化皮生成不均匀导致。究其原因：1.退火温度基准太宽泛，目前204Cu不锈钢冷轧压延后厚度0～2.0mm，宽度不限，这个厚度区间退火温度基准只划分2个温度基准区间；(2)退火温度偏高，目前退火基准温度偏高，尤其Z1&Z2温度偏高，钢板摄取过多的热量增加了带钢表面氧化皮厚度，温度偏高增加了带钢表面氧化皮的不均性，酸洗后氧化皮残留处有团状白色花斑缺陷；(3)刷辊对带钢表面氧化皮破坏力度不够，导致表面残留氧化皮。故解决技术问题的重点是如何改进退火及酸洗工艺。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种厚度≤1.5mm204Cu不锈钢冷退火酸洗工艺，根据不锈钢板厚度区间将退火温度基准细化，降低基准温度，减少氧化皮厚度，提高氧化皮均匀性，通过对退火工艺的改进、增强刷辊对表面氧化皮的破坏力，得到上下表面全宽无白斑的204Cu不锈钢板，产品表面质量得到提高。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种厚度≤1.5mm204Cu不锈钢冷退火酸洗工艺，包括冷轧退火步骤和混合酸洗步骤，其特点是所述冷轧退火步骤将退火炉的3～7号炉膛内加热区Z1～Z10的情况设定不同温度，所述Z1温度为950-915℃、Z2温度为950-945℃、Z3&Z4温度为1040-1025℃、Z5&Z6温度为1070-1055℃、Z7&Z8温度为1100-1085℃、Z9&Z10温度为1080-1065℃；所述混酸酸洗步骤包括中性盐电解、混酸酸洗和刷辊刷洗，所述刷辊工作模式包括1#刷辊和2#刷辊的电流为15.4-26.8A，转速600-800rmp，负载2-3mm；3#刷辊和4#刷辊的电流10.7-16.4A，转速600-800rmp，负载2-3mm。
进一步的，所述Z1温度为950℃、Z2温度为950℃、Z3&Z4温度为1040℃、Z5&Z6温度为1070℃、Z7&Z8温度为1100℃、Z9&Z10温度为1080℃。
进一步的，所述Z1温度为945℃、Z2温度为945℃、Z3&Z4温度为1025℃、Z5&Z6温度为1055℃、Z7&Z8温度为1085℃、Z9&Z10温度为1065℃。
进一步的，所述Z1温度为930℃、Z2温度为945℃、Z3&Z4温度为1025℃、Z5&Z6温度为1055℃、Z7&Z8温度为1085℃、Z9&Z10温度为1065℃。
进一步的，所述Z1温度为925℃、Z2温度为945℃、Z3&Z4温度为1025℃、Z5&Z6温度为1055℃、Z7&Z8温度为1085℃、Z9&Z10温度为1065℃。
进一步的，所述Z1温度为915℃、Z2温度为945℃、Z3&Z4温度为1025℃、Z5&Z6温度为1055℃、Z7&Z8温度为1085℃、Z9&Z10温度为1065℃。
进一步的，所述1#刷辊和2#刷辊的电流为15.4A，转速600rmp，负载2mm；3#刷辊和4#刷辊的电流10.7A，转速600rmp，负载2mm。
进一步的，所述1#刷辊和2#刷辊的电流为21.4A，转速600rmp，负载3mm；3#刷辊和4#刷辊的电流15.3A，转速600rmp，负载3mm。
进一步的，所述1#刷辊和2#刷辊的电流为26.8A，转速800rmp，负载2mm；3#刷辊和4#刷辊的电流16.4A，转速800rmp，负载2mm。
进一步的，所述刷辊的材质为尼龙。
与现有技术相比，本发明的优点是根据厚度区间将退火温度基准细化，本发明适用于厚度≤1.5mm的204Cu不锈钢制备，降低基准温度，减少氧化皮厚度，提高氧化皮均匀性，提高刷辊模式，增强刷辊对表面氧化皮的破坏力，得到不锈钢板上下表面全宽无白斑，提高产品表面质量。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明。
图1是现有技术中连续退火和酸洗设备示意图。
图2是本发明实施例1得到204Cu不锈钢钢板图。
图3是本发明实施例2得到204Cu不锈钢钢板图。
图4是本发明实施例3得到204Cu不锈钢钢板图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
厚度≤1.5mm204Cu不锈钢冷退火酸洗工艺，包括冷轧退火步骤和混合酸洗步骤，冷轧退火步骤将退火炉的3～7号炉膛内Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8、Z9、Z10共10个加热区的情况设定不同温度。温度基准(℃)如下：
表中：TV＝带钢厚度×带钢运行速度，Kvar—代表每增加1个TV值，增加的温度值。
混酸酸洗步骤中对刷辊的设定如下：
参数 1#刷辊 2#刷辊 3#刷辊 4#刷辊
电流(A) 15.4 15.4 10.7 10.7
转速(rmp) 600 600 600 600
负载(mm) 2 2 2 2
本实施例中的刷辊材质为尼龙。
中性盐电解步骤中中性盐电解基准如下：
混酸酸洗步骤中混酸基准如下：
经上述实施例1中设定的步骤得到上下表面团状白色花斑缺陷程度较现有技术有轻微改善的204Cu不锈钢板。
实施例2
厚度≤1.5mm204Cu不锈钢冷退火酸洗工艺，包括冷轧退火步骤和混合酸洗步骤，冷轧退火步骤将退火炉的3～7号炉膛内Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8、Z9、Z10共10个加热区的情况设定不同温度。温度基准(℃)根据厚度分为厚度≤1.20和1.2＜厚度≤1.5mm，具体的：
(1)厚度≤1.20，温度基准(℃)
(2)1.2＜厚度≤1.5mm，温度基准(℃)
表中：TV＝带钢厚度×带钢运行速度，Kvar—代表每增加1个TV值，增加的温度值。
混酸酸洗步骤中对刷辊的设定如下：
参数 1#刷辊 2#刷辊 3#刷辊 4#刷辊
模式 2 2 2 2
电流(A) 21.4 21.4 15.3 15.3
转速(rmp) 600 600 600 600
负载(mm) 3 3 3 3
本实施例中的刷辊材质为尼龙。
中性盐电解步骤中中性盐电解基准如下：
混酸酸洗步骤中混酸基准如下：
经上述步骤得到的厚度≤1.20和1.2＜厚度≤1.5mm的204Cu不锈钢板，上下表面团状白色花斑缺陷程度较现有技术和实施例1有明显改善，团状白色花斑缺陷减轻至白色点状缺陷。
实施例3
厚度≤1.5mm204Cu不锈钢冷退火酸洗工艺，包括冷轧退火步骤和混合酸洗步骤，冷轧退火步骤将退火炉的3～7号炉膛内Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、Z8、Z9、Z10共10个加热区的情况设定不同温度。温度基准(℃)根据厚度分为厚度≤1.20和1.2＜厚度≤1.5mm，具体的：
(1)厚度≤1.20，温度基准(℃)
(2)1.2＜厚度≤1.5mm，温度基准(℃)
表中：TV＝带钢厚度×带钢运行速度，Kvar—代表每增加1个TV值，增加的温度值。
混酸酸洗步骤中对刷辊的设定如下：
本实施例中的刷辊材质为尼龙。
中性盐电解步骤中中性盐电解基准如下：
混酸酸洗步骤中混酸基准如下：
经上述步骤得到的厚度≤1.20和1.2＜厚度≤1.5mm的204Cu不锈钢板，带钢表面无白色花斑缺陷，品质良好。

Claims (10)

1.一种厚度≤1.5mm204Cu不锈钢冷退火酸洗工艺，包括冷轧退火步骤和混合酸洗步骤，其特征在于：所述冷轧退火步骤将退火炉的3～7号炉膛内加热区Z1～Z10的情况设定不同温度，所述Z1温度为950-915℃、Z2温度为950-945℃、Z3&Z4温度为1040-1025℃、Z5&Z6温度为1070-1055℃、Z7&Z8温度为1100-1085℃、Z9&Z10温度为1080-1065℃；所述混酸酸洗步骤包括中性盐电解、混酸酸洗和刷辊刷洗，所述刷辊工作模式包括1#刷辊和2#刷辊的电流为15.4-26.8A，转速600-800rmp，负载2-3mm；3#刷辊和4#刷辊的电流10.7-16.4A，转速600-800rmp，负载2-3mm。
2.根据权利要求1所述一种厚度≤1.5mm204Cu不锈钢冷退火酸洗工艺，其特征在于：所述Z1温度为950℃、Z2温度为950℃、Z3&Z4温度为1040℃、Z5&Z6温度为1070℃、Z7&Z8温度为1100℃、Z9&Z10温度为1080℃。
3.根据权利要求1所述一种厚度≤1.5mm204Cu不锈钢冷退火酸洗工艺，其特征在于：所述Z1温度为945℃、Z2温度为945℃、Z3&Z4温度为1025℃、Z5&Z6温度为1055℃、Z7&Z8温度为1085℃、Z9&Z10温度为1065℃。
4.根据权利要求1所述一种厚度≤1.5mm204Cu不锈钢冷退火酸洗工艺，其特征在于：所述Z1温度为930℃、Z2温度为945℃、Z3&Z4温度为1025℃、Z5&Z6温度为1055℃、Z7&Z8温度为1085℃、Z9&Z10温度为1065℃。
5.根据权利要求1所述一种厚度≤1.5mm204Cu不锈钢冷退火酸洗工艺，其特征在于：所述Z1温度为925℃、Z2温度为945℃、Z3&Z4温度为1025℃、Z5&Z6温度为1055℃、Z7&Z8温度为1085℃、Z9&Z10温度为1065℃。
6.根据权利要求1所述一种厚度≤1.5mm204Cu不锈钢冷退火酸洗工艺，其特征在于：所述Z1温度为915℃、Z2温度为945℃、Z3&Z4温度为1025℃、Z5&Z6温度为1055℃、Z7&Z8温度为1085℃、Z9&Z10温度为1065℃。
7.根据权利要求2所述一种厚度≤1.5mm204Cu不锈钢冷退火酸洗工艺，其特征在于：所述1#刷辊和2#刷辊的电流为15.4A，转速600rmp，负载2mm；3#刷辊和4#刷辊的电流10.7A，转速600rmp，负载2mm。
8.根据权利要求3或4所述一种厚度≤1.5mm204Cu不锈钢冷退火酸洗工艺，其特征在于：所述1#刷辊和2#刷辊的电流为21.4A，转速600rmp，负载3mm；3#刷辊和4#刷辊的电流15.3A，转速600rmp，负载3mm。
9.根据权利要求5或6所述一种厚度≤1.5mm204Cu不锈钢冷退火酸洗工艺，其特征在于：所述1#刷辊和2#刷辊的电流为26.8A，转速800rmp，负载2mm；3#刷辊和4#刷辊的电流16.4A，转速800rmp，负载2mm。
10.根据权利要求1所述一种厚度≤1.5mm204Cu不锈钢冷退火酸洗工艺，其特征在于：所述刷辊的材质为尼龙。
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