CN114618884A - 一种碳钢、不锈钢热轧复合卷板的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复合功能材料生产技术领域，尤其涉及一种碳钢、不锈钢热轧复合卷板的生产方法。具体包括：1)复合坯的制备：清除氧化层，粗糙度Ra控制在5μm～9μm，空气中存放不超过24h。2)复合坯的加热：确定抽真空口位于轧尾，复合坯加热温度为1220℃～1270℃，加热时间为T，单位min，T＝H×0.9，其中H为复合坯总厚度，单位mm。3)复合坯的轧制：粗轧开轧温度≥1130℃，粗轧的总压下率≥80％，复合板采取控轧控冷轧制，终轧温度为840℃～915℃。4)复合坯的冷却：层流冷却采取前段连续集中冷却，冷却速度控制在6℃/s～15℃/s，卷取温度为560℃～630℃。5)复合卷的分卷与精整。复合质量高，产品的表面质量高，尺寸精度高，复合板具有优良的性能指标。
Description
技术领域
本发明涉及复合功能材料生产技术领域，尤其涉及一种碳钢、不锈钢热轧复合卷板的生产方法。
背景技术
碳钢/不锈钢复合板是为了大幅降低不锈钢的材料成本而产生一种功能性材料，同时材料具有复层不锈钢耐腐蚀、耐磨性能，基层碳钢高强度、导热、导磁性能等，由于其比不锈钢板低得多的价格优势，又有优良的综合性能，广泛应用于管道、化工、模板、模具、医疗卫生、航天、电力、装饰装修等领域，具有广阔的应用前景。
目前薄规格热连轧碳钢/不锈钢复合板潜在需求旺盛，虽然中厚板生产碳钢/不锈钢的技术逐渐成熟，但热连轧碳钢/不锈钢复合板的生产还存在诸多技术瓶颈，复合质量不高，产品的表面质量不高，尺寸精度不高，复合板性能指标不理想。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种碳钢、不锈钢热轧复合卷板的生产方法，复合质量高，产品的表面质量高，尺寸精度高，复合板具有优良的性能指标。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种碳钢、不锈钢热轧复合卷板的生产方法，工艺流程为：复合坯的制备—加热—轧制—冷却—分卷—精整，具体包括：
1)复合坯的制备：
对复合坯原料碳钢、不锈钢坯或厚钢板(复合坯的制作可以用钢坯也可以用厚钢板)表面进行加工，清除氧化层，露出母材，粗糙度Ra控制在5μm～9μm，空气中存放不超过24h。
将碳钢板、不锈钢钢板上下两两相对叠放在一起，两层不锈钢间涂隔离剂；隔离剂的厚度为1±0.5mm，隔离剂先焙烧提纯，涂刷后要进行结晶水烘干，提纯和烘干温度分别为1100℃～1200℃和350℃～500℃。
保证粗轧轧制后中间坯切头、切尾切掉的均为碳钢，并且控制切头切尾量在500mm内；复合坯长度两端厚度上均制成碳钢，两端碳钢的长度分别为L，单位mm，L＝500×h/H，其中h为中间坯厚度，单位mm，H为复合坯总厚度，单位mm。
用油压千斤顶压紧复合板，使用与复合板上、下表面碳钢同种材质的焊条将坯料四周焊接密闭，并在复合板一端沿轧制方向预留一抽真空管，使用高真空扩散泵机组抽真空，真空度控制在9pa内，用液压钳将烧红的抽真空管钳紧，再将管口焊接密封，制成合格的碳钢/不锈钢复合板真空坯料。抽真空口开在实际轧制过程中位于轧尾的一端，这样避免轧制过程中板坯侧压、飞剪切头造成抽真空口的破坏，从而避免造成板坯的真空环境破坏。
2)复合坯的加热：
确定抽真空口位于轧尾，复合坯加热温度为1220℃～1270℃，加热时间为T，单位min，T＝H×0.9，其中H为复合坯总厚度，单位mm。
3)复合坯的轧制：
粗轧开轧温度≥1130℃，粗轧可以采取多道次轧制，首道次压下率控制在20％以内，余下道次进行大压下率轧制，粗轧的总压下率≥80％，粗轧进行等宽轧制；复合板采取控轧控冷轧制，终轧温度为840℃～915℃。
4)复合坯的冷却：
层流冷却采取前段连续集中冷却，冷却速度控制在6℃/s～15℃/s，卷取温度为560℃～630℃。
5)复合卷的分卷与精整：
采用分卷机组对复合卷进行切边后分卷，分卷机组卷取端有2个卷筒，复合卷分开后成为2个单独的复合卷成品，卷取端卷筒前配备矫直机对复合卷进行矫直；成品厚度为1.0mm～10mm。
与现有方法相比，本发明的有益效果是：
通过本发明工艺生产的复合板，具有优良的性能指标，界面结合率可以达到100％，屈服强度Rel或RP0.2≥235MPa，抗拉强度≥370MPa，断后伸长率≥30％，180°冷弯(内弯、外弯，d＝2a，)优良，界面抗剪切强度≥240MPa。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明，但不用来限制本发明的范围：
一种碳钢Q235B与不锈钢SUS304热连轧复合卷板的生产方法，包括复合坯的制备、加热、轧制、冷却、分卷、精整等工序，能生产1.0mm～10mm一种碳钢Q235B与不锈钢SUS304热连轧复合卷板。
1、复合坯的制备：
对复合坯原料碳钢、不锈钢坯或厚钢板表面进行磨铣加工，清除氧化层，露出母材，以保证复合板有良好的复合界面。磨铣后面粗糙度Ra控制在5μm～9μm。表面加工处理的后的碳钢/不锈钢坯材应尽快制坯，空气中存放应不超过24h。
将碳钢板、不锈钢钢板上下两两相对叠放在一起，两层不锈钢间涂隔离剂，隔离剂的厚度约1mm，隔离剂事先要焙烧提纯，涂刷后要进行结晶水烘干。提纯和烘干温度分别为1100℃～1200℃和350℃～500℃。烘干的目的是，以去除隔离剂和碳钢与不锈钢接触面的水汽、降低缝隙中空气密度和氧含量。
为避免造成中间坯在切头、切尾时造成不锈钢浪费，切头、切尾应该切掉的都是碳钢，并且控制切头切尾量在500mm内，那么复合坯长度两端厚度上都制成碳钢，两端碳钢的长度分别为L，mm＝500×h/H，其中h为中间坯厚度，mm，H为复合坯总厚度，mm。为了进精轧前不切到复合层，一方面避免分层影响轧制，另一方面减少不锈钢浪费，所以中间坯切头切尾必须为碳钢，而还原到复合坯上，实际上碳钢要比不锈钢长，两个端头的碳钢厚度为复合坯的厚度，复合坯碳钢两个端头的长度是根据中间坯厚度、复合坯厚度和中间坯切掉长度计算的。
用油压千斤顶压紧复合板，使用与复合板上、下表面碳钢同种材质的焊条将坯料四周焊接密闭，并在复合板一端沿轧制方向预留一抽真空管，使用高真空扩散泵机组抽真空，真空度控制在9pa内，用液压钳将烧红的抽真空管钳紧，再将管口焊接密封，制成合格的碳钢/不锈钢复合板真空坯料。抽真空口开在实际轧制过程中位于轧尾的一端，这样避免轧制过程中板坯侧压、飞剪切头造成抽真空口的破坏，从而避免造成板坯的真空环境破坏。
2、复合坯的加热
复合坯装炉要确定抽真空口位于轧尾，为了利于复合，加热时间和加热温度要稍长些，复合坯加热温度为1220℃～1270℃，加热时间为T，min＝H×0.9，其中H为复合坯总厚度，mm。
3、复合坯的轧制与冷却
粗轧轧制对复合坯的复合至关重要。为了保证不锈钢和碳钢的在加热过程中的润湿性，及在轧制大压下的焊合性粗轧开轧温度要≥1130℃，粗轧采取3+3、1+5、1+7等多道次轧制，第1道次压下率稍小，控制在20％以内，保证碳钢/不锈钢压实，但不会因为压下率过大造成相对滑动，后道次要进行大压下率轧制，确保复合良好，已达到良好的界面强度，粗轧的总压下率要≥80％以上。粗轧进行等宽轧制。
精轧前中间坯切头、尾要控制在500mm以内，避免切到不锈钢造成浪费。复合板要采取控轧控冷轧制，保证复合板有优良的力学性能，终轧温度为840℃～915℃。
层流冷却采取前段连续集中冷却，冷却速度控制在6℃～15℃/s，卷取温度为560℃～630℃。
4、复合卷的分卷与精整
采用分卷机组对复合卷进行切边后分卷，分卷机组卷取端有2个卷筒，复合卷分开后成为2个单独的复合卷成品，卷取端卷筒前配备有矫直机可对复合卷进行充分矫直，以保证复合板板形平直，无波浪、翘曲等板形缺陷。成品厚度规格根据需要可以生产1.0mm～10mm。
【实施例1】
1、复合坯的制备：
对复合坯原料碳钢、不锈钢坯或厚钢板表面进行磨铣加工，清除氧化层，磨铣后面粗糙度Ra为7μm，表面加工处理的后的碳钢/不锈钢坯材5小时内制坯。
将碳钢板、不锈钢钢板上下两两相对叠放在一起，两层不锈钢间涂隔离剂，隔离剂的厚度约1mm。隔离剂事先焙烧提纯，涂刷后要进行结晶水烘干。提纯和烘干温度分别为1100℃和400℃。
为避免造成中间坯在切头、切尾时造成不锈钢浪费，复合坯长度方向头、尾都为碳钢，复合坯厚度为230mm，中间坯厚度为46mm，则复合坯长度方向都是碳钢的长度为L＝500×46/230＝100mm。
用油压千斤顶压紧复合板，使用与复合板上、下表面碳钢同种材质的焊条将坯料四周焊接密闭，并在复合板一端沿轧制方向预留一抽真空管，使用高真空扩散泵机组抽真空，真空度9pa，用液压钳将烧红的抽真空管钳紧，再将管口焊接密封，制成合格的碳钢/不锈钢复合板真空坯料。抽真空口开在实际轧制过程中位于轧尾的一端。
2、复合坯的加热：
复合坯装炉时进一步确定抽真空口位于轧尾。复合坯加热温度为1250℃，加热时间为T＝230×0.9＝207min。
3、复合坯的轧制与冷却：
粗轧开轧温度1145℃，粗轧可以采取3+3轧制，第1道次压下18％，后道次大压下率轧制，粗轧的总压下率位80％。粗轧进行等宽轧制。精轧前中间坯切头、尾进行最优化剪切，且头、切尾量分别为500mm、360mm。热轧卷厚度规格20mm，终轧温度840℃。层流冷却采取前段连续集中冷却，冷却速度15℃/s，卷取温度为560℃。
4、复合坯的分卷与精整：
热轧卷采用分卷机组对复合卷进行切边后分卷，分开后成为2个单独的复合卷成品，卷取前充分矫直。成品厚度规格为10mm。
【实施例2】
1、复合坯的制备：
对复合坯原料碳钢、不锈钢坯或厚钢板表面进行磨铣加工，清除氧化层，，磨铣后面粗糙度Ra为9μm，表面加工处理的后的碳钢/不锈钢坯材12小时内制坯。
将碳钢板、不锈钢钢板上下两两相对叠放在一起，两层不锈钢间涂隔离剂，隔离剂的厚度约1mm。隔离剂事先焙烧提纯，涂刷后要进行结晶水烘干。
提纯和烘干温度分别为1150℃和500℃。为避免造成中间坯在切头、切尾时造成不锈钢浪费，复合坯长度方向头、尾都为碳钢，复合坯厚度为200mm，中间坯厚度为35mm，则复合坯长度方向都是碳钢的长度为L＝500×35/200＝87.5mm。
用油压千斤顶压紧复合板，使用与复合板上、下表面碳钢同种材质的焊条将坯料四周焊接密闭，并在复合板一端沿轧制方向预留一抽真空管，使用高真空扩散泵机组抽真空，真空度5pa，用液压钳将烧红的抽真空管钳紧，再将管口焊接密封，制成合格的碳钢/不锈钢复合板真空坯料。
3、复合坯的轧制与冷却：
抽真空口开在实际轧制过程中位于轧尾的一端。复合坯装炉时进一步确定抽真空口位于轧尾。复合坯加热温度为1270℃，加热时间为T＝200×0.9＝180min。粗轧开轧温度1130℃，粗轧可以采取1+5轧制，第1道次压下20％，后道次大压下率轧制，粗轧的总压下率位82.5％。粗轧进行等宽轧制。精轧前中间坯切头、尾进行最优化剪切，且头、切尾量分别为450mm、482mm。热轧卷厚度规格2mm，终轧温度915℃。层流冷却采取前段连续集中冷却，冷却速度6℃/s，卷取温度为630℃。
4、复合坯的分卷与精整：
热轧卷采用分卷机组对复合卷进行切边后分卷，分开后成为2个单独的复合卷成品，卷取前充分矫直。成品厚度规格为1mm。
【实施例3】
1、复合坯的制备：
对复合坯原料碳钢、不锈钢坯或厚钢板表面进行磨铣加工，清除氧化层，，磨铣后面粗糙度Ra为5μm，表面加工处理的后的碳钢/不锈钢坯材24小时内制坯。
将碳钢板、不锈钢钢板上下两两相对叠放在一起，两层不锈钢间涂隔离剂，隔离剂的厚度约1mm。隔离剂事先焙烧提纯，涂刷后要进行结晶水烘干。提纯和烘干温度分别为1100℃和370℃。
为避免造成中间坯在切头、切尾时造成不锈钢浪费，复合坯长度方向头、尾都为碳钢，复合坯厚度为170mm，中间坯厚度为30mm，则复合坯长度方向都是碳钢的长度为L＝500×30/170＝88mm。
用油压千斤顶压紧复合板，使用与复合板上、下表面碳钢同种材质的焊条将坯料四周焊接密闭。
2、复合坯的加热：
在复合板一端沿轧制方向预留一抽真空管，使用高真空扩散泵机组抽真空，真空度0.5pa，用液压钳将烧红的抽真空管钳紧，再将管口焊接密封，制成合格的碳钢/不锈钢复合板真空坯料。抽真空口开在实际轧制过程中位于轧尾的一端。复合坯装炉时进一步确定抽真空口位于轧尾。复合坯加热温度为1220℃，加热时间为T＝170×0.9＝153min。
3、复合坯的轧制与冷却：
粗轧开轧温度1153℃，粗轧可以采取1+7轧制，第1道次压下17％，后道次大压下率轧制，粗轧的总压下率位82.4％。粗轧进行等宽轧制。精轧前中间坯切头、尾进行最优化剪切，且头、切尾量分别为335mm、500mm。热轧卷厚度规格10mm，终轧温度880℃。层流冷却采取前段连续集中冷却，冷却速度10℃/s，卷取温度为590℃。
4、复合坯的分卷与精整：
热轧卷采用分卷机组对复合卷进行切边后分卷，分开后成为2个单独的复合卷成品，卷取前充分矫直。成品厚度规格为5mm。
【实施例4】
1、复合坯的制备：
对复合坯原料碳钢、不锈钢坯或厚钢板表面进行磨铣加工，清除氧化层，，磨铣后面粗糙度Ra为8μm，表面加工处理的后的碳钢/不锈钢坯材20小时内制坯。
将碳钢板、不锈钢钢板上下两两相对叠放在一起，两层不锈钢间涂隔离剂，隔离剂的厚度约1mm。隔离剂事先焙烧提纯，涂刷后要进行结晶水烘干。提纯和烘干温度分别为1130℃和480℃。为避免造成中间坯在切头、切尾时造成不锈钢浪费，复合坯长度方向头、尾都为碳钢，复合坯厚度为250mm，中间坯厚度为50mm，则复合坯长度方向都是碳钢的长度为L＝500×50/250＝100mm。
用油压千斤顶压紧复合板，使用与复合板上、下表面碳钢同种材质的焊条将坯料四周焊接密闭，并在复合板一端沿轧制方向预留一抽真空管，使用高真空扩散泵机组抽真空，真空度1.5pa，用液压钳将烧红的抽真空管钳紧，再将管口焊接密封，制成合格的碳钢/不锈钢复合板真空坯料。
2、复合坯的加热：
抽真空口开在实际轧制过程中位于轧尾的一端。复合坯装炉时进一步确定抽真空口位于轧尾。复合坯加热温度为1255℃，加热时间为T＝250×0.9＝225min。
3、复合坯的轧制与冷却：
粗轧开轧温度1142℃，粗轧可以采取3+3轧制，第1道次压下15％，后道次大压下率轧制，粗轧的总压下率位80％。粗轧进行等宽轧制。精轧前中间坯切头、尾进行最优化剪切，且头、切尾量分别为403mm、308mm。热轧卷厚度规格6mm，终轧温度900℃。层流冷却采取前段连续集中冷却，冷却速度8℃/s，卷取温度为600℃。
4、复合坯的分卷与精整：
热轧卷采用分卷机组对复合卷进行切边后分卷，分开后成为2个单独的复合卷成品，卷取前充分矫直。成品厚度规格为3mm。
【实施例5】
1、复合坯的制备：
对复合坯原料碳钢、不锈钢坯或厚钢板表面进行磨铣加工，清除氧化层，，磨铣后面粗糙度Ra为6μm，表面加工处理的后的碳钢/不锈钢坯材9小时内制坯。
将碳钢板、不锈钢钢板上下两两相对叠放在一起，两层不锈钢间涂隔离剂，隔离剂的厚度约1mm。隔离剂事先焙烧提纯，涂刷后要进行结晶水烘干。
提纯和烘干温度分别为1170℃和430℃。为避免造成中间坯在切头、切尾时造成不锈钢浪费，复合坯长度方向头、尾都为碳钢，复合坯厚度为150mm，中间坯厚度为25mm，则复合坯长度方向都是碳钢的长度为L＝500×30/170＝88mm。
用油压千斤顶压紧复合板，使用与复合板上、下表面碳钢同种材质的焊条将坯料四周焊接密闭，并在复合板一端沿轧制方向预留一抽真空管，使用高真空扩散泵机组抽真空，真空度7pa，用液压钳将烧红的抽真空管钳紧，再将管口焊接密封，制成合格的碳钢/不锈钢复合板真空坯料。
2、复合坯的加热：
抽真空口开在实际轧制过程中位于轧尾的一端。复合坯装炉时进一步确定抽真空口位于轧尾。复合坯加热温度为1244℃，加热时间为T＝150×0.9＝135min。
3、复合坯的轧制与冷却：
粗轧开轧温度1139℃，粗轧可以采取1+5轧制，第1道次压下19％，后道次大压下率轧制，粗轧的总压下率位83.3％。粗轧进行等宽轧制。精轧前中间坯切头、尾进行最优化剪切，且头、切尾量分别为432mm、328mm。热轧卷厚度规格16mm，终轧温度860℃。层流冷却采取前段连续集中冷却，冷却速度12℃/s，卷取温度为570℃。
4、复合坯的分卷与精整：
热轧卷采用分卷机组对复合卷进行切边后分卷，分开后成为2个单独的复合卷成品，卷取前充分矫直。成品厚度规格为8mm。
通过本发明工艺生产的复合板，具有优良的性能指标，界面结合率可以达到100％，屈服强度Rel或RP0.2≥235MPa，抗拉强度≥370MPa，断后伸长率≥30％，180°冷弯(内弯、外弯，d＝2a，)优良，界面抗剪切强度≥240MPa。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种碳钢、不锈钢热轧复合卷板的生产方法，工艺流程为：复合坯的制备—加热—轧制—冷却—分卷—精整，其特征在于，具体包括：
1)复合坯的制备：
对复合坯原料碳钢、不锈钢坯或厚钢板表面进行加工，清除氧化层，露出母材，粗糙度Ra控制在5μm～9μm，空气中存放不超过24h；
将碳钢板、不锈钢钢板上下两两相对叠放在一起，两层不锈钢间涂隔离剂；
保证粗轧轧制后中间坯切头、切尾切掉的均为碳钢，并且控制切头切尾量在500mm内；复合坯长度两端厚度上均制成碳钢，两端碳钢的长度分别为L，单位mm，L＝500×h/H，其中h为中间坯厚度，单位mm，H为复合坯总厚度，单位mm；
压紧复合板，将坯料四周焊接密闭，预留抽真空管，抽真空，真空度控制在9pa内，制成碳钢/不锈钢复合板真空坯料；
2)复合坯的加热：
确定抽真空口位于轧尾，复合坯加热温度为1220℃～1270℃，加热时间为T，单位min，T＝H×0.9，其中H为复合坯总厚度，单位mm；
3)复合坯的轧制：
粗轧开轧温度≥1130℃，粗轧采取多道次轧制，首道次压下率控制在20％以内，余下道次进行大压下率轧制，粗轧的总压下率≥80％，粗轧进行等宽轧制；
4)复合坯的冷却：
层流冷却采取前段连续集中冷却，冷却速度控制在6℃/s～15℃/s，卷取温度为560℃～630℃；
5)复合卷的分卷与精整：
采用分卷机组对复合卷进行切边后分卷，分卷机组卷取端有2个卷筒，复合卷分开后成为2个单独的复合卷成品，卷取端卷筒前配备矫直机对复合卷进行矫直；成品厚度为1.0mm～10mm。
2.根据权利要求1所述的一种碳钢、不锈钢热轧复合卷板的生产方法，其特征在于，所述步骤1)隔离剂的厚度为1±0.5mm，隔离剂先焙烧提纯，涂刷后进行结晶水烘干，提纯和烘干温度分别为1100℃～1200℃和350℃～500℃。
3.根据权利要求1所述的一种碳钢、不锈钢热轧复合卷板的生产方法，其特征在于，所述步骤1)使用与复合板上、下表面碳钢同种材质的焊条将坯料四周焊接密闭，并在复合板一端沿轧制方向预留一抽真空管；用液压钳将烧红的抽真空管钳紧，再将管口焊接密封。
4.根据权利要求1所述的一种碳钢、不锈钢热轧复合卷板的生产方法，其特征在于，所述步骤3)复合板采取控轧控冷轧制，终轧温度为840℃～915℃。
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