CN114686666A - 一种建筑预埋件用304奥氏体不锈钢及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种建筑预埋件用304奥氏体不锈钢及其制造方法，包括以下步骤：黑皮热卷退火酸洗后进行冷轧第一轧程，压下率为55％‑70％，之后进行一次冷卷退火酸洗，再进行平整调质轧制，然后进行冷轧第二轧程，压下率为5.5％，脱脂后得到所需不锈钢。本发明所述的制造方法生产的304钢种不但具有高强度又具有良好的韧性，满足建筑预埋件产品、高强度安全等级高、耐腐蚀强使用周期生命长等特性，板型质量要求严格，具有广泛的市场前景。
Description
技术领域
本发明属于不锈钢冷轧工艺领域，尤其是涉及一种建筑预埋件用304奥氏体不锈钢及其制造方法。
背景技术
建筑预埋件是现代建筑工程中使用较多的物料，大多采用是钢制产品，也有一些不锈钢产品，随着产品更新换代，安全等级要求不断提高，普通不锈钢冷轧产品已经无法满足预埋件的高强度的性能要求。常规普通不锈钢性能抗拉屈服强度280MPA左右，高端建筑预埋件要求屈服强度≥450MPA，同时还要满足延伸率≥45％，要求高强度的同时也要求具有良好的韧性，并且由于最终产品以大面积面板形式使用，要求具有良好板形，边浪≤2mm，常规通过退火工艺调整无法满足其性能需要。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种建筑预埋件用304奥氏体不锈钢及其制造方法，以满足建筑预埋件不锈钢的强度、韧性、板型及均匀度要求。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种建筑预埋件用304奥氏体不锈钢的制造方法，包括以下步骤：
(1)304奥氏体不锈钢热轧后会析出碳化物，硬度升高，首先将黑皮热卷退火酸洗，通过退火使析出的碳化物在高温下充分固溶在奥氏体中，然后迅速冷却，达到软化的目的，通过酸洗去除表面氧化铁皮，得到冷轧原料白皮卷；
(2)采用二十辊可逆轧机将冷轧原料白皮卷进行第一轧程冷轧，压下率为55％-70％，得到轧硬态钢卷；
(3)将轧硬态钢卷退火酸洗进行再结晶退火处理，得到表面为2D状态不锈钢卷；
(4)将表面为2D状态不锈钢卷进行平整调质轧制，改善退火后板型，得到中间厚度表面状态为2B的不锈钢卷；
(5)采用二十辊可逆轧机将得到中间厚度不锈钢卷进行第二轧程冷轧，压下率为5.5％，得到成品厚度的轧硬态钢卷；
(6)将成品厚度的轧硬态钢卷进行脱脂，得到所需不锈钢。
常规通过退火工艺调整一个轧程无法满足性能需要，本发明通过两个轧程轧制，第二轧程轧制后不退火，利用其加工硬化满足其高强度要求。其中第二轧程变形量是其性能关键参数，变形量太小，加工硬化程度小，强度低，无法满足产品需求，变形量太大，又会导致延伸率无法满足其性能要求。
进一步地，步骤(1)中退火温度为1140-1160℃，运行速度：TV＝105。
进一步地，步骤(1)中使用硫酸、硝酸、氢氟酸的混合溶液进行酸洗，硝酸与氢氟酸浓度比为3-4:1，酸洗温度为50-80℃。
进一步地，步骤(3)中退火温度为1120-1140℃，运行速度：TV＝125，运行速度波动≤10％。
进一步地，步骤(3)中使用硝酸与氢氟酸的混合溶液进行酸洗，硝酸与氢氟酸浓度比为4-5:1，电解硫酸钠电流密度175-185A.s/dm2，硫酸钠密度为1.1-1.2g/L。
进一步地，步骤(4)中延伸率为0.3％-0.4％。
进一步地，步骤(5)中冷轧的轧制力为90-110吨，由于二次冷轧压下率较小，实际所需轧制力仅为90-110吨，二十辊轧机常规最小轧制力设备功能要求≥120吨，无法满足低压下率要求，因此发明人通过对轧机改造优化，满足最小轧制力≥60吨同样可以正常生产，具备轧制条件。
进一步地，步骤(5)中冷轧时轧机的中间辊锥度为260，锥长为0.24mm，这是由于最终产品以大面积面板形式使用，要求具有良好板形，边浪≤2mm，采用常规一中间辊轧制板形调节，由于变形量小，一中间锥度大，无法满足边部精细化板形调节，轧后边浪5mm左右，因此调整一中间锥度，改善板形调节，调节后板形边浪满足产品质量需求，同时优化轧制目标曲线，目标曲线编号11号，全程采用板形自动轧制，轧制后板形良好，边浪≤2mm，满足产品需求；优选地，工作辊的粗糙度为0.4-0.6μm，虽然建筑用预埋件由于其用途，对标要求不是十分严格，但是由于变形量小，常规工作辊粗糙度 0.15-0.25um，表面钝化膜及冷线退火表面酸液残留导致带钢表面粗糙度不一致，肉眼无法识别，轧制后表面出现明显色差，严重影响产品总体形象，为有效控制表面色差，满足其表面色泽均匀，虽然用途为预埋件，产品表面色泽不影响其使用，但是对于产品形象带来不利影响，因此调整工作辊粗糙度为0.40-0.60um，轧制后表面良好，色泽均匀，有效控制表面色差。
进一步地，步骤(6)中脱脂运行速度为30mpm，脱脂段温度为65-75℃，清洗段温度为70-80℃。
根据上述制造方法制得的建筑预埋件用304奥氏体不锈钢；优选地，所述不锈钢的屈服强度≥450MPa，延伸率≥45％。
相对于现有技术，本发明所述的建筑预埋件用304奥氏体不锈钢及其制造方法具有以下优势：
本发明所述的制造方法生产的304钢种不但具有高强度又具有良好的韧性，满足建筑预埋件产品、高强度安全等级高、耐腐蚀强使用周期生命长等特性，板型质量要求严格，具有广泛的市场前景。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
本实施例中建筑预埋件用304奥氏体不锈钢的制造方法包括以下步骤：
(1)热轧黑皮卷经过热卷退火酸洗：退火温度：1140-1160℃，运行速度：TV＝105，采用硫酸、硝酸、氢氟酸酸液进行酸洗，硝酸与氢氟酸浓度比例为3.5:1，酸洗温度50-80℃；
(2)冷轧第一轧程：采用二十辊可逆轧机将钢板轧制到第一轧程中间厚度，压下率控制55％-70％；
(3)冷轧卷退火酸洗：在连续退火酸洗进行再结晶退火处理，退火温度1120-1140℃，酸液为硝酸与氢氟酸，比例为4:1，电解硫酸钠电流密度 180A.s/dm2，硫酸钠密度为1.10-1.20g/L，运行速度：TV＝125，运行速度波动≤10％
(4)平整轧制：改善退火后板形，延伸率0.3％-0.4％；
(5)冷轧第二轧程：平整后采用二十辊可逆轧机进行轧制，一道次轧制，变形率5.5％；由于变形量较小，实际轧制力为90-110吨；轧机中间辊的锥度与锥长为：260*0.24mm；优化轧制目标曲线，目标曲线编号11号，全程采用板形自动轧制，轧制后板形良好，边浪≤2mm，工作辊粗糙度为 0.40-0.60um，轧制后表面良好，色泽均匀；
(6)脱脂作业：脱脂运行速度30mpm，脱脂段温度65℃-75℃，清洗段温度70℃-80℃，脱脂后入库。脱脂后对钢卷头尾分别取样进行屈服强度及延伸率检测，测得头部屈服强度为506MPa，延伸率为48％，尾部屈服强度为 527MPa，延伸率为47％；
对实施例1制得的不锈钢进行屈服强度检测，测得屈服强度为 500-530MPa；延伸率47％-48％。
对比例1
本实施例中建筑预埋件用304奥氏体不锈钢的制造方法包括以下步骤：
(1)热轧黑皮卷经过热卷退火酸洗：退火温度：1140-1160℃，运行速度：TV＝105，采用硫酸、硝酸、氢氟酸酸液进行酸洗，硝酸与氢氟酸浓度比例为3.5:1，酸洗温度50-80℃；
(2)冷轧第一轧程：采用二十辊可逆轧机将钢板轧制到第一轧程中间厚度，压下率控制55％-70％；
(3)冷轧卷退火酸洗：在连续退火酸洗进行再结晶退火处理，退火温度1120-1140℃，酸液为硝酸与氢氟酸，比例为4:1，电解硫酸钠电流密度 180A.s/dm2，硫酸钠密度为1.10-1.20g/L，运行速度：TV＝125，运行速度波动≤10％，
(4)平整轧制：改善退火后板形，延伸率0.3％-0.4％；
(5)冷轧第二轧程：平整后采用二十辊可逆轧机进行轧制，一道次轧制，变形率10％；轧制力为230-260吨；轧机中间辊的锥度与锥长为： 260*0.24mm；优化轧制目标曲线，目标曲线编号11号，全程采用板形自动轧制，轧制后板形良好，边浪≤2mm，工作辊粗糙度为0.40-0.60um，轧制后表面良好，色泽均匀；
(6)脱脂作业：脱脂运行速度30mpm，脱脂段温度65℃-75℃，清洗段温度70℃-80℃，脱脂后入库。脱脂后对钢卷头尾分别取样进行抗拉强度及延伸率检测，测得头部屈服强度为580MPa，延伸率为36％，尾部屈服强度为 550MPa，延伸率为41％；变形率过大，虽然屈服强度满足产品需求，但是延伸率太低，无法满足产品质量需求。
对比例1制得的不锈钢进行屈服强度检测，测得屈服强度为 550-580MPa；延伸率36％-41％。延伸率过低不能满足产品韧性要求。
对比例2
本对比例中建筑预埋件用304奥氏体不锈钢的制造方法包括以下步骤：
(1)热轧黑皮卷经过热卷退火酸洗：退火温度：1140-1160℃，运行速度：TV＝105，采用硫酸、硝酸、氢氟酸酸液进行酸洗，硝酸与氢氟酸浓度比例为3.5:1，酸洗温度50-80℃；
(2)冷轧第一轧程：采用二十辊可逆轧机将钢板轧制到第一轧程中间厚度，压下率控制55％-70％；
(3)冷轧卷退火酸洗：在连续退火酸洗进行再结晶退火处理，退火温度1120-1140℃，酸液为硝酸与氢氟酸，比例为4:1，电解硫酸钠电流密度 180A.s/dm2，硫酸钠密度为1.10-1.20g/L，运行速度：TV＝125，运行速度波动为19％，；
(4)平整轧制：改善退火后板形，延伸率0.3％-0.4％；
(5)冷轧第二轧程：平整后采用二十辊可逆轧机进行轧制，一道次轧制，变形率5.5％；由于变形量较小，实际轧制力为90-110吨；轧机中间辊的锥度与锥长为：260*0.24mm；优化轧制目标曲线，目标曲线编号11号，全程采用板形自动轧制，轧制后板形良好，边浪≤2mm，工作辊粗糙度为 0.40-0.60um，轧制后表面良好，色泽均匀；
(6)脱脂作业：脱脂运行速度30mpm，脱脂段温度65℃-75℃，清洗段温度70℃-80℃，脱脂后入库。脱脂后对钢卷头尾分别取样进行抗拉强度及延伸率检测，测得头部屈服强度为526MPa，延伸率为45％，尾部屈服强度为 434MPa，延伸率为52％,
通过对比例2脱脂后的不锈钢性能检测可知，退火酸洗运行速度波动较大时，会导致成品性能波动增加，产品性能稳定性降低，部分产品无法满足性能要求。
对比例3
本对比例中建筑预埋件用304奥氏体不锈钢的制造方法包括以下步骤：
(1)热轧黑皮卷经过热卷退火酸洗：退火温度：1140-1160℃，运行速度：TV＝105，采用硫酸、硝酸、氢氟酸酸液进行酸洗，硝酸与氢氟酸浓度比例为3.5:1，酸洗温度50-80℃；
(2)冷轧：采用二十辊可逆轧机将采用一个轧程直接得到成品厚度轧硬态产品。
(3)退火酸洗作业与平整调质轧制作业：冷轧卷退火酸洗：在连续退火酸洗进行再结晶退火处理，退火温度1120-1140℃，酸液为硝酸与氢氟酸，比例为4:1，电解硫酸钠电流密度180A.s/dm2，硫酸钠密度为1.10-1.20g/L，运行速度：TV＝125，运行速度波动为≤10％；平整调质轧制延伸率0.3％-0.4％，将最终产品测试性能。
对对比例3制得的不锈钢进行屈服强度检测，测得屈服强度为 280-300MPa。
通过对对比例3制得的不锈钢检测结果可知，通过一次轧制得到的不锈钢屈服强度远低于建筑预埋件所需的强度要求。
对比例4
本对比例中建筑预埋件用304奥氏体不锈钢的制造方法包括以下步骤：
(1)热轧黑皮卷经过热卷退火酸洗：退火温度：1140-1160℃，运行速度：TV＝105，采用硫酸、硝酸、氢氟酸酸液进行酸洗，硝酸与氢氟酸浓度比例为3.5:1，酸洗温度50-80℃；
(2)冷轧第一轧程：采用二十辊可逆轧机将钢板轧制到第一轧程中间厚度，压下率控制55％-70％；
(3)冷轧卷退火酸洗：在连续退火酸洗进行再结晶退火处理，退火温度1120-1140℃，酸液为硝酸与氢氟酸，比例为4:1，电解硫酸钠电流密度 180A.s/dm2，硫酸钠密度为1.10-1.20g/L，运行速度：TV＝125，运行速度波动≤10％，退火酸洗后对冷轧卷头尾分别取样进行抗拉强度及延伸率检测，测得头部抗拉强度为506MPa，延伸率为48％，尾部抗拉强度为527MPa，延伸率为47％；
(4)平整轧制：改善退火后板形，延伸率0.3％-0.4％；
(5)冷轧第二轧程：平整后采用二十辊可逆轧机进行轧制，一道次轧制，变形率5.5％；由于变形量较小，实际轧制力为90-110吨；轧机中间辊的锥度与锥长为：260*0.48mm；优化轧制目标曲线，目标曲线编号11号，全程采用板形自动轧制，轧制后边部板形较差，边浪为6-9mm，工作辊粗糙度为0.40-0.60um，轧制后表面良好，色泽均匀；
(6)脱脂作业：脱脂运行速度30mpm，脱脂段温度65℃-75℃，清洗段温度70℃-80℃，脱脂后入库。
通过对对比例4制得的不锈钢进行形貌观察可知，边部锥度过大，当第二轧程采用小变形轧制时对边部板形调节不够精确，影响产品板型。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种建筑预埋件用304奥氏体不锈钢的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将黑皮热卷退火酸洗，得到冷轧原料白皮卷；
(2)将冷轧原料白皮卷进行第一轧程冷轧，压下率为55％-70％，得到轧硬态钢卷；
(3)将轧硬态钢卷进行退火酸洗，得到表面为2D状态不锈钢卷；
(4)将表面为2D状态不锈钢卷进行平整调质轧制，得到中间厚度表面状态为2B的不锈钢卷；
(5)将中间厚度表面状态为2B的不锈钢卷进行第二轧程冷轧，压下率为5.5％，得到成品厚度的轧硬态钢卷；
(6)将成品厚度的轧硬态钢卷进行脱脂去除表面残留轧制油，得到所需不锈钢产品。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤(1)中退火温度为1140-1160℃，运行速度：TV＝105。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤(1)中使用硫酸、硝酸、氢氟酸的混合溶液进行酸洗，硝酸与氢氟酸浓度比为3-4:1，酸洗温度为50-80℃。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤(3)中退火温度为1120-1140℃，运行速度：TV＝125，运行速度波动≤10％。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤(3)中使用硝酸与氢氟酸的混合溶液进行酸洗，硝酸与氢氟酸浓度比为4-5:1，电解硫酸钠电流密度175-185A.s/dm2，硫酸钠密度为1.1-1.2g/L。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤(4)中延伸率为0.3％-0.4％。
7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤(5)中冷轧的轧制力为90-110吨。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤(5)中冷轧时轧机的中间辊锥度为260，锥长为0.24mm；优选地，工作辊的粗糙度为0.4-0.6μm。
9.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤(6)中脱脂运行速度为30mpm，脱脂段温度为65-75℃，清洗段温度为70-80℃。
10.根据权利要求1-9任一所述的制造方法制得的建筑预埋件用304奥氏体不锈钢；优选地，所述不锈钢的屈服强度≥450MPa，延伸率≥45％。
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