CN112974524A - 一种321极薄不锈精密带钢产品的生产方法 - Google Patents

一种321极薄不锈精密带钢产品的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种321极薄不锈精密带钢产品的生产方法，包括：(1)采用二十辊轧机将原料钢板轧制成目标厚度的钢带；(2)采用引带衔接，拖引钢带进入退火炉进行退火；(3)退火后的钢带进入矫直机进行拉矫；(4)拉矫后的钢带进入纵切机进行分切。本发明的生产方法通过一系列精确控制，使产品的表面、尺寸、性能符合要求，并且实现工业化量产。

Description

一种321极薄不锈精密带钢产品的生产方法
技术领域
本发明涉及不锈带钢生产技术领域，具体涉及一种321极薄不锈精密带钢产品的生产方法。
背景技术
321不锈钢是Ni-Cr-Ti型奥氏体不锈钢，其性能与304非常相似，但是由于加入了金属钛，使其具有了更好的耐晶间腐蚀性及高温强度，并且可以有效的控制了碳化铬的形成。321不锈钢具有优异的高温应力破断性能及高温抗蠕变性能，用于制造耐磨酸容器和耐磨设备的衬里、输送管道。在汽车排气管用钢中，不锈钢321得到越来越广泛的应用。因其要求高的板型平直度及高的性能稳定性，在生产组织过称中难度较大。
发明内容
为了解决上述全部或部分问题，本发明目的在于提供一种321极薄不锈精密带钢产品的生产方法。
具体来说，本发明通过如下技术方案实现的：
一种321极薄不锈精密带钢产品的生产方法，包括：
(1)采用二十辊轧机将厚度是0.6～0.8mm的原料钢板轧制成厚度是0.15～0.25mm的钢带；
(2)采用引带衔接，拖引钢带进入退火炉进行退火；
(3)退火后的钢带进入矫直机进行拉矫；
(4)拉矫后的钢带进入纵切机进行分切。
可选地，在步骤(1)中，二十辊轧机的工作辊辊面的粗糙度Ra是0.15～0.18μm。
可选地，在步骤(1)中，对原料钢板进行轧制时的首道次速度在150m/min以内，中间道次速度是200～300m/min，成品道次速度在200m/min以内。
可选地，在步骤(1)中，首道次轧制变形量设定在25％以内，成品道次变形量设定为5％～10％。
可选地，在步骤(2)中，引带的厚度是0.30～0.35mm。
可选地，在步骤(2)中，开卷张力是5～10N/mm2，卷取张力是20～25N/mm2，炉内张力是1.5～2.5N/mm2。
可选地，在步骤(3)中，开卷张力是20～25N/mm2，卷取张力是25～30N/mm2。
可选地，在步骤(4)中，纵切机的配刀间隙是0.01～0.02mm。
可选地，在步骤(4)中，开卷张力是10～15N/mm2，卷取张力是20～25N/mm2。
相比于现有技术，本发明的技术方案至少具有如下有益效果：
在轧制、退火、拉矫和纵切过程中，通过对各工艺条件、参数进行一系列精确控制，在各工艺步骤、条件参数的共同作用下，使得最终得到的产品的表面、尺寸和性能都极好的符合各项要求。
通过采用本发明的生产方法，能够实现321极薄不锈精密带钢产品的工业化量产。
具体实施方式
为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明，但本发明并不仅仅限于此。本发明的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。在本发明中，除非另有说明，否则本发明中涉及的技术术语都具有本领域技术人员通常理解的含义。
随着极薄不锈精密带钢产品应用的日益广泛，各应用领域，例如汽车排气管用钢领域，对产品的性能也提出了越来越高的要求。但是，在极薄不锈精密带钢产品的生产过程中，一方面，由于工艺的限制，无法满足对板型平直度和性能稳定性的高要求，另一方面，经轧制、退火等步骤组织在一起进行生产的难度较大。
针对目前产品高性能要求与生产工艺无法满足对应要求之间的矛盾，本发明的发明人针对321不锈钢，对轧制、退火、拉矫和纵切步骤进行深入研究，从而创造性地提出了一种321极薄不锈精密带钢产品的生产方法。
所谓321不锈钢，是指Ni-Cr-Ti型奥氏体不锈钢，其组成(重量％)例如是：碳0.08％，硅1.00％，锰2.00％，磷0.045％，硫0.030％，镍9.00％～12.00％，铬17.00％～19.00％，钛5C-0.70％，余量为铁和不可避免的杂质，其中C是指碳元素的含量。
本发明的321极薄不锈精密带钢产品的生产方法依次包括如下步骤：
(1)轧制：将原料钢板轧制成目标厚度的钢带。
本发明的方法选择厚度是0.6～0.8mm的321冷轧退火态不锈钢为原料，采用二十辊轧机进行轧制。在冷轧过程中，采用润滑冷却剂，例如，英国石油公司的BP冷轧专用润滑油，油温控制在40±2℃。
二十辊轧机的工作辊辊面粗糙度Ra是0.15～0.18μm，进行5～6道次冷轧过。其中，首道次轧制的速度≤150m/min，在首道次轧制完成后仔细检查表面。然后进行中间道次轧制，轧制速度是200～300m/min，采用AGC自动控制厚度，AFC自动控制板型。成品道次速度≤200m/min，保持成品稳定均一性。经过轧制，得到厚度是0.15～0.25mm的钢带。
发明人通过研究发现，为了得到厚度均匀，板形良好的不锈钢成品，轧制过程中需要对道次变形量进行有效设定，首道次轧制变形量设定在25％以内，中间道次变形量设定为15％～20％，成品道次变形量设定为5％～10％。
(2)退火：采用引带衔接，拖引钢带进行退火。
退火在光亮退火炉进行光亮退火。光亮退火炉可以采用全氢气氛(99.999％)作为还原保护气氛，可减少因氧化因素而出现的缺陷，全线生产细分为开卷、碱液脱脂、漂洗、烘干、光亮退火、冷却、卷取等多个单元，采用特殊生产工艺，保证全线性能均匀稳定。
为避免焊缝断裂，采用厚度是0.3～0.35mm引带衔接，待光亮退火炉的炉温升至指定温度并稳定后拖引卷材(即钢带)进行退火生产。
在本发明中，开卷张力是5～10N/mm2，卷取张力是20～25N/mm2，炉内张力是1.5～2.5N/mm2。为保证整卷退火稳定性，在尾部加引带拖引，避免尾部衔接过程中因温度、速度不稳定而产生性能波动。
(3)拉矫：钢带完成退火处理之后进行拉矫以便改善板型。
采用矫直机对钢带进行拉矫，目的是改善其板型。为保证钢带在拉矫过程中性能均匀性，采用拉伸模式进行拉矫。开卷张力设定20～25N/mm2，卷取张力设定25～30N/mm2。拉矫辊盒入口缝隙设定-1.7mm，延伸率在0.35％～0.6％之间。生产速度控制在120m/min以内，拉矫液喷淋间隔20m，喷淋压力100bar，确保生产过程中拉矫辊盒能够得到充分润滑，防止带钢表面有拉矫液残留而影响质量。
(4)纵切：钢带完成拉矫处理之后进行纵切，得到目标规格的产品。
采用纵切机对钢带进行定尺分切。在分切时，需要严格配置纵切机配刀的上下剪刃间隙，间隙太大无法切开，间隙太小容易崩刀。通过研究，本发明的发明人选择0.01～0.02mm的配刀间隙，优选0.012mm的配刀间隙，可以保证剪切精度。为避免带钢表面出现压坑，生产前仔细清理带钢通道，并且检查分离轴、导向辊等，发现辊面有缺陷的及时打磨或更换。由于软态料在过张力垫时易产生划伤，在张力垫外粘一层丝绒布，生产时可避免擦划伤。为稳定卷取，开卷张力设定10～15N/mm2，卷取张力设定20～25N/mm2。钢卷下线后在外圈包裹珍珠棉，防止外圈硌包及磕碰。
本发明的主要改进在于工作辊粗糙度、引带衔接、配刀间隙，另外，综合考虑最终的效果，在上述各步骤限定了其它的参数，比如张力等。通过轧辊粗糙度的改进，有效提升钢带表面光洁度，减少退火过程中钢带的含油量，提升退火后的表面质量；通过衔接引带，有效减少退火过程中头尾性能波动，使得钢带整体性能均匀稳定；通过刀具间隙值的调整，减少钢带分切过程中的毛刺及剪切边浪，通过全流程参数的优化配合，保证最终成品满足下游生产的使用要求。
采用本发明的生产方法得到的极薄不锈精密带钢产品的厚度偏差≤0.005mm，宽度公差≤0.01mm，维氏硬度是130～150HV1000g，屈服强度是235～275MPa，抗拉强度是560～590MPa，延伸率是51％-57％，能够极好的满足下游生产的需要。
实施例
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
下述实施例中涉及的各技术指标均参考ASTS A370钢产品力学性能试验方法和定义而获得。
实施例1：
(1)轧制
选用厚度为0.8mm的321冷轧退火态不锈钢为原料，在德国SUNDWIG四立柱二十辊轧机进行轧制，冷轧时所用的润滑冷却剂为英国BP冷轧专用润滑油，油温控制为40±2℃。轧机工作辊辊面粗糙度Ra0.18μm，经6道次冷轧至0.25mm成品厚度，道次安排参考如下表1。在轧制时首道次轧制速度是140m/min，在首道次轧制完成后仔细检查表面。第2～5道次的道次速度分别是220m/min、250m/min、230m/min和200m/min，采用AGC自动控制厚度，AFC自动控制板型。成品道次速度是185m/min，保持成品稳定均一性。
表1
道次 1 2 3 4 5 6
入口厚度/mm 0.8 0.582 0.471 0.387 0.325 0.278
出口厚度/mm 0.582 0.471 0.387 0.325 0.278 0.25
(2)退火
采用奥地利艾伯纳EBNER全氢立式光亮退火炉进行光亮退火，全氢气氛(99.999％)作为还原保护气氛，可减少因氧化因素而出现的缺陷，全线生产细分为开卷、碱液脱脂、漂洗、烘干、光亮退火、冷却、卷取等多个单元，采用特殊生产工艺，保证全线性能均匀稳定。
为避免焊缝断裂，采用厚度0.35mm引带衔接，待炉温升至指定温度并稳定后拖引0.25mm厚度卷材进行退火生产。4个炉区炉温和冷却风机转速见下表2，工艺速度设定35m/min。
表2
1区 2区 3区 4区
温度/℃ 1150 1150 1150 1150
冷却风机/rpm 2800 2800 2600 2600
开卷张力10N/mm2，卷取张力25N/mm2，炉内张力3N/mm2。为保证整卷退火稳定性，在尾部加引带拖引，避免尾部衔接过程中因温度、速度不稳定而产生性能波动。
(3)拉矫
采用德国B+S拉弯矫直机对钢带进行拉矫，目的是改善其板型。为保证带钢在拉矫过程中性能均匀性，采用拉伸模式进行拉矫。开卷张力设定25N/mm2，卷取张力设定30N/mm2。拉矫辊盒入口缝隙设定-1.7mm，延伸率在0.5％之间。生产速度是120m/min以内，拉矫液喷淋间隔20m，喷淋压力100bar，确保生产过程中拉矫辊盒能够得到充分润滑，防止带钢表面有拉矫液残留而影响质量。
(4)纵切
采用德国B+S纵切机对钢带进行定尺分切，满足客户不同规格的需求。对于厚度0.25mm的钢带，在配刀要严格把控上下剪刃间隙，间隙太大无法切开，间隙太小容易崩刀。采用0.012mm的配刀间隙，可以保证剪切精度。为避免带钢表面出现压坑，生产前仔细清理带钢通道，并且检查分离轴、导向辊等，发现辊面有缺陷的及时打磨或更换。由于软态料在过张力垫时易产生划伤，在张力垫外粘一层丝绒布，生产时可避免擦划伤。为稳定卷取，开卷张力设定15N/mm2，卷取张力设定25N/mm2。钢卷下线后在外圈包裹珍珠棉，防止外圈硌包及磕碰。
本实施得到的产品的主要技术指标如下：
1)厚度偏差：0.25±0.005mm；
2)宽度公差：±0.01mm
3)维氏硬度：142HV1000g；
4)屈服强度：275MPa；
5)抗拉强度：590MPa；
6)延伸率：55％
实施例2：
(1)轧制
选用厚度为0.6mm的321冷轧退火态不锈钢为原料，在德国SUNDWIG四立柱二十辊轧机进行轧制，冷轧时所用的润滑冷却剂为英国BP冷轧专用润滑油，油温控制为40±2℃。轧机工作辊辊面粗糙度Ra0.15μm，经6道次冷轧至0.15mm成品厚度，道次安排参考如下表3。在轧制时首道次轧制速度是140m/min，在首道次轧制完成后仔细检查表面。第2～5道次的道次速度是280m/min，采用AGC自动控制厚度，AFC自动控制板型。成品道次速度是180m/min，保持成品稳定均一性。
表3
道次 1 2 3 4 5 6
入口厚度/mm 0.6 0.48 0.39 0.3 0.22 0.16
出口厚度/mm 0.48 0.39 0.3 0.24 0.16 0.15
(2)退火
采用奥地利艾伯纳EBNER全氢立式光亮退火炉进行光亮退火，全氢气氛(99.999％)作为还原保护气氛，可减少因氧化因素而出现的缺陷，全线生产细分为开卷、碱液脱脂、漂洗、烘干、光亮退火、冷却、卷取等多个单元，采用特殊生产工艺，保证全线性能均匀稳定。
为避免焊缝断裂，采用厚度0.3mm引带衔接，待炉温升至指定温度并稳定后拖引0.15mm厚度卷材进行退火生产。4个炉区炉温和冷却风机转速见下表4，工艺速度设定35m/min。
表4
Figure BDA0002949341700000071
Figure BDA0002949341700000081
开卷张力10N/mm2，卷取张力25N/mm2，炉内张力3N/mm2。为保证整卷退火稳定性，在尾部加引带拖引，避免尾部衔接过程中因温度、速度不稳定而产生性能波动。
(3)拉矫
采用德国B+S拉弯矫直机对钢带进行拉矫，目的是改善其板型。为保证带钢在拉矫过程中性能均匀性，采用拉伸模式进行拉矫。开卷张力设定20N/mm2，卷取张力设定25N/mm2。拉矫辊盒入口缝隙设定-1.7mm，延伸率在0.35％之间。生产速度是120m/min以内，拉矫液喷淋间隔20m，喷淋压力100bar，确保生产过程中拉矫辊盒能够得到充分润滑，防止带钢表面有拉矫液残留而影响质量。
(4)纵切
采用德国B+S纵切机对钢带进行定尺分切，满足客户不同规格的需求。对于厚度0.25mm的钢带，在配刀要严格把控上下剪刃间隙，间隙太大无法切开，间隙太小容易崩刀。采用0.012mm的配刀间隙，可以保证剪切精度。为避免带钢表面出现压坑，生产前仔细清理带钢通道，并且检查分离轴、导向辊等，发现辊面有缺陷的及时打磨或更换。由于软态料在过张力垫时易产生划伤，在张力垫外粘一层丝绒布，生产时可避免擦划伤。为稳定卷取，开卷张力设定10N/mm2，卷取张力设定20N/mm2。钢卷下线后在外圈包裹珍珠棉，防止外圈硌包及磕碰。
本实施得到的产品的主要技术指标如下：
1)厚度偏差：0.15±0.003mm；
2)宽度公差：±0.01mm
3)维氏硬度：145HV1000g；
4)屈服强度：273MPa；
5)抗拉强度：588MPa；
6)延伸率：55％
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的替代、修饰、组合、改变、简化等，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种321极薄不锈精密带钢产品的生产方法，其特征在于，包括：
(1)采用二十辊轧机将厚度是0.6～0.8mm的原料钢板轧制成厚度是0.15～0.25mm的钢带；
(2)采用引带衔接，拖引钢带进入退火炉进行退火；
(3)退火后的钢带进入矫直机进行拉矫；
(4)拉矫后的钢带进入纵切机进行分切。
2.根据权利要求1所述的不锈精密带钢的生产方法，其特征在于，在步骤(1)中，二十辊轧机的工作辊辊面的粗糙度Ra是0.15～0.18μm。
3.根据权利要求1所述的不锈精密带钢的生产方法，其特征在于，在步骤(1)中，对原料钢板进行轧制时的首道次速度在150m/min以内，中间道次速度是200～300m/min，成品道次速度在200m/min以内。
4.根据权利要求1所述的不锈精密带钢的生产方法，其特征在于，在步骤(1)中，首道次轧制变形量设定在25％以内，成品道次变形量设定为5％～10％。
5.根据权利要求1所述的不锈精密带钢的生产方法，其特征在于，在步骤(2)中，引带的厚度是0.30～0.35mm。
6.根据权利要求1所述的不锈精密带钢的生产方法，其特征在于，在步骤(2)中，开卷张力是5～10N/mm2，卷取张力是20～25N/mm2，炉内张力是1.5～2.5N/mm2。
7.根据权利要求1所述的不锈精密带钢的生产方法，其特征在于，在步骤(3)中，开卷张力是20～25N/mm2，卷取张力是25～30N/mm2。
8.根据权利要求1所述的不锈精密带钢的生产方法，其特征在于，在步骤(4)中，纵切机的配刀间隙是0.01～0.02mm。
9.根据权利要求1所述的不锈精密带钢的生产方法，其特征在于，在步骤(4)中，开卷张力是10～15N/mm2，卷取张力是20～25N/mm2。
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