CN111054746B - 一种高碳钢的冷轧生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高碳钢的冷轧生产工艺，包括如下步骤：酸洗、第一次退火、第一次压延、第二次退火、第二次压延、第三次退火、精整、成品入库，本发明降低酸洗后第一次退火的温度，使得常规退火炉都可以生产，生产成本更低，提高了生产设备的使用寿命，生产出的产品性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢带的生产工艺，尤其涉及一种高碳钢的冷轧生产工艺。
背景技术
国内高碳钢的生产常年以来都被进口料把持，采用进口热轧卷的比较多，冷轧生产工艺上也采用传统生产流程，依次酸洗、球化退火、压延、球化退火、压延、球化退火、精整、成品入库，特别是第一次球化退火，对于高碳钢而言，通常要达到780℃左右，对于普通的罩式退火炉而言，温度过高，不易生产，而且还容易由于出现温度的不均匀导致球化不均匀，影响后期轧制，产生较大的厚度公差波动，此传统生产工艺流程对生产设备的要求较高。
球化退火说明：常规球化退火需要加热到比奥氏体转变温度727摄氏度高温20摄氏度左右，并保温一段时间才能完成，而高碳钢由于含碳量过高，其奥氏体转变温度温度比常规低碳钢还要高，考虑到罩退炉的温差问题，780摄氏度进行高碳钢的球化退火是必要的，而常规的罩退炉设计最高温度都是750摄氏度强行生产，风险比较大。
发明内容
本发明目的在于提供一种高碳钢的冷轧生产工艺，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
本发明解决其技术问题的解决方案是：
一种高碳钢的冷轧生产工艺，包括如下步骤：
S1：酸洗，将钢带送入矫直辊进行矫直，并对钢带进行焊接，随后对钢带依次进行酸洗、水洗与烘干后，再收卷成钢卷；
S2：第一次退火，将步骤S1中所得的钢卷装入到罩式退火炉中，并以15立方米每小时的流量向罩式退火炉中通入保护气体，持续20分钟，然后吊入加热罩后开始升温，在15小时内将温度提升至700摄氏度，此时保护气体流量保持10立方米每小时，接着在700摄氏度下保温12小时，并以1至5立方米每小时的流量持续通入保护气体，保温结束后随炉冷却至550摄氏度，加大保护气体流量至10立方米每小时，并吊走加热罩，利用风冷降温至300摄氏度，再利用水冷继续降温至80摄氏度后出炉；
S3：第一次压延，将步骤S2中所得的钢卷进行五道次压延轧制，厚度工艺依次为2.5毫米、2.25毫米、1.95毫米、1.7毫米、1.52毫米、1.4毫米；
S4：第二次退火，将步骤S3中所得的钢卷装入到罩式退火炉中，并以15立方米每小时的流量向罩式退火炉中通入保护气体，持续20分钟，然后吊入加热罩后开始升温，在17小时内将温度提升至750摄氏度，此时保护气体流量保持10立方米每小时，接着在750摄氏度下保温9小时，并以1至5立方米每小时的流量持续通入保护气体，第一次保温结束后按每小时20摄氏度的降温速度降至700摄氏度，开始第二次保温，保温时间6小时，保温结束后按每小时20摄氏度的降温速度降至550摄氏度，加大保护气体流量至10立方米每小时，并吊走加热罩，利用风冷降温至300摄氏度，再利用水冷继续降温至80摄氏度后出炉；
S5：第二次压延，将步骤S4中所得的钢卷进行五道次压延轧制，厚度工艺依次为：1.4毫米、1.2毫米、0.95毫米、0.75毫米、0.6毫米、0.5毫米；
S6：第三次退火，将步骤S5中所得的钢卷装入到罩式退火炉中，并以15立方米每小时的流量向罩式退火炉中通入保护气体，持续20分钟，然后吊入加热罩后开始升温，在15小时内将温度提升至700摄氏度，此时保护气体流量保持10立方米每小时，接着在700摄氏度下保温12小时，并以1至5立方米每小时的流量持续通入保护气体，保温结束后按每小时20摄氏度的降温速度降至550摄氏度，加大保护气体流量至10立方米每小时，并吊走加热罩，利用风冷降温至300摄氏度，再利用水冷继续降温至80摄氏度后出炉；
S7：精整，将步骤S6中所得的钢卷送入精整机，进行恒压力平整，修整板型，得到半成品；
S8：成品入库，将步骤S7中所得的半成品送入分条机，依次进行分边、分卷、涂油工序后入库。
该技术方案至少具有如下的有益效果：整个加工过程依次经过酸洗、第一次退火、第一次压延、第二次退火、第二次压延、第三次退火、精整、成品入库的加工工序，其中，第一次退火与第三次退火为常规的退火，而第二次退火为球化退火，此加工方式降低酸洗后第一次退火的温度，使得常规退火炉都可以生产；降低第一次以及第三次退火温度也是降低了生产成本；降低了第一次退火温度，退火的均匀性更高，防止首次球化退火温度过高导致球化不均匀引起轧制公差偏大；降低了退火温度，退火炉的使用寿命更长，安全性更高；生产出的产品性能优异。
作为上述技术方案的进一步改进，步骤S1中使用的钢带为SK85钢。
作为上述技术方案的进一步改进，步骤S2、步骤S4、步骤S6中所使用的保护气体均为纯氢，纯氢包含95％以上的氢气、5％以下的氮气。
作为上述技术方案的进一步改进，步骤S1对钢带进行焊接中，钢带先经过在线焊机焊接，然后在焊缝处补焊连接板。
作为上述技术方案的进一步改进，步骤S1对钢带进行酸洗中，依次采用四个酸槽进行酸洗除锈，盐酸浓度依次为1至5％、5至10％、10至15％、15至25％，槽液温度为60至70摄氏度，并依次采用五个水槽进行漂洗除残酸，漂洗水温度65至75摄氏度。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S3及步骤S5中，乳化液浓度为2至3％，乳化液温度为50至55摄氏度。
作为上述技术方案的进一步改进，步骤S4与步骤S6中，钢卷在退火前先经过清洗除油，并将卷取张力减少至4千牛。
作为上述技术方案的进一步改进，步骤S7中精整张力为1千牛，钢卷厚度压下0.01毫米，平整液浓度为3％至5％。
作为上述技术方案的进一步改进，步骤S8中，对钢卷的双面涂油，每面涂油量为300至400毫克每平方米。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接辅件，来组成更优的连接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
一种高碳钢的冷轧生产工艺，包括如下步骤：
S1：酸洗，将钢带送入矫直辊进行矫直，并对钢带进行焊接，随后对钢带依次进行酸洗、水洗与烘干后，再收卷成钢卷，钢带选用SK85钢，由于SK85的焊接难度大，焊接时间长，常规酸洗速度为60米/分钟，并不够用，为了防止停带在酸槽中发黄，酸洗速度降低至30米/分钟；
S2：第一次退火，将步骤S1中所得的钢卷装入到罩式退火炉中，并以15立方米每小时的流量向罩式退火炉中通入保护气体，持续20分钟，然后吊入加热罩后开始升温，在15小时内将温度提升至700摄氏度，此时保护气体流量保持10立方米每小时，接着在700摄氏度下保温12小时，并以1至5立方米每小时的流量持续通入保护气体，保温结束后随炉冷却至550摄氏度，加大保护气体流量至10立方米每小时，并吊走加热罩，利用风冷降温至300摄氏度，再利用水冷继续降温至80摄氏度后出炉；
S3：第一次压延，将步骤S2中所得的钢卷进行五道次压延轧制，厚度工艺依次为2.5毫米、2.25毫米、1.95毫米、1.7毫米、1.52毫米、1.4毫米，此处的第一次退火为常规退火，经过多次试验，第一次退火采取常规退火，和第一次退火采用球化退火，对于轧机的轧制工艺影响而言，没有多大影响，常规退火和球化退火，轧制的压下量和轧制压力没有明显差异，由于是常规退火，钢板内部组织没有发生大的相变，只是硬度降低，所以轧制过程中厚度不会跳动，厚度公差为±0.01毫米，而高温球化退火一旦出现球化不均匀，厚度公差至少±0.04毫米；
S4：第二次退火，将步骤S3中所得的钢卷装入到罩式退火炉中，并以15立方米每小时的流量向罩式退火炉中通入保护气体，持续20分钟，然后吊入加热罩后开始升温，在17小时内将温度提升至750摄氏度，此时保护气体流量保持10立方米每小时，接着在750摄氏度下保温9小时，并以1至5立方米每小时的流量持续通入保护气体，第一次保温结束后按每小时20摄氏度的降温速度降至700摄氏度，开始第二次保温，保温时间6小时，保温结束后按每小时20摄氏度的降温速度降至550摄氏度，加大保护气体流量至10立方米每小时，并吊走加热罩，利用风冷降温至300摄氏度，再利用水冷继续降温至80摄氏度后出炉，第二次退火为球化退火，球化退火的实质是钢板再加热至超过奥氏体转变温度以后，钢板由常温下的珠光体逐步转化为珠光体加奥氏体的组织，由于奥氏体的固溶碳的能力强过珠光体，所以其间的片状或网状的渗碳体组织开始溶解断裂，部分碳原子固溶进入奥氏体组织，渗碳体由片状或网状转变成颗粒状，此时再缓慢降温至奥氏体转变温度以下后，渗碳体的溶解过程终止，片状或网状渗碳体消失，分解为颗粒，并慢慢形成球状，全部渗碳体组织分解断裂并转变为球状后，球化退火完成，高碳钢之所以需要进行球化退火主要是为了软化钢板，提高塑性和韧性，易于加工，而且球化组织的淬透性非常好，对于后期的热处理也大有帮助，由于经过了压延变形，钢板的奥氏体转变温度降低，球化退火温度可以明显下降，经过多次试验，冷压延变形(本轧制工艺，共计约44％变形量)后750摄氏度进行球化退火，其球化效果与酸洗后780摄氏度的球化退火相当；
S5：第二次压延，将步骤S4中所得的钢卷进行五道次压延轧制，厚度工艺依次为：1.4毫米、1.2毫米、0.95毫米、0.75毫米、0.6毫米、0.5毫米，由于球化退火温度较低，温度的均匀性更好，出现球化不均匀性的可能性更低，同时轧制时厚度波动的可能性更低，此工艺下，二次压延厚度公差±0.008毫米；
S6：第三次退火，将步骤S5中所得的钢卷装入到罩式退火炉中，并以15立方米每小时的流量向罩式退火炉中通入保护气体，持续20分钟，然后吊入加热罩后开始升温，在15小时内将温度提升至700摄氏度，此时保护气体流量保持10立方米每小时，接着在700摄氏度下保温12小时，并以1至5立方米每小时的流量持续通入保护气体，保温结束后按每小时20摄氏度的降温速度降至550摄氏度，加大保护气体流量至10立方米每小时，并吊走加热罩，利用风冷降温至300摄氏度，再利用水冷继续降温至80摄氏度后出炉，第三次退火为常规退火，经过多次实际生产测试，第三次退火采取控制冷却速度方式的常规退火和球化退火相比，其退火效果相差无几，所以第三次退火优化为常规退火，降低了退火温度；
S7：精整，将步骤S6中所得的钢卷送入精整机，进行恒压力平整，修整板型，得到半成品，由于钢带经过退火后，或多或少每层钢卷之间会出现粘接现象，必须经过平整机带张力的生产方式，防止粘接缺陷的发生，同时工具钢产品多为光面，需要电镀处理，所以通过光面的精整辊轻微压一下，改善板面的同时，也改善了板型；
S8：成品入库，将步骤S7中所得的半成品送入分条机，依次进行分边、分卷、涂油工序后入库，精整完成后进入分条机组，按客户的要求修正宽度，分合适的卷重，以及涂油防锈。
由上述可知，整个加工过程依次经过酸洗、第一次退火、第一次压延、第二次退火、第二次压延、第三次退火、精整、成品入库的加工工序，其中，第一次退火与第三次退火为常规的退火，而第二次退火为球化退火，此加工方式降低酸洗后第一次退火的温度，使得常规退火炉都可以生产；降低第一次以及第三次退火温度也是降低了生产成本；降低了第一次退火温度，退火的均匀性更高，防止首次球化退火温度过高导致球化不均匀引起轧制公差偏大；降低了退火温度，退火炉的使用寿命更长，安全性更高；生产出的产品性能优异。
在一些实施例中，步骤S1中使用的钢带为SK85钢。SK85为日本牌号，为高级碳素工具钢，含碳量0.8％至0.9％
在一些实施例中，步骤S2、步骤S4、步骤S6中所使用的保护气体均为纯氢，纯氢包含95％以上的氢气、5％以下的氮气。纯氢作为保护气体相对于氮氢混合气体而言，板面清洁度更高，导热效果更好。保温阶段保护气体由流量控制改为采取炉压控制，大大降低了保护气体消耗。
在一些实施例中，步骤S1对钢带进行焊接中，钢带先经过在线焊机焊接，然后在焊缝处补焊连接板，增强焊缝强度，预防焊缝断带。
在一些实施例中，步骤S1对钢带进行酸洗中，依次采用四个酸槽进行酸洗除锈，盐酸浓度依次为1至5％、5至10％、10至15％、15至25％，槽液温度为60至70摄氏度，并依次采用五个水槽进行漂洗除残酸，漂洗水温度65至75摄氏度。
在一些实施例中，在步骤S3及步骤S5中，乳化液浓度为2至3％，乳化液温度为50至55摄氏度。
在一些实施例中，步骤S4与步骤S6中，钢卷在退火前先经过清洗除油，并将卷取张力减少至4千牛。
在一些实施例中，步骤S7中精整张力为1千牛，钢卷厚度压下0.01毫米，平整液浓度为3％至5％。
在一些实施例中，步骤S8中，对钢卷的双面涂油，每面涂油量为300至400毫克每平方米。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (9)
1.一种高碳钢的冷轧生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1：酸洗，将钢带送入矫直辊进行矫直，并对钢带进行焊接，随后对钢带依次进行酸洗、水洗与烘干后，再收卷成钢卷；
S2：第一次退火，将步骤S1中所得的钢卷装入到罩式退火炉中，并以15立方米每小时的流量向罩式退火炉中通入保护气体，持续20分钟，然后吊入加热罩后开始升温，在15小时内将温度提升至700摄氏度，此时保护气体流量保持10立方米每小时，接着在700摄氏度下保温12小时，并以1至5立方米每小时的流量持续通入保护气体，保温结束后随炉冷却至550摄氏度，加大保护气体流量至10立方米每小时，并吊走加热罩，利用风冷降温至300摄氏度，再利用水冷继续降温至80摄氏度后出炉；
S3：第一次压延，将步骤S2中所得的钢卷进行五道次压延轧制，厚度工艺依次为2.5毫米、2.25毫米、1.95毫米、1.7毫米、1.52毫米、1.4毫米；
S4：第二次退火，将步骤S3中所得的钢卷装入到罩式退火炉中，并以15立方米每小时的流量向罩式退火炉中通入保护气体，持续20分钟，然后吊入加热罩后开始升温，在17小时内将温度提升至750摄氏度，此时保护气体流量保持10立方米每小时，接着在750摄氏度下保温9小时，并以1至5立方米每小时的流量持续通入保护气体，第一次保温结束后按每小时20摄氏度的降温速度降至700摄氏度，开始第二次保温，保温时间6小时，保温结束后按每小时20摄氏度的降温速度降至550摄氏度，加大保护气体流量至10立方米每小时，并吊走加热罩，利用风冷降温至300摄氏度，再利用水冷继续降温至80摄氏度后出炉；
S5：第二次压延，将步骤S4中所得的钢卷进行五道次压延轧制，厚度工艺依次为：1.4毫米、1.2毫米、0.95毫米、0.75毫米、0.6毫米、0.5毫米；
S6：第三次退火，将步骤S5中所得的钢卷装入到罩式退火炉中，并以15立方米每小时的流量向罩式退火炉中通入保护气体，持续20分钟，然后吊入加热罩后开始升温，在15小时内将温度提升至700摄氏度，此时保护气体流量保持10立方米每小时，接着在700摄氏度下保温12小时，并以1至5立方米每小时的流量持续通入保护气体，保温结束后按每小时20摄氏度的降温速度降至550摄氏度，加大保护气体流量至10立方米每小时，并吊走加热罩，利用风冷降温至300摄氏度，再利用水冷继续降温至80摄氏度后出炉；
S7：精整，将步骤S6中所得的钢卷送入精整机，进行恒压力平整，修整板型，得到半成品；
S8：成品入库，将步骤S7中所得的半成品送入分条机，依次进行分边、分卷、涂油工序后入库。
2.根据权利要求1所述的一种高碳钢的冷轧生产工艺，其特征在于：步骤S1中使用的钢带为SK85钢。
3.根据权利要求1所述的一种高碳钢的冷轧生产工艺，其特征在于：步骤S2、步骤S4、步骤S6中所使用的保护气体均为纯氢，纯氢包含95％以上的氢气、5％以下的氮气。
4.根据权利要求1所述的一种高碳钢的冷轧生产工艺，其特征在于：步骤S1对钢带进行焊接中，钢带先经过在线焊机焊接，然后在焊缝处补焊连接板。
5.根据权利要求1所述的一种高碳钢的冷轧生产工艺，其特征在于：步骤S1对钢带进行酸洗中，依次采用四个酸槽进行酸洗除锈，盐酸浓度依次为1至5％、5至10％、10至15％、15至25％，槽液温度为60至70摄氏度，并依次采用五个水槽进行漂洗除残酸，漂洗水温度65至75摄氏度。
6.根据权利要求1所述的一种高碳钢的冷轧生产工艺，其特征在于：在步骤S3及步骤S5中，乳化液浓度为2至3％，乳化液温度为50至55摄氏度。
7.根据权利要求1所述的一种高碳钢的冷轧生产工艺，其特征在于：步骤S4与步骤S6中，钢卷在退火前先经过清洗除油，并将卷取张力减少至4千牛。
8.根据权利要求1所述的一种高碳钢的冷轧生产工艺，其特征在于：步骤S7中精整张力为1千牛，钢卷厚度压下0.01毫米，平整液浓度为3％至5％。
9.根据权利要求1所述的一种高碳钢的冷轧生产工艺，其特征在于：步骤S8中，对钢卷的双面涂油，每面涂油量为300至400毫克每平方米。
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