CN109622613B

CN109622613B - 201冷轧不锈钢带的加工方法

Info

Publication number: CN109622613B
Application number: CN201811551941.9A
Authority: CN
Inventors: 蔡锡鸿; 谢海光
Original assignee: Foshan Sanshui Chenxi Stainless Steel Co ltd
Current assignee: Foshan Sanshui Chenxi Stainless Steel Co ltd
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2021-01-08
Anticipated expiration: 2038-12-18
Also published as: CN109622613A

Abstract

本发明涉及不锈钢带生产方法领域，特别是一种201冷轧不锈钢带的加工方法；当原料钢带厚度为2mm～3.5mm，成品钢带厚度为0.4mm～1mm时，采用粗轧和精轧两个冷轧轧程将原料钢带轧至成品钢带厚度，每个轧程包括若干轧制道次，在两个轧程中的粗轧轧程完成之后，对钢带进行清洗处理和保护气氛退火处理，然后再进行精轧轧程；经本发明的加工处理后的钢带表面光泽度高、表面颜色均匀一致，因此在后续把钢带制成制品时，制品不需再经过电解，提高了生产效率、降低生产成本且更加环保；具有更好的防腐蚀性，延长了后续制品的使用寿命。

Description

201冷轧不锈钢带的加工方法

技术领域

本发明涉及不锈钢带生产方法领域，特别是一种201冷轧不锈钢带的加工方法。

背景技术

201不锈钢是一种奥氏体不锈钢，属于高锰低镍不锈钢其主要成分(质量％)为：C≤0.10，Si:≤0.75，Mn＝9.0～10.5，Cr＝13.0～15.0，N≤0.25，P≤0.06，S≤0.03，Ni＝1.0-1.5，Cu＝1.4-1.5；具有一定的耐酸、碱性能、密度高、无针孔等特点；在各类桌面、台面、厨具以及户外装饰工程和城市装饰工程行业和高档家用制品中用量较大。

传统的201不锈钢钢带冷轧工艺，对于酸洗后的热轧钢带，当原料钢带厚度为2mm～3.5mm，成品钢带厚度要求为0.4mm～1.0mm时，是用冷轧机通过若干道次一次轧制成形即用一个轧程轧至成品厚度，因为使用的原材料为不锈钢热轧钢卷，其在酸洗过程中可能会存在欠酸、过酸和破皮不均匀等缺陷，导致在冷轧过程中钢带表面出现白点、白斑以及表面光泽度低、表面颜色不均匀等问题，这些缺陷虽然在其后的成品保护气氛退火中能有所减轻，但并不能彻底消除，使其后的不锈钢制成品仍存在表面质量差、外观不均匀等问题。如在制作不锈钢餐具“份数盘”时，为了消除这些表面缺陷，其在冲压成形之后，还要进行电解工艺，不但增加生产成本，还易造成环境污染，增加环保成本。

发明内容

本发明为了解决目前传统的201不锈钢钢带冷轧工艺生产出来的钢带表面存在光泽不足且不均匀、光洁度不高等问题，而提供的一种201冷轧不锈钢带的加工方法。

为达到上述功能，本发明提供的技术方案是：

一种201冷轧不锈钢带的加工方法，当原料钢带厚度为2mm～3.5mm，成品钢带厚度为0.4mm～1mm时，采用粗轧和精轧两个冷轧轧程将原料钢带轧至成品钢带厚度，每个轧程包括若干轧制道次，在两个轧程中的粗轧轧程完成之后，对钢带进行中间清洗处理和保护气氛退火处理，然后再进行精轧轧程。

优选地，根据原料和成品钢带的厚度，所述的粗轧轧程的轧制道次为3次至6次，总压下率为40％～70％，其中每个道次的压下率为10％～25％。

优选地，在所述的粗轧轧程中，在前2个或前3个道次采用粗轧辊，粗轧辊的辊面粗糙度Ra为0.25μm～0.35μm；在其后的各道次采用精轧辊，并至少对精轧辊进行一次更换，精轧辊的辊面粗糙度Ra为0.15μm～0.25μm。

优选地，所述的精轧轧程的轧制道次为3～5次，总压下率为45％～65％，其中每个道次的压下率为9％～30％。

优选地，在进行所述精轧轧程的各个道次轧制时，至少在前2个道次每次对精轧辊进行更换，精轧辊的辊面粗糙度Ra为0.15μm～0.25μm，最后一个道次采用成品辊，成品辊的辊面粗糙度Ra为0.10μm～0.15μm。

优选地，在所述的轧制过程中对轧辊表面采用轧制油进行冷却和润滑。

优选地，在所述精轧轧程之后，对成品钢带进行成品清洗处理和保护气氛退火处理。

优选地，所述的清洗处理采用生物脱脂剂和清水对钢带表面进行清洗。

优选地，所述保护气氛退火处理采用连续式卧式光亮退火炉，退火温度为1100℃～1140℃，然后进行快速冷却，使钢带出炉温度低于40℃；其中中间退火的钢带处理量为1020kg/h，成品退火的钢带处理量为1120kg/h，所述的保护气氛采用氨分解气体保护气氛，保护气氛的露点底于-65℃。

优选地，在所述的退火炉上安装保护气体循环过滤净化系统，包括沿气流方向依次设置且通过管道连接的冷却罐A、过滤罐、罗茨风机、除氧罐、冷却罐B和干燥塔，所述退火炉内的保护气体通过该系统处理后重新进入退火炉内循环使用。

本发明的有益效果在于：

1、经本发明的加工方法生产的钢带表面光泽度高、表面颜色均匀一致，因此在后续把钢带制成制品时，制品不需再经过电解，提高了生产效率、降低生产成本且更加环保；

2、具有更好的防腐蚀性，延长了后续制品的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为气体循环过滤系统的结构示意图；

图3为本发明工艺与传统工艺所生产的201不锈钢带和制品的光泽度对比示意图。

具体实施方式

下面结合附图1至附图3对本发明作进一步阐述：

本发明的加工方法主要用于生产厚度为0.4mm～1mm的201不锈钢带。

如图1所示的一种201冷轧不锈钢带的加工方法，其工艺流程：粗轧(二十辊可逆轧制)→脱脂清洗→中间退火(连续式卧式有马弗光亮退火炉)→精轧(二十辊可逆轧制)→二次脱脂清洗→成品退火(连续式卧式有马弗光亮退火炉)→拉矫(辊箱式二十三辊)。本发明的冷轧采用两个冷轧轧程，第一轧程为粗轧轧程，第二轧程为精轧轧程。

在本实施例中，使用的轧机为850mm二十辊可逆式轧机，表1所示的是来料厚度为2.4mm，成品厚度为0.48mm的冷轧工艺，表2所示的为传统的冷轧工艺：

表1：

表2：

如表1和表2所示，通过增加轧程及道次的压下工艺排布能够更好的消除原材料表面带来的白斑、白点、污洉、表面不均匀等缺陷；本实施例采用的工作辊表面粗糙度分别为：粗轧辊0.25μm≤Ra≤0.35μm，精轧辊0.15μm≤Ra≤0.25μm，成品辊0.10μm≤Ra≤0.15μm。因为在轧制时工作辊与钢带接触随着受力、摩擦、发热的发生，工作辊的表面会产生磨损造成工作辊的表面粗糙度增加以及不均，通过多次换辊及不同道次使用不同粗糙度的工作辊，可以更好地保证轧制出来的钢带表面粗糙度细腻与均匀，为提高钢带光泽度打好基础。如下表3，采用本发明的工艺生产的201钢带要比传统工艺生产201钢带的表面粗糙度小且均匀，而且钢带制品后不需要电解即可得到与传统201钢带制品电解后相似的表面粗糙度。

表3：

表3中粗糙度检测方向为与钢带轧制方向垂直。

本发明的冷轧工艺使用轧制油进行冷却润滑，使用过程中定期检测油品并添加以控制轧制油的运动粘度、闪点、皂化值、密度等等各项指数在一定的范围值(表4)并在生产过程中使用“海门霍夫曼”反冲洗系统对轧制油进行换热过滤以保证轧制油的品质。粗轧和精轧步骤中，冷轧压延钢带时使用轧制油进行冷却润滑其优点是：在轧制过程中能在钢带表面生成热稳定性高的边界油膜，以改善润滑状态，降低摩擦磨损，防止擦伤烧结，保证苛刻条件下有良好的润滑作用，使轧制后的钢带表面均匀且光泽度好；由于轧制加工硬化致加工难度加大，冷轧工艺进行润滑轧制可有效降低辊耗以及轧机功耗。

表4：

试验项目	单位	试验方法	规格下限	规格上限	代表值
						40℃运动粘度	mm<sup>2</sup>/s	ASTM D445	7.0	8.6	7.876
100℃运动粘度	mm<sup>2</sup>/s	ASTM D445	-	-	2.365
						酸值(电量法)	mgKOH/g	ASTM D664	-	0.19	0.05
开口闪点	℃	ASTM D92	150	-	164
						水分(卡尔费体)	Ppm	ASTM D6304	-	-	-
密度15℃	g/c m<sup>3</sup>	ASTM D4052	-	-	0.8332
						皂化值	mgKOH/g	ASTM D94	21	29	25.5

经粗轧和精轧后的冷轧钢卷在脱脂清洗线上使用生物脱脂剂和清水进行漂洗，经过多组毛刷以及喷淋把钢带上残留的油膜清洗干净，保证钢带表面的干洁度，尽量避免冷轧钢带在其后的退火过程中发生氧化，并有效减少退火炉炉内掉渣的出现，以及延长退火炉炉胆寿命。

本发明在粗轧轧程后对钢带进行带保护气氛的中间退火的主要目的是使钢带表面在退火过程中与炉内的氢气发生还原反应，消除和防止氧化，提高钢带表面光泽度。而成品保护气氛退火的主要目的是进一步提高钢带表面光泽度，并使不锈钢带得到良好的塑性和冲压性。

本实施例使用的退火炉为连续式卧式有马弗光亮退火炉，中间退火和成品退火的工艺温度为1100℃～1140℃，中间退火工艺的处理量为1020KG/h，成品退火工艺的处理量为1120KG/h，经快速冷却后，使钢带出炉温度小于40℃。

退火炉内通入液氨分解后所得的保护气体(H₂、N₂)15～20m³/h进行无氧退火，为了避免Cr在800℃～1150℃加热区间内的氧化保护气体的露点控制低于-65℃。在退火过程中会有少量空气中的氧气、水气及杂质随着钢带进入退火炉内，致使炉内氧份升高容易使钢带表面产生氧化。因此我们在退火炉上安装了一套保护气体循环过滤净化系统，如图2所示，其包括沿着气流方向依次设置的冷却罐A1、过滤罐2、罗茨风机3、除氧罐4、冷却罐B5、干燥塔6和流量计7，各组成部分通过管道(管道上箭头表示的是管道内气流的流动方向)连接；过滤罐2为二级过滤罐，罐内设置有无纺布滤芯和玻纤过滤纸滤芯；除氧罐4内设置有加热装置和钯触媒；罗茨风机3连接有调频器，调频器控制罗茨风机3的转速；冷却罐A1和冷却罐B5采用水冷却罐。

该系统使用罗茨风机3把炉内气体抽出，再把经过过滤净化的气体通入退火炉内，其工作步骤为：

1、抽出的炉内气体通过冷却罐A1降温；

2、冷却后的气体通过过滤罐2，经无纺布滤芯除去气体中的颗粒灰尘和经玻纤过滤纸滤芯除去气体中的油脂；

3、通入除氧罐3并加热在钯触媒的作用下使气体中的O₂与H₂产生化学反应生成H₂O，以起到除氧的目的；

4、除氧后的气体再通过冷却罐B5冷却，使气体中的水份冷凝成水；

5、然后通过干燥塔6除去气体中的水，使干燥后的气体露点低于-65℃；

6、最后再把净化后的气体通入退火炉内。

此系统的过滤净化流量为100～120m³/h，流量计7用于监测此系统的处理量；通过对退火炉内气体的循环过滤净化可使炉内气氛保持良好，在钢带退火过程中能够更好的保护钢带表面，减少氧化，使钢带表面具有比较好的光泽度。

本发明在对成品钢带进行退火处理后，进行拉矫处理，所使用的拉矫机为二十三辊辊箱式拉矫机，其通过张力辊与多组拉矫工作辊的作用下，对钢带进行拉伸弯曲矫直，改善板型和机械性能，使拉矫后的钢带在纵向及横向无波浪、无瓢曲、无正反弯曲等缺陷。由于拉矫机主要使用在硬态材料的拉矫环节中，本发明针对退火后的软态不锈钢带，摸索出一套不同的延伸率和张力控制制度，在拉矫201冷轧不锈钢带时延伸率控制在0.1％～0.3％，拉矫单位工作张力控制在25％Rp0.2～30％Rp0.2，拉矫后的钢带具有良好的板型，使下游用户在生产制品过程中贴膜、开板、冲压制品等环节中得到便利，提高成品率。

采用本发明的加工方法生产的201不锈钢带主要用于生产“份数盆”制品。市场上大部分使用传统工艺生产出来的201不锈钢带由于钢带表面存在表面光泽度低、钢带表面颜色不均匀、表面氧化层厚等缺陷，其后在制品的生产流程是：钢带开板→冲压制品→清洗制品→电解→成品。而采用本发明的工艺生产的201不锈钢带使最终的钢带表面光泽度高、表面颜色均匀一致，其后在制品的生产流程是：钢带贴膜开板→冲压制品→撕膜清洗制品→成品。

图3为本发明工艺与传统工艺所生产的201不锈钢带和制品的光泽度(GS60°)对比，其中X轴为201钢带的光泽度(Gs60°)，Y轴为制品后的光泽度(Gs60°)。

如图3所示，我们可以看出本发明工艺生产的201冷轧不锈钢带其光泽度(Gs60°)为305～330，制品后的光泽度(Gs60°)为140～170，而传统工艺生产的201冷轧不锈钢带其光泽度(Gs60°)是75～150，制品并电解后的光泽度(Gs60°)为75～85；通过对比可以看出以我司工艺生产的201冷轧不锈钢带的光泽度(Gs60°)比传统工艺生产的更加优异，因此在冲压制品后不需要电解仍然有比较好的光泽度(Gs60°)且符合客户使用要求，而在生产制品流程中因为减少了电解的环节，使下游用户缩短了生产周期，大大的提高了生产效率；而且因为在制品后不需要电解，节省了客户的电解费用以及运输费用，有效的降低了生产成本；并且做到更加的环保。

因为在生产制品时不需要电解，因此采用本发明工艺的201钢带所制作出来的产品，具有更好的防腐蚀性能(表5)，延长了制品产品的使用寿命，在产品的使用过程中用户的卫生健康得到更好的保障。

表5：

实施例二：

本实施例与实施例一的区别主要在于原料钢带厚度与成品钢带厚度的不同，导致两个轧程的工艺稍有不同，其它工艺如退火等与实施例一相同。

在本实施例中，原料钢带的厚度为2.7mm，成品钢带的厚度为0.75mm。

表6所示的为本实施例的冷轧工艺，表7所示的是传统的冷轧工艺。

表6：

表7：

实施例三：

本实施例与其它实施例的区别主要在于原料钢带厚度与成品钢带厚度的不同，导致两个轧程的工艺稍有不同，其它工艺如退火等与实施例一相同。

在本实施例中，原料钢带的厚度为2.4mm，成品钢带的厚度为0.61mm。

表8所示的为本实施例的冷轧工艺，表9所示的是传统的冷轧工艺。

表8：

表9：

实施例四：

在本实施例中，原料钢带的厚度为2.2mm，成品钢带的厚度为0.4mm。

表10所示的为本实施例的一个冷轧工艺，表11所示的是传统的冷轧工艺。

表10：

表11：

实施例五：

在本实施例中，原料钢带的厚度为3.5mm，成品钢带的厚度为1.0mm。

表12所示的为本实施例的冷轧工艺，表13所示的是传统的冷轧工艺。

表12：

表13：

实施例六：

在本实施例中，原料钢带的厚度为3.0mm，成品钢带的厚度为0.4mm。

表14所示的为本实施例的冷轧工艺，表15所示的是传统的冷轧工艺。

表14：

表15：

实施例七：

在本实施例中，原料钢带的厚度为2.0mm，成品钢带的厚度为0.4mm。

表16所示的为本实施例的一个冷轧工艺，表17所示的是传统的冷轧工艺。

表16：

表17：

由上述本发明的各实施例与传统技术方案的比较可以看出，本发明由传统技术的一个轧程改为粗轧和精轧两个轧程，并在轧程之间加中间清洗和退火处理。传统技术方案采用一个轧程，总压下率为71％-87％，(注：总压下率为钢带一个轧程的轧前厚度与终轧厚度的厚度差值与轧前厚度值之百分比)其目的是为了充分利用轧机和轧辊的能力，尽量减少道次和轧程，一次成型，而且只在成品道次换辊。本发明采用两个轧程，其中粗轧轧程从各个实施例来看，总压下率仅为43％～66％，不求一次成型，经中间清洗和退火后再轧至成品厚度，而且在各轧程尤其是精轧轧程的各道次均更换粗糙度不同的精轧辊。

虽然本发明的加工方法在总的加工时间、加工成本方面，是比传统技术方案为高，但本发明是从提高冷轧钢带表面质量出发，才这样做的。这种对于201冷轧带钢的精细化加工，虽然提高了成本，但对下游制成品的加工来说，却取得了提高质量、节约成本和环境保护的显著效果。

以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明的实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。

Claims

1.一种201冷轧不锈钢带的加工方法，其特征在于：当原料钢带厚度为2mm～3.5mm，成品钢带厚度为0.4mm～1mm时，将采用一个冷轧轧程将原料钢带轧至成品钢带厚度，变为采用粗轧和精轧两个冷轧轧程将原料钢带轧至成品钢带厚度，每个轧程包括若干轧制道次，在两个轧程中的粗轧轧程完成之后，对钢带进行中间清洗处理和保护气氛退火处理，然后再进行精轧轧程；所述的粗轧轧程的轧制道次为3次至6次，总压下率为40％～70％，其中每个道次的压下率为10％～25％，在所述的粗轧轧程中，在前2个或前3个道次采用粗轧辊，粗轧辊的辊面粗糙度Ra为0.25μm～0.35μm，在其后的各道次采用精轧辊，并至少对精轧辊进行一次更换，精轧辊的辊面粗糙度Ra为0.15μm～0.25μm；所述的精轧轧程的轧制道次为3～5次，总压下率为45％～65％，其中每个道次的压下率为9％～30％，在进行所述精轧轧程的各个道次轧制时，至少在前2个道次每次对精轧辊进行更换，精轧辊的辊面粗糙度Ra为0.15μm～0.25μm，最后一个道次采用成品辊，成品辊的辊面粗糙度Ra为0.10μm～0.15μm；在所述精轧轧程之后，对成品钢带进行成品清洗处理和保护气氛退火处理。

2.如权利要求1所述的201冷轧不锈钢带的加工方法，其特征在于：在所述的粗轧轧程和精轧轧程中对轧辊表面采用轧制油进行冷却和润滑。

3.如权利要求1所述的201冷轧不锈钢带的加工方法，其特征在于：所述的中间清洗处理和成品清洗处理采用生物脱脂剂和清水对钢带表面进行清洗。

4.如权利要求1所述的201不锈钢钢带的加工方法，其特征在于：所述保护气氛退火处理采用连续式卧式光亮退火炉，退火温度为1100℃～1140℃，然后进行快速冷却，使钢带出炉温度低于40℃；其中中间退火的钢带处理量为1020kg/h，成品退火的钢带处理量为1120kg/h，所述的保护气氛采用氨分解气体保护气氛，保护气氛的露点底于-65℃。

5.如权利要求4所述的201不锈钢钢带的加工方法，其特征在于：在所述的退火炉上安装保护气体循环过滤净化系统，包括沿气流方向依次设置且通过管道连接的冷却罐A、过滤罐、罗茨风机、除氧罐、冷却罐B和干燥塔，所述退火炉内的保护气体通过该系统处理后重新进入退火炉内循环使用。