RU2233717C2 - Способ производства полос из нержавеющей стали и комплексная технологическая линия прокатного стана - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области холодной прокатки. Задача изобретения - улучшение механических свойств и качества поверхности полос. Литую или горячекатаную полосу из нержавеющей стали, поверхности которой окрашены в темный цвет оксидами, остающимися после предшествующего процесса изготовления указанных литых и/или горячекатаных полос, подвергают холодной прокатке в одном или более расположенных друг за другом пропусков (11-13) холодной прокатки. Толщина полосы уменьшается на 10-75% и оксидная окалина растрескивается, т.е. в оксидных слоях образуются трещины. После этого полосу отжигают в печи, печную атмосферу в которой можно получить путем нагревания печи посредством горелок, потребляющих жидкое или газообразное топливо, которое сжигают посредством газа, содержащего по меньшей мере 85 об.% кислорода и не более 10 об.% азота, причем создают печную атмосферу, в которой можно отжигать полосу без окисления ее поверхностей, обнаженных вследствие растрескивания, которое сделало бы сложным последующее разрушение окалины и травление. Способ осуществляется на технологической линии, содержащей по меньшей мере один стан начальной холодной прокатки, секцию отжига с регламентируемой атмосферой в печи, секцию травления. Изобретение обеспечивает возможность получения полос с высококачественной поверхностью и широким диапазоном механических свойств, 2 н.з. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил. 2 табл.

Description

Изобретение касается способа изготовления полос из нержавеющей стали, включающего прокатку в холодном состоянии полос, которые были изготовлены в предшествующем процессе путем литья и/или горячей прокатки полос. Изобретения также относится к комплексной технологической линии прокатного стана, которую следует применять для осуществления данного способа.

Холодную прокатку полосовой нержавеющей стали осуществляют с одной или несколькими целями. Основной целью обычно является уменьшение толщины исходных полос, которые при обычных условиях получают горячей прокаткой на предшествующей технологической линии горячей прокатки до толщины горячекатаных полос, которая составляет не менее 1,5 мм, обычно имеет порядок 2-4 мм, но может составлять до 6 мм. Главной целью или вторичной причиной холодной прокатки может также являться повышение прочности полосового материала.

Обычно цель обработки стальной полосы на комплексной технологической линии прокатного стана также заключается в том, чтобы придать специфические характеристики поверхности полос. Холодная прокатка, отжиг и травление в этом отношении объединяются и оказывают различное влияние на конечный результат. В этой связи следует отметить, что с точки зрения требуемых поверхностей уровень притязаний может очень сильно варьироваться. В некоторых случаях требуется очень чистая, сильно блестящая поверхность, так называемая 2В-поверхность или чище. В других случаях может быть вполне достаточно значительно менее обработанной поверхности, т.е. красиво протравленной поверхности. В этом отношении удаление окалины и травление играют важную роль в случае получения сильно блестящей полосы с очень гладкой поверхностью, или готового продукта с такой структурой поверхности, которая достигается после травления, но без последующей дрессировки, или иной поверхности высокого качества. Особенно важно, что остатки окалины можно легко удалить без сильной струйной очистки. Структура поверхности была бы в общем значительно ухудшена, если, например, перед травлением требовалась бы мощная струйная обработка.

Традиционно исходный отжиг, охлаждение и удаление окалины путем как дробеструйной обработки, так и травления в одну или более стадию предшествует холодной прокатке для получения исходного материала для холодной прокатки, не содержащего после предшествующей горячей прокатки оксидов или остатков окалины, но часто имеющего дефекты, полученные вследствие мощной дробеструйной обработки для разрушения окалины. В альтернативном варианте горячую прокатку можно полностью или частично заменить изготовлением полос путем литья, причем эти полосы могут иметь толщину вплоть до той, что является нормальной для горячекатаных полос или быть толще на несколько миллиметров, но в этом случае холодной прокатке также обычно предшествуют исходный отжиг, охлаждение, дробеструйная обработка для разрушения окалины и травление в той степени, в которой вообще применяют данную технологию. При холодной прокатке, которую традиционно осуществляют путем множества последовательных операций холодной прокатки, возможно попеременно с операциями отжига, охлаждения, удаления окалины и травления уменьшить толщину до 1 мм, а в некоторых случаях даже до меньших величин. В то же время в этих традиционных станах холодной прокатки можно получать полосы с очень чистой поверхностью, так называемой 2В-поверхностью, если прокатку завершать термической обработкой, травлением и дрессировкой, или даже еще более чистой поверхностью, если применять светлый отжиг. Кроме того, из US 5197179 и ЕР 837147 известно осуществление, по меньшей мере, операции первой холодной прокатки охлажденной горячекатаной полосы или охлажденной литой полосы перед термической обработкой, травлением и, возможно, дополнительными операциями холодной прокатки, чтобы придать полосе требуемые конечные размеры. Однако для таких известных способов и технологических линий прокатного стана является характерным то, что они дороги и/или их трудно приспособить в разнообразным требованиям, касающимся толщины полос, состояний поверхности и прочности готового продукта, особенно, если в качестве комплексного способа производства имеют ввиду горячую прокатку и последующую холодную прокатку, а также операции, связанные с горячей прокаткой и холодной прокаткой.

Цель данного изобретения заключается в том, чтобы противостоять указанным выше проблемам и решать их. Более конкретно, данное изобретение направлено на облегчение удаления оксидов и окалины с литой и/или горячекатаной, стальной полосы путем обработки литой и/или горячекатаной полосовой нержавеющей стали перед удалением окалины и травлением по способу, где травление является составной частью, а обработка - отличительной чертой данного изобретения. Однако изобретение не связано с какой-либо конкретной технологией травления. В общем, любой способ травления, который подходит для травления нержавеющих сталей, можно применять в способе и технологической линии производства по данному изобретению.

Этих и других целей можно достичь тем, что литую и/или горячекатаную полосу, поверхности которой окрашены в темный цвет оксидами, остающимися после предшествующего процесса изготовления указанной литой и/или горячекатаной полосы, подвергают холодной прокатке в одном или более расположенных друг за другом пропусков холодной прокатки так, что толщина полосы уменьшается на 10-75% и оксидная окалина растрескивается, т.е. в оксидных слоях образуются трещины, затем полосу отжигают в печи, печную атмосферу в которой можно получить путем нагревания печи посредством горелки, потребляющей жидкое или газообразное топливо, которое сжигают посредством газа, содержащего по меньшей мере 85 об.% кислорода и не более 10 об.% азота, после чего полосу охлаждают и подвергают по меньшей мере любой операции очистки от окалины и протравливают.

Начальную холодную прокатку полосы, поверхности которой окрашены в темный цвет оксидами, остающимися после предшествующего процесса изготовления указанной литой и/или горячекатаной полосы, можно рассматривать как начальную операцию очистки от окалины, которая может облегчить эффективную очистку от окалины, производимую позднее, после отжига, но перед травлением полосы. Для того, чтобы указанным начальным растрескиванием было можно воспользоваться эффективно для облегчения последующей очистки от окалины и травления, желательно, чтобы оно, насколько это возможно, не ликвидировалось в связи с отжигом, т.е. чтобы трещины или разрывы оксидных слоев не затягивались при отжиге. Этот желательный эффект достигается в значительной степени благодаря тому, что полосы отжигают в особой атмосфере печи отжига, которая содержит максимально 10 об.% кислорода, предпочтительно 6 об.% кислорода, а основная часть состоит из диоксида углерода, пара и незначительного количества азота, который по существу происходит из воздуха, который, возможно, может просачиваться внутрь. Можно получить печную атмосферу такого типа, например, при помощи технологии, описанной в WO 95/24509, содержание которого приведено в данном тексте в качестве ссылки. В печной атмосфере, которая обеднена кислородом, полосу можно отжигать при температуре 1050-1200°С в течение такого периода времени, при котором полоса будет полностью прогрета и перекристаллизована без одновременного окисления обнаженных вследствие растрескивания металлических поверхностей до такой степени, при которой оно сделало бы более сложным последующее разрушение окалины и травление.

Можно применять различные технологии очистки от окалины, не повреждающие поверхности полос вследствие растрескивания окалины в связи с начальной холодной прокаткой полос в сочетании с отжигом в бедной по кислороду печной атмосфере. Традиционно удаление окалины осуществляют мощной дробеструйной обработкой в одну или более операцию, обработкой, которая, в случае ее применения всегда приводит к нежелательным повреждениям поверхностей полос. Согласно аспекту изобретения, вместо этого очистку от окалины производят путем неоднократного перегибания полосы в разных направлениях вокруг валков, в то время как полосу подвергают холодной вытяжке, так что ее остаточное удлинение составляет 2-10%, перед травлением по технологии, которая сама по себе известна из ЕР 0738781. Посредством такой обработки достигают эффективной очистки от окалины без ухудшения поверхностей полос. Такую очистку от окалины можно дополнять мягкой струйной обработкой, которую можно проводить после очистки от окалины или перед ней, предпочтительно перед ней, с целью удаления лишь рыхлых оксидов, для того, чтобы не нарушить последующую очистку от окалины из-за накопления оксидов. Если струйную очистку проводят после очистки от окалины, соответственно, достигают удаления рыхлых оксидов, причем струйную очистку в каждом случае проводят в такой мягкой манере, что металлические поверхности полосы не повреждаются. Следовательно, обычно очистку от окалины после отжига дополняют путем холодной вытяжки, где полосу перегибают неоднократного вокруг валков в сочетании с легкой, не повреждающей поверхности струйной очисткой перед или после холодной вытяжки. Так как окалина после отжига по-прежнему в треснутом состоянии, и, следовательно, ее легко разрушить, также возможно проведение очистки от окалины путем только легкой струйной обработки и чистки щетками, или путем холодной вытяжки полосы с чисткой щетками, или путем только чистки щетками.

Дополнительные отличительные признаки и аспекты изобретения будут очевидны из прилагающейся формулы изобретения и последующего детального описания изобретения. В этом описании будет пояснено, как можно воплотить данное изобретение в ряде вариантов различных технологических линий прокатного стана, где начальная холодная прокатка горячекатаных полос или, соответственно, и обработка полос между указанной начальной холодной прокаткой и травлением являются составной частью, как описано выше. Однако следует отметить, что применимость изобретения не ограничена какими-либо приведенными применениями, которые можно в целом применять в связи с холодной прокаткой нержавеющей полосовой стали.

На фиг.1 схематически представлено изобретение и указанная комплексная технологическая линия прокатного стана, а на фиг. 2 схематически проиллюстрировано предпочтительное исполнение способа производства холоднокатаной полосовой нержавеющей стали, в котором способ по данному изобретению является составной частью.

На чертежах А схематически изображены некоторые различные способы производства полосовой нержавеющей стали, предпочтительно полос из аустенитной или ферритной нержавеющей стали, которая представляет собой исходный материал для обработки в последующей технологической линии В прокатного стана, применяемой для осуществления способа по настоящему изобретению. Также возможна феррито-аустенитная сталь. На левой части А чертежей проиллюстрированы три способа производства исходного материала. Согласно способу I, листовые заготовки 1 подвергают горячей прокатке на технологической линии стана горячей прокатки для изготовления горячекатаных полос, толщина которых может быть обычной для горячекатаных полос, т.е. 1,5-6 мм. Согласно одному из аспектов данного изобретения, однако, горячую прокатку прекращают перед тем, как или по крайней мере тогда, когда толщина уменьшалась на 2,5 мм, т.е. чтобы получить толщину в интервале величин 3-6 мм, предпочтительно толщину между 3 и 5 мм. Горячекатаные полосы резко охлаждают до температуры ниже чем 500°С со скоростью по меньшей мере 15°С/сек в секции 3 закалки охлаждением, где пригодно применение интенсивного орошения водой. После чего полосы сматывают в рулоны 4, которые подвергают охлаждению дополнительно до 100°С или ниже. Благодаря быстрому охлаждению до температуры ниже 500°С по существу избегают осаждения карбидов по границам зерен в нержавеющей полосовой стали. Другой эффект, который достигают благодаря быстрому охлаждению, заключается в том, что оксидные слои, которые неизбежно образуются на поверхностях стальной полосы, становятся тоньше, чем обычно при горячей прокатке и более медленном охлаждении, в частности, при охлаждении после сворачивания полос для получения рулонов при более высокой температуре.

Согласно способу II полосовую нержавеющую сталь отливают в форме полос согласно любой технологии, которая известна сама по себе и которая с точки зрения специфики способа не является частью данного изобретения, и, следовательно, не будет описана более детально. В качестве примера, однако, можно использовать так называемое литье полосовой нержавеющей стали сдвоенными валками; указанный способ известен специалистам отрасли. Литую полосовую нержавеющая сталь подвергают горячей прокатке на технологической линии 2' стана горячей прокатки до толщины, которая является обычной для горячекатаных полос нержавеющей стали, или несколько большей, 3-6 мм (см. выше), после чего горячекатаную полосу немедленно закаливают охлаждением в секции 3 охлаждения и сворачивают в виде рулона 4.

Согласно способу III полосовую нержавеющую сталь отливают в форме полосы, имеющей толщину, которая является нормальной для полосовой нержавеющей стали или несколько превышает таковую, т.е. около 2,5-6 мм, после чего полосу закаливают охлаждением в секции 3' охлаждения до температуры ниже 500°С со скоростью, которая является достаточной для того, чтобы по существу избежать образования карбидов по границам зерен и избежать нежелательной толстой оксидной окалины на поверхностях полосы, т.е. со скоростью по меньшей мере 15°С/сек. Полученные таким образом полосы сворачивают в рулоны 4'.

Таким образом, исходный материал для последующей обработки на технологической линии В прокатного стана состоит из литой и/или горячекатаной полосовой нержавеющей стали 4, 4'. Такой рулон 4,4' полосовой нержавеющей стали показан на чертежах после разматывания в рулоноразматывателе 6. Вспомогательный рулоноразматыватель обозначен 6А. Сварочная машина для стыковки полос, первый лупер полос и первый многовалковый стан с S-образным прохождением полосы обозначены цифрами 7, 8 и 9, соответственно. Затем следует секция 10 начальной холодной прокатки, состоящая из трех станов 11, 12 и 13 холодной прокатки, причем эти станы относятся к так называемому Z-валковому или 6-валковому типу, что означает, что каждый из них имеет пару рабочих валков и два опорных валка сверху и снизу соответствующего рабочего валка.

После секции 10 начальной холодной прокатки следует обезжиривающее оборудование 14, второй многовалковый стан 15 с S-образным прохождением полосы 15 и второй лупер 16 полос.

Полоса, которую размотали из рулона 6, обозначена на чертежах цифрой 5. После пропуска через секцию 10 начальной холодной прокатки полосу обозначают как 5'. Из лупера 16 полос, полосу 5' сначала подают через промывное оборудование 17, прежде чем подавать в печь 18 для отжига, и через нее и через секцию охлаждения, включающую два отсека 19 и 20. Затем следует третий многовалковый стан 21 с S-образным прохождением полосы, операция 22 дробеструйной обработки и окалиноломатель 24. С каждой стороны окалиноломателя 24 расположены, соответственно, четвертый и пятый многовалковый стан 23 и 25 с S-образным прохождением полосы.

Печная атмосфера в печи 18 может содержать, например, максимально 10% кислорода, предпочтительно максимально 6% кислорода. Печную атмосферу такого типа можно получать и поддерживать различными способами, например подходящим способом является нагревание печи посредством горелок, потребляющих жидкое или газообразное топливо, сжигаемое посредством газа, содержащего по меньшей мере 85 об.% кислорода и не более чем 10 об.% азота, как описано в WO 95/24509. Предпочтительно, чтобы в соответствии с известной методикой горючий газ содержал 99,5% кислорода. Если в качестве топлива использовать пропан и сжигать его посредством газа, содержащего 99,5 об.% кислорода, то будет получена печная атмосфера, содержащая около 40 об.% диоксида углерода, 50 об.% пара и, в итоге, 10 об.% азота и кислорода. В одном случае этого достигали в соответствии с данной методикой, которая известна сама по себе, при этом печной газ содержал 39 об.% СО₂, 51 об.% Н₂0, 6 об.% N₂, где азот выделялся из воздуха, который просачивался внутрь.

Окалиноломатель 24 состоит из стана холодной вытяжки, строение которого указано в деталях на фиг.3 в указанном ЕР 0 738 781, который приводится в данном описании в виде ссылки. Стан холодной вытяжки такого типа включает последовательность валков, заставляющих полосу перегибаться попеременно в разных направлениях, в то время как полоса приобретает остаточное удлинение путем холодной вытяжки. Было обнаружено, что посредством стана холодной вытяжки такого типа можно достичь эффективного удаления окалины без повреждения поверхностей полосы под оксидными слоями.

После окалиноломателя 24 следует секция травления, которая, например, может состоять из секции 26 начального нео- или другого электролитического травления и секции 27 травления смешанной кислотой. Смесь кислот, например, может состоять из смеси азотной кислоты, НNО₃ и фтороводородной HF. Протравленную полосу, обозначенную 5", можно хранить в третьем лупере 28 полос.

Дополнительный стан конечной холодной прокатки обозначен 32. Данный стан, в соответствии с данным воплощением изобретения, состоит из четырехвалкового стана, то есть прокатного стана с парой рабочих валков и опорным валком соответственно сверху и снизу рабочего валка, что дает возможность осуществлять прокатку с уменьшениями от 15 до 20% в зависимости от типа нержавеющей стали (аустенитной или ферритной, причем ферритные стали обычно можно обрабатывать прокаткой с большей степенью уменьшения, чем аустенитные стали). В качестве альтернативы стан заключительной холодной прокатки может состоять из двухвалкового стана, предназначенного только для дрессировки. Вслед за прокатным станом 32, перед тем как полосу 5'" скатывают в виде рулона 40 посредством намоточного устройства 38, предусмотрен шестой многовалковый стан 33 с S-образным прохождением полосы, правильный стан 34, сушильная установка 36, седьмой стан 36 с S-образным прохождением полосы и блок 37 для снятия заусенец. Вспомогательное намоточное устройство обозначено 38А.

В соответствии с различными аспектами изобретения нержавеющую полосовую сталь следует пропускать один или два раза через технологическую линию В прокатного стана. Это будет описано более детально со ссылкой на фиг.2, где указано только наиболее значимое оборудование, в то время как другие части, такие как сварочная машина, станы с S-образным прохождением полосы, отклоняющие и направляющие ролики, луперы, и т.д., опущены с целью представить принципы изобретения более наглядно. Ссылки в виде чисел в скобках указывают полосовой материал, обрабатываемый как материал, пропускаемый через технологическую линию В прокатного стана во второй раз.

Прокатку на технологической линии В прокатного стана начинают путем разматывания горячекатаной или литой полосы 5 из нержавеющей стали от рулона 4,4' полосового материала. После этого она все еще имеет темное оксидное покрытие, полученное в предыдущем процессе в части А. Эту полосу подвергают холодной прокатке с уменьшением толщины в итоге по меньшей мере на 10%, максимально на 75% в одном, двух или всех трех прокатных станах 11, 12, 13 в секции 10 начальной холодной прокатки, предпочтительно с уменьшением в районе 20-50%. Относительно тонкие, темные оксидные слои на поверхностях полосы, полученные при закалке охлаждением после горячей прокатки или литья, настолько пластичны, что они не раскалываются при холодной прокатке в секции 10 начальной холодной прокатки до такой степени, чтобы оторваться от субстрата, то есть от металлической поверхности. Однако в оксидных слоях образуются трещины, то есть окалина на стальных полосах трескается. Оказывается, это имеет большое значение для последующего травления, так как способствует его эффективности, что, в свою очередь, важно для достижения чистых поверхностей на конечном продукте.

В печи отжига 18 полосу 5', подвергнутую таким образом холодной прокатке, отжигают путем нагревания до температуры в пределах 1050-1200°С так долго, чтобы полностью прогреть полосу и чтобы полоса перекристаллизовалась. Как указано выше, печь содержит максимально 10 об.% кислорода, предпочтительно максимально 6 об.% кислорода, но одновременно имеет также низкое содержание азота. Конкретнее, печная атмосфера по существу состоит из диоксида углерода и пара, благодаря тому, что печь нагревают посредством горелок, потребляющих жидкое или газообразное топливо, сжигаемое посредством газа, содержащего по меньшей мере 85 об.% кислорода и не более 10 об.% азота. В данной атмосфере в печи 18 те поверхности стальных полос, которые открыты из-за трещин в оксидах, образовавшихся при холодной прокатке в секции 10 начальной холодной прокатки, окисляются только в незначительной степени, что благоприятно для последующей обработки.

В камерах охлаждения 20 полосу 5' охлаждают до температуры ниже 100°С перед мягкой дробеструйной обработкой в секции 32 дробеструйной обработки, что является первым средством для удаления оксидов и окалины с поверхностей полос. Конкретнее, рыхло лежащие оксиды удаляют путем дробеструйной обработки, чтобы не помешать последующему удалению окалины из-за накопления оксидов.

В качестве другой предварительной меры полосу пропускают и подвергают удлинению вытяжкой в окалиноломателе 24 путем неоднократного перегибания между множеством валков, при этом оксидные окалины ломаются перед травлением в секциях травления 27 и 26, где оксидные окалины полностью удаляют.

Протравленную таким образом полосу 5" подвергают холодной прокатке в стане 32 конечной, дополнительной холодной прокатки, который устроен так, что он может уменьшить толщину дополнительно на 20%. Предпочтительные размеры уменьшения полосы в стане 32 заключительной холодной прокатки составляют по меньшей мере 2%, но обычно не более 15%, подходящими являются по меньшей мере 8% и максимально 12%. Полосу 5'" затем скатывают в виде рулона 40.

В соответствии с первым аспектом изобретения полосу затем пропускают еще раз через технологическую линию В прокатного стана в том же направлении, что и во время первого пропуска. В соответствии с другим аспектом изобретения полученный продукт может быть конечным продуктом.

В соответствии с первым аспектом изобретения рулон 40 полосы, после некоторого времени, которое зависит среди других причин от логистического планирования производства на заводе, транспортируют к рулоноразматывателю 6 или 6А на стартовой позиции технологической линии прокатного стана, где полосу (5'") снова разматывают для второго пропуска полосы через технологическую линию В прокатного стана. В то время как полосу во время первого пропуска возможно только прокатали в одном или двух из прокатных станов 11-13 в секции 10 начальной холодной прокатки, на этот раз ее обрабатывают прокаткой в двух или трех станах 11-13 с тем чтобы по существу достигнуть требуемых окончательных размеров полосы. Полное уменьшение толщины в секции 10 прокатного стана при втором пропуске полосы через эту секцию зависит от требуемых окончательных размеров и может достигать в целом 60% и по меньшей мере 20%, предпочтительно по меньшей мере 30%. После прохождения секции 10 стана холодной прокатки во второй раз холодную прокатку полосы, теперь обозначаемой (5^IV), заканчивают. Окончательная обработка состоит снова из пропуска полосы через печь 18 отжига, камеры 19 и 20 охлаждения и секции 26 и 27 травления. Однако, в соответствии с аспектом изобретения, на сей раз ее вообще не обрабатывают в блоке 22 дробеструйной обработки или в окалиноломателе 24. Однако, в соответствии с другим аспектом изобретения, во время второго пропуска через технологическую линию прокатного стана ее обрабатывают в окалиноломателе 24, и целью в данном случае является увеличение предела текучести полосы путем холодной вытяжки. В стане 32 конечной холодной прокатки ее можно прокатать еще раз, но на сей раз подвергнуть только дрессировке с уменьшением толщины на 0,2-1,5%, предпочтительно около 0,5%, с целью получения требуемых чистых поверхностей. Обработку полосы (5^VI) затем заканчивают и полосу снова скатывают. В качестве альтернативы, в случае, если целью является получение полосы с очень высоким пределом текучести, полосу (5^V) вместо дрессировки обрабатывают прокаткой с тем же значительным уменьшением толщины, как и в случае, когда полосу подвергали прокатке в первый раз в стане 32 конечной холодной прокатки.

Приведенное выше описание дает предпочтительные случаи воплощения изобретения в соответствии с различными аспектами способов использования технологической линии В прокатного стана. Особенным преимуществом устройства технологической линии В прокатного стана является то, что технологическую линию прокатного стана или ее части можно также использовать для процессов, целью которых является производство не только полос с очень чистыми, блестящими поверхностями, но и полос с характеристиками, которые для некоторых применений обладают гораздо большей значимостью, чем очень блестящие поверхности, таких как полосы с высокой прочностью или полосы с более низкой степенью усовершенствований, но обладающих преимуществом с точки зрения стоимости. Для последней цели обработку, например, можно прервать уже после пропускания полосы 5" через секции 26, 27 травления после первого пропуска через секцию 10 первой холодной прокатки, секции отжига и охлаждения и секции травления. В окалиноломателе 24 полосу можно подвергнуть холодной вытяжке на 2-10%, что обеспечивает значительное повышение прочности. Эту обработку, однако, можно исключить, если такое увеличение прочности/предела текучести не требуются. В качестве альтернативы холодную вытяжку можно заменить или дополнить 2-20% холодной прокаткой на технологической линии 32 конечной холодной прокатки, которую в таком случае проводят по несмазанным поверхностям, по мере пропускания полосы через технологическую линию холодной протяжки в первый раз, после чего процесс завершают скатыванием полосы. Данные примеры и альтернативы иллюстрируют многосторонность и применимость технологической линии прокатного стана к различным требованиям, касающимся конечного продукта.

ПРИМЕР

Листовую заготовку из нержавеющей аустенитной стали качества ASTM 304 подвергают горячей прокатке в стане Стекеля с целью получения полосы шириной 1530 мм и толщиной 4,0 мм. Сразу после прокатки полосу закаливают охлаждением от конечной температуры прокатки, составляющей около 900°С, до температуры ниже 500°С в течение приблизительно 10 сек путем водяного орошения, после чего полосу скатывают. Путем быстрого охлаждения перед скатыванием по существу избегают образования карбидов по границам зерен. В то же время темные оксидные слои на поверхностях полосы также становятся сравнительно тонкими.

Рулон полосы затем транспортируют на технологическую линию прокатного стана по изобретению, разматывают и сначала обрабатывают с темными оксидными слоями в двух станах 11-13 в секции 10 начальной холодной прокатки до толщины 2,05 мм, где оксидные слои растрескиваются, тем не менее без разрыхления. После этого полосу отжигают в печи 18 отжига в атмосфере, обедненной кислородом, как было описано ранее, при температуре 1120°С в течение достаточно длительного периода времени, чтобы полностью ее перекристаллизовать, после чего полосу охлаждают до температуры ниже 100°С в камерах 19 и 20 охлаждения. Затем поверхности полосы подвергают дробеструйной обработке в блоке 22 дробеструйной обработки очень мягко посредством стальной буровой дроби, после чего полосу подвергают удалению окалины в стане 24 вытяжки перед тем, как ее протравливают, причем сначала путем электролитического травления в секции 26, а затем - в смешанной кислоте (смесь азотной кислоты НNО₃ и фтороводородной HF) в секции 27 травления. В стане 32 заключительной холодной прокатки протравленную полосу затем подвергают холодной прокатке с уменьшением толщины на 9,8% до размеров 1,85 мм, после чего полосу сворачивают в рулон.

Затем полосу транспортируют обратно на стартовую позицию. Благодаря жесткой холодной прокатке, которой подвергли полосу при конечной холодной обработке в прокатном стане 32, она в значительной степени упрочнилась при деформации и ее, таким образом, нелегко повредить, поэтому ее можно транспортировать и обращаться с ней, не рискуя повредить поверхности полосы. Полосу, таким образом, снова разматывают и, на сей раз, подвергают прокатке во всех трех прокатных станах 11-13 в стане 10 начальной холодной прокатки с итоговым уменьшением толщины на 45,9% до размера 1,0 мм. Полосу отжигают, охлаждают и затем протравливают таким же образом, что и во время первого пропуска через технологическую линию прокатного стана, но ее не подвергают дробеструйной обработке или холодной вытяжке перед травлением в соответствии с примером. В заключение полосу дрессируют в стане 32 конечной холодной прокатки, уменьшая толщину дополнительно еще примерно на 0,5%, при этом полоса достигает чистоты поверхности Ra_ 0,12 мкм, то есть очень хорошо соответствует 2В-поверхности.

Из вышеописанного очевидно, что стан холодной прокатки по изобретению крайне многосторонен, с точки зрения применения его при производстве нержавеющих полос с очень чистой поверхностью и/или полос с другими требуемыми качествами или требуемыми характеристиками. В табл.1 и 2 приведен ряд таких альтернативных способов производства полос со ссылкой на использование различных блоков уменьшения толщины, включенных в технологическую линию прокатного стана, то есть станы начальной холодной прокатки, окалиноломатель/стан холодной вытяжки, которые также можно применять для уменьшения толщины полосы, и стан холодной прокатки или, возможно, множество станов холодной прокатки, которые завершают технологическую линию.

Claims (12)

1. Способ производства полос из нержавеющей стали, включающий холодную прокатку полосы, которая была получена в предшествующем процессе путем литья расплава для формирования литой полосы и/или путем горячей прокатки, отличающийся тем, что литую и/или горячекатаную полосу, поверхности которой окрашены в темный цвет оксидами, оставшимися от предшествующего процесса производства указанной литой и/или горячекатаной полосы, подвергают холодной прокатке на одном или более последовательных пропусков (11-13) холодной прокатки с уменьшением толщины полосы на 10-75% и раскалыванием оксидной окалины так, что на оксидной окалине образуются трещины, затем полосу отжигают в печи (18), печную атмосферу в которой получают путем нагревания печи посредством горелок, которые потребляют жидкое или газообразное топливо, сжигаемое посредством газа, который содержит по меньшей мере 85 об.% кислорода и не более 10 об.% азота.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что печная атмосфера содержит максимально 10 об.% кислорода, предпочтительно максимально 6 об.% кислорода.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что полосу отжигают в печной атмосфере при температуре 1050-1200°С в течение такого периода времени, при котором полоса полностью прогревается и перекристаллизовывается.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что толщину нержавеющей полосовой стали уменьшают на 20-50% при холодной прокатке.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что полосу после отжига охлаждают и подвергают очистке от окалины в по меньшей мере одной установке (24) удаления окалины, где полосу перегибают через валки множество раз в различных направлениях, в то время как полосу подвергают холодной вытяжке так, что она приобретает остаточное удлинение, что вызывает раскалывание окалины перед травлением полосы.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что полосу подвергают холодной вытяжке по меньшей мере в одной установке (24) удаления окалины так, что она приобретает остаточное удлинение 2-10%.

7. Комплексная технологическая линия прокатного стана, включающая по меньшей мере одну секцию (18) отжига, по меньшей мере одну секцию (26, 27) травления и по меньшей мере один стан (11, 12, 13) холодной прокатки, отличающаяся тем, что в начальной части технологической линии имеется по меньшей мере один стан холодной прокатки для начальной холодной прокатки нержавеющей полосовой стали с темными оксидными поверхностями, возникшими из-за предшествующего литья и/или горячей прокатки нержавеющей полосовой стали, причем указанный по меньшей мере один стан холодной прокатки обеспечивает уменьшение толщины литой и/или горячекатаной нержавеющей полосовой стали в итоге по меньшей мере на 10%, предпочтительно по меньшей мере на 20% и максимально на 75%, после указанного стана начальной холодной прокатки имеется указанная секция отжига, включающая печь (18) отжига, нагреваемую посредством горелок, которые потребляют жидкое или газообразное топливо, сжигаемое посредством газа, который содержит по меньшей мере 85 об.% кислорода и не более 10 об.% азота, и после секции отжига имеется по меньшей мере одна секция травления.

8. Комплексная технологическая линия прокатного стана по п.7, отличающаяся тем, что в начальной части технологической линии имеется технологическая линия (10) холодной прокатки, включающая по меньшей мере два стана (11-13) холодной прокатки, расположенные последовательно.

9. Комплексная технологическая линия прокатного стана по п.8, отличающаяся тем, что технологическая линия (10) начальной холодной прокатки включает станы (11-13) холодной прокатки, расположенные последовательно.

10. Комплексная технологическая линия прокатного стана по любому из пп.7-9, отличающаяся тем, что каждый стан холодной прокатки в начальной части технологической линии включает пару рабочих валков и по меньшей мере два опорных валка, расположенных сверху и снизу соответствующего рабочего валка.

11. Комплексная технологическая линия прокатного стана по любому из пп.7-10, отличающаяся тем, что между секциями отжига и травления предусмотрен окалиноломатель (24) в форме стана холодной вытяжки, на котором полосе придают переменное перегибание в различных направлениях вокруг множества валков, в то время как полосу непрерывно вытягивают.

12. Комплексная технологическая линия прокатного стана по любому из пп.7-11, отличающаяся тем, что стан холодной вытяжки установлен в конечной части технологической линии и состоит или из четырехвалкового прокатного стана, включающего пару рабочих валков и по меньшей мере один опорный валок, расположенный сверху и снизу соответствующего рабочего валка, или состоит из двухвалкового прокатного стана для дрессировки.

Images