CN110157891A - 超薄不锈钢带ta退火工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超薄不锈钢带TA退火工艺，包括顺次进行的以下步骤：选料、表面清洗、连续退火、冷却和收取。其中，连续退火过程中，炉内速度控制在3～30m/min，钢带单位张力控制在85～150N/mm2，炉内保护气体为氢气，氢气的露点控制在‑60℃以下，氧含量控制在50ppm以下，加热温度为450～650℃，钢带的TV值为1.8～2.0。本发明的超薄不锈钢带TA退火工艺，在连续退火中对不锈钢带进行拉伸，通过对各过程工艺参数的精确控制，提高了钢板的硬度和弹性力，板面平直，钢带内应力均匀，分条加工或蚀刻后无明显的浪形，满足不同场景的使用需求。

Description

超薄不锈钢带TA退火工艺
技术领域
本发明涉及钢带热处理技术领域，尤其涉及一种超薄不锈钢带TA退火工艺。
背景技术
超薄不锈钢带目前已进入航空航天、医疗电子、计算机、通讯等领域，不锈钢的性能和外观也趋于多元化发展，在电脑硬盘悬架，板带弹簧，硬质金属等领域更需要经过硬化处理的不锈钢。
现有技术一般通过冷轧提高不锈钢带的硬度。冷轧过程中，不锈钢带由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升，但韧塑指标下降、应力分布不均，在进行分条加工或蚀刻时会产生明显的浪形，影响加工成品质量。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种超薄不锈钢带TA退火工艺。具体技术方案如下：
一种超薄不锈钢带TA退火工艺，包括：
1)选料：选取厚度0.03～0.3mm，宽度300～600m的不锈钢带原料；
2)表面清洗：不锈钢带经清洗线开卷机开卷后进入脱脂清洗段，高压喷淋脱脂溶液，然后进入漂洗段进行漂洗，漂洗后进入烘干室进行烘干，烘干后的钢带在清洗线卷取机上完成收卷；
3)连续退火：将清洗后的钢带通过钢卷小车和天车移至TA线开卷机进行开卷，开卷后的钢带经入口密封箱进入炉区，炉内速度控制在3～30m/min，钢带单位张力控制在85～150N/mm2，炉内保护气体为氢气，氢气的露点控制在-60℃以下，氧含量控制在50ppm以下，加热温度为450～650℃，钢带的TV值为1.8～2.0；
4)冷却：将钢带从炉区移至冷却段，冷却段包括急冷段和缓冷段，钢带顺次经过急冷段和缓冷段，在急冷段通过风机将冷却后的氢气吹到钢带表面，风机转速控制在2000r/min，在缓冷段进行自然冷却；
5)收取：将钢带从出口密封箱引出，利用卷取机重新收卷。
可选地，所述步骤2)中，所述脱脂溶液为脱脂剂与水调配成的电导率为20ms/cm的脱脂溶液，脱脂清洗段的温度控制在75℃，以3.0～3.6bar的压力通过喷嘴喷射的方式将脱脂溶液喷射到钢带的上下表面。
可选地，所述步骤2)中，漂洗段以3.0～3.6bar的压力通过喷嘴喷射的方式将去离子水喷射到钢带的上下表面，所述去离子水的电导率小于10us/cm，ph值为7～8.5。
可选地，所述漂洗段包括漂洗一段和漂洗二段，带钢经过漂洗段时顺次进行一次漂洗和二次漂洗。
可选地，所述烘干室通过循环风机吹加热气体的方式进行烘干，循环风机电机转速为1000～1500r/min，加热气体的温度为90℃。
可选地，所述步骤3)中，TA线开卷机开卷后的钢带经入口活套进入炉前张力辊组进行升张力后进入入口密封箱。
可选地，所述入口密封箱内的保护气体为氢气和氮气的混合气，氢气占比大于95％。
可选地，所述步骤5)中，带钢从出口密封箱引出后进入炉后张力辊组进行降张力后，经出口活套在卷取机上重新收卷。
可选地，所述冷却段的保护气氛为氢气，氢气的露点控制在-60℃以下，氧含量控制在50ppm以下。
可选地，不锈钢带为304不锈钢材质。
本发明技术方案的主要优点如下：
本发明的超薄不锈钢带TA退火工艺，在连续退火中对不锈钢带进行拉伸，通过对各过程工艺参数的精确控制，提高了钢板的硬度和弹性力，板面平直，钢带内应力均匀，分条加工或蚀刻后无明显的浪形，满足不同场景的使用需求。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一个实施例提供的超薄不锈钢带TA退火工艺流程图。
具体实施方式
名词解释：
本文中，“超薄”指钢带的厚度为0.03～0.3mm。
TA退火：不锈钢冷变形后的金属在低于再结晶温度加热，以去除内应力，但仍保持冷加工硬化效果的热处理，称为应力退火。钢带在应力退火的过程中通过拉伸，改善钢带的板型和降低钢带抗拉强度，提高钢带屈服强度，从而提高钢带的延伸性和塑性，这种工艺称为TA退火(又称低温变形处理)。
钢带TV值：板厚与该板厚时机组允许的最高工艺速度之乘积称为TV值(即，TV值对应1.0mm钢带的运行速度)，机组的最大TV值受退火炉性能决定，因此一般用最大TV值来衡量一个炉子的退火能力。
本发明采用卧式TA退火炉进行钢带的张力退火，该生产线为连续热处理线，炉前炉后配制有活套装置，可以保证钢带在换卷时不影响炉内钢带的正常工艺速度。其中，连续退火段为卧式密闭全氢马弗炉，入口和出口处由羊毛毡辊密封，由氮气进行密封口的保护。马弗炉前和炉后有张力升降装置(张力辊组)，马弗炉前有张力计辊，通过闭环精确控制炉内张力，炉内最大张力为4.6吨。马弗加热长度为11米，最高温度800℃。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。
如附图1所示，本发明实施例提供了一种超薄不锈钢带TA退火工艺，包括：
1)选料：选取厚度0.03～0.3mm，宽度300～600m的不锈钢带原料。
2)表面清洗：不锈钢带经清洗线开卷机开卷后进入脱脂清洗段，高压喷淋脱脂溶液，然后进入漂洗段进行漂洗，漂洗后进入烘干室进行烘干，烘干后的钢带在清洗线卷取机上完成收卷。通过上述过程对不锈钢带进行清洗，去除钢带表面油污和杂物等，提高退火后的钢带表面质量。
3)连续退火：将清洗后的钢带通过钢卷小车和天车移至TA线开卷机进行开卷，开卷后的钢带经入口密封箱进入炉区，炉内速度控制在3～30m/min(例如，可以为3m/min、15m/min、30m/min等)，钢带单位张力控制在85～150N/mm2(例如，可以为85N/mm2、120N/mm2、150N/mm2等)，炉内保护气体为氢气，氢气的露点控制在-60℃以下，氧含量控制在0～50ppm，加热温度为450～650℃(例如，可以为450℃、500℃、650℃等)，钢带的TV值为1.8～2.0(例如，可以为1.8、1.9、2.0等)。通过上述连续退火过程，对炉内速度和张力进行控制，使不锈钢带的板面平直，内应力均匀。采用氢气作为保护空气，且氢气的露点控制在-60℃以下，水蒸气含量较低，且氧含量控制在50ppm以下，避免不锈钢带在退火过程中发生氧化。
4)冷却：将钢带从炉区移至冷却段，冷却段包括急冷段和缓冷段，钢带顺次经过急冷段和缓冷段，在急冷段通过风机将冷却后的氢气吹到钢带表面，风机转速控制在2000r/min，在缓冷段进行自然冷却。急冷段通过风机吹冷却后的氢气，一方面可以实现快速降温，另一方面可以避免不锈钢带发生氧化现象。缓冷段进行自然冷却，使钢带出冷却段的温度为环境温度。
5)收取：将钢带从出口密封箱引出，利用卷取机重新收卷。
可见，本发明实施例提供的超薄不锈钢带TA退火工艺，在连续退火中对不锈钢带进行拉伸，通过对各过程工艺参数的精确控制，提高了钢板的硬度和弹性力，板面平直，钢带内应力均匀，分条加工或蚀刻后无明显的浪形，满足不同场景的使用需求。
可选地，步骤2)中，脱脂溶液为脱脂剂与水调配成的电导率为20ms/cm的脱脂溶液，脱脂清洗段的温度控制在75℃，以3.0～3.6bar(例如，3.0bar、3.4bar、3.6bar等)的压力通过喷嘴喷射的方式将脱脂溶液喷射到钢带的上下表面。如此设置，能够提高清洗效果。其中，脱脂剂可以为凯玛仕VI型脱脂剂。
可选地，步骤2)中，漂洗段以3.0～3.6bar(例如，3.0bar、3.4bar、3.6bar等)的压力通过喷嘴喷射的方式将去离子水喷射到钢带的上下表面，去离子水的电导率小于10us/cm，ph值为7～8.5。
其中，漂洗段包括漂洗一段和漂洗二段，带钢经过漂洗段时顺次进行一次漂洗和二次漂洗。通过两次漂洗，提高漂洗效果。
可选地，烘干室通过循环风机吹加热气体的方式进行烘干，循环风机电机转速为1000～1500r/min(例如，可以为1000r/min、1300r/min、1500r/min)，加热气体的温度为90℃。
可选地，步骤3)中，TA线开卷机开卷后的钢带经入口活套进入炉前张力辊组进行升张力后进入入口密封箱。不锈钢带在炉区内进行拉伸，其在炉区内的张力大于外界张力，通过炉前张力辊组进行升张力，对不锈钢带的张力进行控制。通过设置入口活套，可以保证钢带在换卷时不影响炉内钢带的正常工艺速度。
可选地，本发明实施例中，入口密封箱内的保护气体为氢气和氮气的混合气，氢气占比大于95％，以达到较好的保护效果。
可选地，步骤5)中，带钢从出口密封箱引出后进入炉后张力辊组进行降张力后，经出口活套在卷取机上重新收卷。通过张力辊组进行降张力，便于对引出的钢带进行收卷。通过设置出口活套，可以保证钢带在换卷时不影响炉内钢带的正常工艺速度。
可选地，冷却段的保护气氛为氢气，氢气的露点控制在-60℃以下，氧含量控制在50ppm以下。氢气的露点控制在-60℃以下，使氢气中的水蒸气含量较低，且氧气浓度较低，避免钢带发生氧化现象。
本发明实施例提供的超薄不锈钢带TA退火工艺，可以适用于超薄不锈钢的TA退火，优选地，尤其适用于304不锈钢材质的超薄不锈钢带。
以下结合具体示例，对本发明实施例提供的超薄不锈钢带TA退火工艺进行进一步说明：
实施例一：
本实例中选择牌号为SUS304 1/2H的精密不锈钢原料卷，厚度0.2mm，宽度610mm。钢带翘曲度36mm，沟槽9mm，刚度2％，边浪2.9mm，中浪2.8mm。
第一步：原料卷用天车放置在清洗线开卷机进行上卷。
第二步：钢带经开卷机开卷后进入脱脂清洗段，脱脂段高压喷淋区将脱脂剂(凯玛仕Ⅵ型脱脂剂)与水调配成电导率为20ms/cm的脱脂溶液，温度控制在75℃，以3.2bar的压力通过喷嘴喷射的方式将脱脂溶液喷射到钢带的上下表面；漂洗一段和漂洗二段漂采用电导率8μs/cm，PH值8的去离子水，以3.3bar的压力通过喷嘴喷射的方式将去离子水喷射到钢带的上下表面。随后钢带进入气体加热的烘干室内进行烘干，烘干室内循环风机电机转速设定为1000r/min，烘干温度设定为110℃。
第三步：钢带在清洗线的卷取机上进行收卷，通过钢卷小车，天车将钢卷运送到TA线的开卷机上进行开卷。
第四步：钢带在TA线上入口剪机剪掉头部，与前一卷钢带末端焊接经入口活套进入炉前张力辊组，开卷部分单位张力设置为17N/mm2。入口密封箱为氢气和氮气的混合气体，其中氢气的比例大于96％。钢带进入炉区后，炉内速度控制在8m/min，钢带单位张力控制在140N/mm2，炉内保护气体为99.999％的氢气，氢气的露点为-65℃，氢气供应管路氧含量为2ppm，氮气供应管路氧含量为6ppm，炉内氧含量为3ppm。六个炉区的加热温度分别为：450℃，450℃，450℃，480℃，480℃，480℃。
第五步：钢带从炉区进入冷却区域，冷却区域分为急冷段和缓冷段，急冷段风机转速控制在2000r/min，缓冷段为自然冷却，冷却段的保护气氛为99.999％的氢气，氢气的露点为-62℃，冷却段氧含量为0.6ppm。钢带出溜槽的温度为32℃。钢带经过出口密封进入炉后张力辊组，经过炉后张力辊组降张力后，张力达到17N/mm2。
第五步：钢带从出口密封箱中引出后卷取前张力辊，卷取机张力设置为25N/mm2，卷取机上重新收卷。
第六步：成品检测，经过TA线热处理的钢带，翘曲度为钢带翘曲度23mm，沟槽4mm，刚度1.3％，边浪1.3mm，中浪1.2mm。板面平直，内应力均匀。
本实例的产能可达0.53t/h，按照全月运行309h，年产量可达3711t。
实施例二：
本实例中选择牌号为SUS304 3/4H的精密不锈钢原料卷，厚度0.1mm，宽度610mm。钢带翘曲度32mm，沟槽8mm，刚度1.7％，边浪2.5mm，中浪2.3mm。
第一步：原料卷用天车放置在清洗线开卷机进行上卷。
第二步：带钢经开卷机开卷后进入脱脂清洗段，脱脂段高压喷淋区将脱脂剂(凯玛仕Ⅵ型脱脂剂)与水调配成电导率为20ms/cm的脱脂溶液，温度控制在75℃，以3.6bar的压力通过喷嘴喷射的方式将脱脂溶液喷射到带钢的上下表面；漂洗一段和漂洗二段漂采用电导率9μs/cm，PH值7范围之间的去离子水，以3.6bar的压力通过喷嘴喷射的方式将去离子水喷射到带钢的上下表面。随后带钢进入气体加热的烘干室内进行烘干，烘干室内循环风机电机转速设定为1000r/min，烘干温度设定为110℃。
第三步：带钢在清洗线的卷取机上进行收卷，通过钢卷小车，天车将钢卷运送到TA线的开卷机上进行开卷。
第四步：带钢在TA线上入口剪机剪掉头部，与前一卷钢带末端焊接经入口活套进入炉前张力辊组，这里开卷部分单位张力设置为17N/mm2。入口密封箱为氢气和氮气的混合气体，其中氢气的比例大于96％。带钢进入炉区后，炉内速度控制在16m/min，钢带单位张力控制在135N/mm2，炉内保护气体为99.999％的氢气，氢气的露点为-64℃，氢气供应管路氧含量为2ppm，氮气供应管路氧含量为5ppm，炉内氧含量为3ppm。六个炉区的加热温度分别为：450℃，450℃，450℃，480℃，480℃，480℃。
第五步：带钢从炉区进入冷却区域，冷却区域分为缓冷段和急冷段，缓冷段为自然冷却，急冷段风机转速控制在2000r/min，冷却段的保护气氛为99.999％的氢气，氢气的露点为-62℃，冷却段氧含量为0.6ppm。钢带出溜槽的温度为30℃。带钢经过出口密封进入炉后张力辊组，经过炉后张力辊组降张力后，张力达到17N/mm2。
第五步：带钢从出口密封箱中引出后卷取前张力辊，卷取机张力设置为25N/mm2，卷取机上重新收卷。
第六步：成品检测，经过TA线热处理的钢带，翘曲度为钢带翘曲度20mm，沟槽3.9mm，刚度1.2％，边浪1.2mm，中浪1.1mm。板面平直，内应力均匀。
本实例的产能可达0.53t/h，按照全月运行309h，年产量可达3711t。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。
最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种超薄不锈钢带TA退火工艺，其特征在于，包括：
1)选料：选取厚度0.03～0.3mm，宽度300～600m的不锈钢带原料；
2)表面清洗：不锈钢带经清洗线开卷机开卷后进入脱脂清洗段，高压喷淋脱脂溶液，然后进入漂洗段进行漂洗，漂洗后进入烘干室进行烘干，烘干后的钢带在清洗线卷取机上完成收卷；
3)连续退火：将清洗后的钢带通过钢卷小车和天车移至TA线开卷机进行开卷，开卷后的钢带经入口密封箱进入炉区，炉内速度控制在3～30m/min，钢带单位张力控制在85～150N/mm2，炉内保护气体为氢气，氢气的露点控制在-60℃以下，氧含量控制在50ppm以下，加热温度为450～650℃，钢带的TV值为1.8～2.0；
4)冷却：将钢带从炉区移至冷却段，冷却段包括急冷段和缓冷段，钢带顺次经过急冷段和缓冷段，在急冷段通过风机将冷却后的氢气吹到钢带表面，风机转速控制在2000r/min，在缓冷段进行自然冷却；
5)收取：将钢带从出口密封箱引出，利用卷取机重新收卷。
2.根据权利要求1所述的超薄不锈钢带TA退火工艺，其特征在于，所述步骤2)中，所述脱脂溶液为脱脂剂与水调配成的电导率为20ms/cm的脱脂溶液，脱脂清洗段的温度控制在75℃，以3.0～3.6bar的压力通过喷嘴喷射的方式将脱脂溶液喷射到钢带的上下表面。
3.根据权利要求1所述的超薄不锈钢带TA退火工艺，其特征在于，所述步骤2)中，漂洗段以3.0～3.6bar的压力通过喷嘴喷射的方式将去离子水喷射到钢带的上下表面，所述去离子水的电导率小于10us/cm，ph值为7～8.5。
4.根据权利要求1或3所述的超薄不锈钢带TA退火工艺，其特征在于，所述漂洗段包括漂洗一段和漂洗二段，带钢经过漂洗段时顺次进行一次漂洗和二次漂洗。
5.根据权利要求1所述的超薄不锈钢带TA退火工艺，其特征在于，所述烘干室通过循环风机吹加热气体的方式进行烘干，循环风机电机转速为1000～1500r/min，加热气体的温度为90℃。
6.根据权利要求1所述的超薄不锈钢带TA退火工艺，其特征在于，所述步骤3)中，TA线开卷机开卷后的钢带经入口活套进入炉前张力辊组进行升张力后进入入口密封箱。
7.根据权利要求1或6所述的超薄不锈钢带TA退火工艺，其特征在于，所述入口密封箱内的保护气体为氢气和氮气的混合气，氢气占比大于95％。
8.根据权利要求1所述的超薄不锈钢带TA退火工艺，其特征在于，所述步骤5)中，带钢从出口密封箱引出后进入炉后张力辊组进行降张力后，经出口活套在卷取机上重新收卷。
9.根据权利要求1所述的超薄不锈钢带TA退火工艺，其特征在于，所述冷却段的保护气氛为氢气，氢气的露点控制在-60℃以下，氧含量控制在50ppm以下。
10.根据权利要求1所述的超薄不锈钢带TA退火工艺，其特征在于，不锈钢带为304不锈钢材质。
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