CN111993216B

CN111993216B - 用于制造表面粗糙度Ra≤5μm的双相不锈钢热轧中板的方法

Info

Publication number: CN111993216B
Application number: CN202010626685.6A
Authority: CN
Inventors: 李国平; 丁晨晖; 孙铭山; 高冰; 秦宇航; 裴明德
Original assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Current assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Priority date: 2020-07-02
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2022-07-22
Anticipated expiration: 2040-07-02
Also published as: CN111993216A

Abstract

本发明公开一种用于制造表面粗糙度Ra≤5μm的双相不锈钢热轧中板的方法，其中，包括：执行铸坯修磨工艺优化步骤，其中，以粗磨结合精磨的方式，使铸坯表面粗糙度Ra≤70μm；执行中板热处理步骤，其中，铸坯加热→初次高压水除鳞→粗轧→二次高压水除鳞→精轧，并且，在精轧过程中，精轧机的工作辊每个周期过钢量小于100t，从而获得轧制后钢板；在执行中板热处理步骤后，执行表面抛丸机械除磷步骤，其中，选用合适的钢丸和钢砂的混合丸料，以预定抛丸速度对钢板进行抛丸处理，从而制得期望的热轧中板。本发明制造出的双相不锈钢热轧中板表面粗糙度Ra≤5μm、酸洗色泽均一、及修磨点少，可适用于制造化学品船用双相不锈钢热轧中板。

Description

用于制造表面粗糙度Ra≤5μm的双相不锈钢热轧中板的方法

技术领域

本发明涉及不锈钢技术领域，尤其涉及一种用于制造表面粗糙度Ra≤5μm的双相不锈钢热轧中板的方法。

背景技术

一般而言，双相不锈钢是指室温组织中奥氏体与铁素体共存的不锈钢，其具有高强度，例如其屈服强度一般为奥氏体不锈钢的两倍，还具有良好的耐Cl^-点蚀、耐应力腐蚀及焊接性能等突出优点，在石化、制盐、水工、造船等领域得到广泛使用。由于在双相不锈钢成分设计中采用了以N代Ni的思路，因而与普通奥氏体不锈钢及超级奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的Ni含量明显降低，制造成本降低，属资源节约型钢种。

在双相不锈钢的众多应用领域中，化学品船制造因具有需求数量大、实物质量高等特点，而备受关注。化学品船也称作液货船，一般是指建造或改装用于运载各种有毒的、易燃的、易发挥或有腐蚀性化学物质的货船，其中，承载多种液体介质并频繁切换的液货舱，对双相不锈钢的表面粗糙度Ra提出了较严苛要求。低的表面粗糙度Ra可以实现货舱内表面清洁的高效化、便捷化，相反会造成清洁困难，甚至导致液体交叉污染。由于双相不锈钢热轧中板的表面粗糙度Ra一般在6～8μm，因此表面残留有铸坯修磨的磨痕，不能满足液体运输要求；为此，可采用专业化的表面抛光方式，以提升表面质量，然而，这样导致工作人员的劳动强度大、环境恶劣，不符合产业发展方向。

去除工作人员的专业化抛光工序，以双相不锈钢中板表面出钢厂的状态，直接用于液货舱的制造，已经成为化学品船制造行业的趋势。当前，表面粗糙度Ra≤5μm、酸洗色泽均一、修磨点少是典型的双相不锈钢中板交货特点。迄今，国际上有少数钢厂可生产具有上述交货特点的双相不锈钢热轧中板，但中国国内尚未出现制造此种双相不锈钢热轧中板的方法的相关报道。

因此，本领域需要一种新的用于制造表面粗糙度Ra≤5μm的双相不锈钢热轧中板的方法。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种新的用于制造表面粗糙度Ra≤5μm的双相不锈钢热轧中板的方法，其制造出的双相不锈钢热轧中板表面粗糙度Ra≤5μm、酸洗色泽均一、及修磨点少。本发明可适用于制造化学品船用双相不锈钢热轧中板，尤其是适用于制造2205双相不锈钢热轧中板。

在此强调，除非另有说明，本文所用术语与本领域中各种科技术语的通常含义、各种技术词典、教科书等中定义的专业术语的含义一致。

术语“16#砂轮”表示可通过每英寸长度上16个孔眼的筛网，同理，术语“20#砂轮”表示可通过每英寸长度上20个孔眼的筛网，术语“30#砂轮”表示可通过每英寸长度上30个孔眼的筛网。

术语“2205不锈钢”为瑞典不锈钢牌号，一般是指冶炼制造在其固淬组织中铁素体相与奥氏体相比例各占一半的不锈钢，实际相比例可为铁素体占45～55％，相应奥氏体可占 55～45％。

因此，根据本发明一实施例，提供一种用于制造表面粗糙度Ra≤5μm的双相不锈钢热轧中板的方法，其中，所述方法包括：

执行铸坯修磨工艺优化步骤，其中，以粗磨结合精磨的方式，对铸坯进行修磨，以使铸坯表面粗糙度Ra≤70μm；

执行中板热处理步骤，其中，按顺序执行“铸坯加热→初次高压水除鳞→粗轧→二次高压水除鳞→精轧”，并且，在精轧过程中，用于轧制双相不锈钢的精轧机的工作辊每个周期过钢量小于100t，从而获得轧制后钢板；

在所述的执行中板热处理步骤后，执行表面抛丸机械除磷步骤，其中，选用合适的钢丸和钢砂的混合丸料，以预定抛丸速度对所述轧制后钢板进行抛丸处理，从而制得期望的热轧中板。

进一步地，在一实施例中，所述的执行铸坯修磨工艺优化步骤还可包括：可以用砂轮粒度为16#的砂轮粗磨并结合用砂轮粒度为30#的砂轮精磨的方式，对铸坯进行修磨。

进一步地，在一实施例中，所述的执行表面抛丸机械除磷步骤还可包括：选用直径φ介于0.3mm～0.6mm范围内的钢丸(40-50HRC)和钢砂(50-60HRC)的混合丸料，对所述轧制后钢板进行抛丸处理。

进一步地，在一实施例中，所述的执行表面抛丸机械除磷步骤还可包括：以介于 7～8m/min范围内的抛丸速度，对所述轧制后钢板实施两次抛丸。

进一步地，在一实施例中，所述的执行表面抛丸机械除磷步骤还可包括：利用抛丸机实施抛丸，其中，可将抛丸机的抛头转速调整为介于2450～2650rpm范围内的数值。

进一步地，在一实施例中，所述的期望的热轧中板可具有小于4.5μm的表面粗糙度Ra。

进一步地，在一实施例中，所述的期望的热轧中板可具有介于3.8～4.5μm范围内的表面粗糙度Ra。

进一步地，如前述实施例中任一项所述的用于制造表面粗糙度Ra≤5μm的双相不锈钢热轧中板的方法，可适用于制造化学品船用双相不锈钢热轧中板，或者可适用于制造2205双相不锈钢热轧中板，尤其是吨级化学品船用2205双相不锈钢热轧中板。

根据本发明实施例提供的用于制造表面粗糙度Ra≤5μm的双相不锈钢热轧中板的方法可具有如下有益效果：

根据本发明方法制造的双相不锈钢中板表面粗糙度Ra平均值可稳定在3.8～4.5μm，且最大值≤5μm。

进而，重要的是，本发明可实现万吨级化学品船用2205双相不锈钢热轧中板的国产化，并可规模化稳定生产。

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示意性示出根据本发明一实施例的用于制造表面粗糙度Ra≤5μm的双相不锈钢热轧中板的方法的流程图；

图2示意性示出使用不同等级砂轮修磨后的2205双相不锈钢铸坯表面对比；

图3示出常规技术中使用的钢丸与本发明使用的混合丸料对2205钢板表面表面处理后的表面微区对比；

图4例示性示出检测根据图1所示方法制造的2205双相不锈钢热轧中板的表面粗糙度Ra时的测量位置；

图5例示性示出检测根据图1所示方法制造的2205双相不锈钢热轧中板的表面粗糙度Ra时的测量位置。

具体实施方式

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。

本发明通过对双相不锈钢热轧中板生产的主要制造环节深入研究，确定了“铸坯修磨后的表面粗糙度”、“中板热轧”、“中板热处理后表面抛丸机械除磷”等工序是决定双相不锈钢热轧中板的最终表面粗糙度的主要因素，因而对这些工序进行优化，以最终实现热轧中板表面粗糙度Ra≤5μm的目标。

为此，本发明提供如下技术构思：

(1)铸坯修磨工艺优化

首先，以2205双相不锈钢为例，采用对比方式，使用诸如16#、20#和30#等不同等级的砂轮，对铸坯分别进行修磨，并调整修磨的改进量，从而获得不同的铸坯表面质量，如图2所示。

接下来，将上述铸板坯在经受过相同变形量后进行热轧，继而在实验室直接酸洗，然后测试各中板表面质量，结果发现16#砂轮修磨对应的中板表面存在明显磨痕，20#、 30#砂轮对应的中板没有磨痕，表面质量明显好于16#砂轮修磨过的，但30#对应的中板表面质量比20#的好。

基于上述结果，对铸坯修磨工艺进行优化，并结合提高生产效率的目的，最终确定了“16#砂轮粗磨+30#砂轮精磨，铸坯表面粗糙度Ra≤70μm”的铸坯修磨原则。

(2)双相不锈钢中板热处理

<2.1>高压水除鳞方案

将传统的“铸坯加热→高压水除鳞→粗轧→精轧”工艺流程改为“铸坯加热→初次高压水除鳞→粗轧→二次高压水除鳞→精轧”。

采用两次高压水除鳞，以清除钢坯在粗轧过程中产生的氧化铁皮，防止带入精轧机轧制，造成热轧态钢板表面粗糙度增大。

<2.2>控制精轧机工作辊使用周期

在精轧期间，对精轧机工作辊的使用周期进行监控，并测试轧制钢板的表面粗糙度。经实验测试得出，精轧机工作辊在每个周期的使用过程中，初期轧制钢板的粗糙度比后期轧制钢板的粗糙度Ra小0.3μm，且过钢量应小于100t。

(3)中板热处理后的表面抛丸机械除磷

经过对轧制后中板表面的观察，可获知，表面粗糙度偏高的中板表面均匀分布的圆点状区域直径较大，并有一定深度，这与抛丸除磷选用的丸粒直径密切相关。

<3.1>抛丸介质的选择

经过对轧制后中板表面观察，可获知，表面粗糙度偏高的中板表面均匀分布的圆点状区域的直径较大，并有一定深度，这与抛丸除磷选用的丸粒直径密切相关。

图3示出常规技术中使用的钢丸与本发明使用的混合丸料对2205钢板表面处理后的表面微区对比。

常规技术中，经常使用直径φ0.6mm～0.9mm单一钢丸来处理中板表面，图3示出使用这种旧丸粒处理后的2205钢板表面微区图像。

为了降低2205钢板表面的粗糙度，本发明改进使用“直径φ0.3mm～0.6mm的钢丸(40-50HRC)和钢砂(50-60HRC)的混合丸料”，处理中板表面，如图3的“新丸粒”图像所示，钢板表面的圆点状区域直径相对较小且浅，从而提升了2205中板的表面质量。

<3.2>抛丸工艺及设备参数选定

经过重复实验测试，可选取7～8m/min左右的抛丸速度，对中板钢板进行两次抛丸，使得2205钢板表面的粗糙度可降低。

进一步地，经过重复实验测试，通过将抛丸机的抛头转速调整在2450～2650rpm之间，可使中板钢板的单位面积抛丸量达到最佳，从而可起到提高除鳞效果的作用。

下面结合实施例详细说明本方法的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于下述实施例。

实施例一

利用本发明制造某造船厂38000吨级的化学品船用2205双相不锈钢热轧中板(LR船级社认证)。

首先，执行铸坯修磨工艺优化步骤：采用“16#砂轮粗磨+30#砂轮精磨”，对铸坯进行修磨，以使铸坯表面粗糙度Ra介于50～65μm范围内。

下一步，执行中板热处理步骤：

按以下顺序执行热轧高压水除鳞方案：铸坯加热出炉→初次高压水除鳞→粗轧→二次高压水除鳞→精轧；

然后，热轧时，精轧机工作辊过钢量可控制在85t以内。

下一步，在所述的执行中板热处理步骤后，可执行表面抛丸机械除磷步骤：

可选用“直径为0.45～0.50mm的钢丸40％(40HRC)+钢砂60％(60HRC)的混合料”作为抛丸介质，对所述轧制后钢板进行抛丸处理；并且，可选择7.4～7.6m/min的抛丸速度，对所述轧制后钢板进行两次抛丸；而且，可将抛丸机的抛头转速调整在 2500～2600rpm之间。

最后，可检测获得热轧中板表面粗糙度Ra。

随机抽检两个2205双相不锈钢中厚板，测量位置如图4所示，其检测结果在表1 中示出。

表1

检测结果显示，两个2205双相不锈钢中厚板的表面粗糙度Ra全部小于5μm；并且，酸洗色泽均一、及修磨点少。

实施例二

利用本发明制造另一大型造船厂49000吨级的化学品船用2205双相不锈钢热轧中板(DNV-GL船级社认证)。

首先，执行铸坯修磨工艺优化步骤：采用“16#砂轮粗磨+30#砂轮精磨”，对铸坯进行修磨，以使铸坯表面粗糙度Ra介于45～60μm范围内。

下一步，执行中板热处理步骤：

然后，热轧时，精轧机工作辊过钢量可控制在90t以内。

可选用“直径为0.45～0.50mm的钢丸45％(45HRC)+钢砂55％(55HRC)的混合料”作为抛丸介质，对所述轧制后钢板进行抛丸处理；并且，可选择7.4～7.7m/min的抛丸速度，对所述轧制后钢板进行两次抛丸；而且，可将抛丸机的抛头转速调整在 2500～2600rpm之间。

最后，可检测获得的热轧中板表面粗糙度Ra。

随机抽检两个2205双相不锈钢中厚板，测量位置如图5所示，其检测结果在表2 中示出。

表2

检测结果显示，两个2205双相不锈钢中板的表面粗糙度Ra全部小于5μm；并且，酸洗色泽均一、及修磨点少。

综上，借助于本发明方法，可实现双相不锈钢热轧中板的表面粗糙度Ra平均值稳定在3.8～4.5μm，且最大值≤5μm。

本发明可实现表面粗糙度Ra≤5μm的双相不锈钢热轧板材的国产化，尤其是万吨级化学品船用2205双相不锈钢热轧中板的国产化。

需要说明的是，在本文中，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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

1.一种用于制造表面粗糙度Ra≤5μm的双相不锈钢热轧中板的方法，其特征在于，包括：

在所述的执行中板热处理步骤后，执行表面抛丸机械除磷步骤，其中，选用合适的钢丸和钢砂的混合丸料，以预定抛丸速度对所述轧制后钢板进行抛丸处理，从而制得期望的热轧中板；

所述的执行铸坯修磨工艺优化步骤还包括：

以用砂轮粒度为16#的砂轮粗磨并结合用砂轮粒度为30#的砂轮精磨的方式，对铸坯进行修磨；

所述的执行表面抛丸机械除磷步骤还包括：

选用直径φ介于0.3mm～0.6mm范围内的钢丸40-50HRC和钢砂50-60HRC的混合丸料，对所述轧制后钢板进行抛丸处理；

所述的执行表面抛丸机械除磷步骤还包括：

以介于7～8m/min范围内的抛丸速度，对所述轧制后钢板实施两次抛丸；

钢丸和钢砂的配比为40％和60％，或者45％和55％。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的执行表面抛丸机械除磷步骤还包括：

利用抛丸机实施抛丸，其中，将抛丸机的抛头转速调整为介于2450～2650rpm范围内的数值。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的期望的热轧中板具有小于4.5μm的表面粗糙度Ra。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的期望的热轧中板具有介于3.8～4.5μm范围内的表面粗糙度Ra。

5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，适用于制造化学品船用双相不锈钢热轧中板。

6.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，适用于制造2205双相不锈钢热轧中板。