CN104014588A - 一种铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，采用常规退火酸洗热轧不锈钢带钢为原料，用单机架往复轧制或多机架串列式轧机无头连续轧制或多辊可逆式轧机轧制，轧制过程辊缝处喷射乳化液或轧制油进行润滑轧制，轧机工作辊表面为个别道次、个别机架或全部道次、全部机架采用表面镀铬工艺的镀铬工作辊。本发明不仅提高轧制过程中轧辊的耐磨性保证轧制过程的稳定性，减少轧制过程轧件打滑现象，减少了由于轧制过程中由于打滑造成的断带事故和其他设备事故，改善和提高铁素体不锈钢轧硬态表面质量，更是极大地提高了不锈钢冷轧换辊后的轧制公里数，减少了换辊次数，降低了轧辊的吨钢消耗和综合生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及铁素体不锈钢生产领域，特别涉及一种铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，可提高和改善中、低铬纯铁素体不锈钢SUH409L、SUS430等轧硬态表面质量和降低冷轧轧制过程中轧辊消耗。
背景技术
含铬10.5%～20%且C+N≤250ppm的中铬纯铁素体（含少量稳定化元素）如SUH409L、SUS430等不锈钢一般不含镍或仅含少量镍，是一种节镍型不锈钢，不仅具有较好的耐氯化物应力腐蚀、耐点腐蚀、耐缝隙腐蚀等局部腐蚀的性能，而且与奥氏体不锈钢相比，其冷加工硬化倾向低，导热系数大，线膨胀系数小，具有优良的耐应力腐蚀能力，在汽车、家电、装潢等领域有着广泛的应用和广阔的发展前景。
传统的不锈钢冷轧工艺采用的是单机架往复式轧制，轧机形式有四辊、六辊、偏八辊、20辊等，目前出现了采用两机架以上布置无头轧制的连续轧制形式，轧机多为六辊或四辊轧机。不管是单机架往复式轧制的四辊、六辊、偏八辊、20辊等轧机，还是采用两机架以上布置无头轧制的连续轧制形式的六辊或四辊轧机，轧制不锈钢轧机其工作辊材质有不同的选择，如5%Cr锻钢、8%Cr锻钢、W6Mo5Cr4V2等等，但其工作辊的表面状态在轧机最终道次前只表现为粗糙度的不同：光辊或毛辊。在成品道次，为不锈钢毛化表面生产，进行过成品道次工作辊经毛化再镀铬处理后小压下量试验轧制，轧制压下量小于8%，因为传统的理论认为，由于带钢中的铬和轧辊表面铬的亲和作用，在较大压下和较高轧制速度情况下，带钢将和轧辊表面粘结从而造成带钢和轧辊表面的撕裂滑伤。故此，在碳钢冷轧领域得到普偏运用的轧辊镀铬技术，在不锈钢冷轧领域尚未成功推广运用。
中国专利CN1982492A公开了“耐热性铁素体不锈钢及其制造方法”，其通过成分调整的方法来实现耐热性铁素体不锈钢的制造；中国专利CN101205589A公开了“一种软质铁素体不锈钢及其制造方法”，其通过成分调整和热轧工艺的优化来实现软质铁素体不锈钢的制造。
发明内容
本发明的目的在于提出一种铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，可提高表面质量及降低轧辊辊耗。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，采用常规退火酸洗热轧不锈钢带钢为原料，用单机架往复轧制或多机架串列式轧机无头连续轧制或多辊可逆式轧机轧制，轧制过程辊缝处喷射乳化液或轧制油进行润滑轧制，其特征是，轧机工作辊为表面镀铬的镀铬工作辊；单机架张力控制30～250N/mm2；多机架轧制时，入口机架张力控制20～80N/mm2，出口机架张力控制23～90N/mm2；中间各机架张力控制50～180N/mm2。
进一步，多机架串列式轧机的各机架工作辊辊面有一对或多对直至全部为镀铬工作辊表面，工作辊原始粗糙度控制在0.1～2.0μm之间，且逐渐减小，工作辊辊面镀铬层厚度控制在3～10μm之间，。
又，多辊可逆式轧机轧制时，根据需要在不同的道次或全部道次采用辊面为镀铬辊面的工作辊，工作辊原始粗糙度控制在0.1-2.0μm之间，工作辊辊面镀铬层厚度控制在3-10μm之间，轧制过程采用乳化液或轧制油进行冷却和润滑。
再有，单机架时，工作辊原始粗糙度控制在0.1-2.0μm之间，工作辊辊面镀铬层厚度控制在3-10μm之间。
由于镀铬辊较好的抗耐磨性，轧制时表面粗糙度的衰减趋势减小，同轧制公里数（或轧制长度）时由于轧辊表面粗糙度衰减的减缓，轧辊和带钢间的接触摩擦增大，轧制时带钢的打滑趋势得到有效遏制故此使用镀铬辊的机架其前后的张力设定控制均有较大的控制余量。
例如，一般的单位张力配置原则是：机架入口至最后机架的前一机架出口的单位张力是依次递增并保证一定的差值，最后一机架由于受卷取设备能力和下游工序要求的限制，单位张力设定值较前机架小，使得最后机架在轧制较小的吨位数后，由于辊面的急剧磨损而极易产生打滑现象，降低和前一机架间的单位张力可以改善后机架机架在轧制过程中的打滑现象，但该机架自身也将产生打滑趋势。
采用镀铬辊后，可以根据机架镀铬辊的实际使用情况打破这一原则，在相同原始辊面粗糙度的情况下，镀铬辊的轧辊表面粗糙度磨损衰减趋势较之普通轧辊显著减缓，使得机架前后的单位张力差值可以减小，直至在需要时由个别机架的正向（递增）改为反向（递减），这一点在最后机架的前一机架使用镀铬辊时尤为明显。
本发明的有益效果是：
镀铬改善金属材料表面物理和力学性能，主要是为了提高表面耐磨性。但传统的理论认为，由于带钢中的铬和轧辊表面铬的亲和作用，在较大压下和较高轧制速度情况下，带钢将和轧辊表面粘结从而造成带钢和轧辊表面的撕裂滑伤。故此，在碳钢冷轧领域得到普偏运用的轧辊镀铬技术，在不锈钢冷轧领域尚未成功推广运用。
本发明采用的镀铬轧辊，由于镀铬工艺规范准确合理，电解条件开展准确，有效地提高了镀铬层的耐磨性和抗疲劳强度，加之使用过程中合理的符合分配，不仅可以提高轧制过程中轧辊的耐磨性保证轧制过程的稳定性，减少轧制过程轧件打滑现象，减少了由于轧制过程中由于打滑造成的断带事故和其他设备事故，改善和提高铁素体不锈钢轧硬态表面质量，更是极大地提高了不锈钢冷轧换辊后的轧制公里数，减少了轧制相同吨位数的轧辊换辊次数，提高了铁素体不锈钢冷轧的生产率，降低了不锈钢冷轧过程中轧辊的吨钢消耗和综合生产成本。
附图说明
图1～图10为普通辊轧制不锈钢SUS409轧制各道次带钢上下表面的照片。
图11～图20为本发明实施例一不锈钢SUS409轧制各道次带钢上下表面的照片。
图21为本发明实施例二的轧前镀铬辊表面的照片。
图22为本发明实施例二的轧前非镀铬辊表面的照片。
图23为本发明实施例二的轧后镀铬辊表面的照片。
图24为本发明实施例二的轧后非镀铬辊表面的照片。
图25为本发明实施例二的轧后带钢表面的照片。
具体实施方式
下面通过实施例和附图对本发明做进一步说明。
实施例一
设备：单机架四辊可逆式冷轧机，直流电机传动，下开卷和下卷曲模式，工作辊辊径支承辊辊径材质均为9Cr，最大轧制力1000KN，最高速度7m/s，主电机额定功率400KW，同时乳化液系统具备温度控制、流量控制、搅拌、杂质过滤功能。
材料：不锈钢SUS409热轧退火态酸洗板。
母材规格：
SUS409：2.90mm×120mm。
轧制目标厚度：0.6mm。
轧制方案为5道次轧制，各卷轧制道次压下量分配分别如表1所示。由于轧机测厚仪测量范围为0.0001～1.999mm，带钢最大测量速度为3.3m/s。因此出口厚度2.0mm以上道次，采用恒辊缝控制，使用螺旋测微器人工测量出口厚度。
数据记录：轧制过程中，由以WinCC软件平台为基础的监控系统自动对轧制力、两侧辊缝数值、张力、主电机电流、乳化液温度及流量数据进行记录；人工测量带钢表面温度、工作辊轧辊温度、带钢表面粗糙度、观察带钢表面形貌；末道次后取样进行退火酸洗处理、表面光泽度及微坑缺陷率测量工作。
表1 钢卷轧制道次压下量分配及工艺参数
图11～图20为轧制前后各道次带钢表面质量情况。轧辊为镀铬辊，1～5道次未出现粘辊、热划伤等缺陷，带钢表面质量良好，相比较普通轧辊轧制（参见图1～图10），轧后带钢表面明显发亮，质量较好。
结论：
在单机架四辊可逆轧机上，使用镀铬辊进行轧制SUS430，轧后镀铬辊表面粗糙度基本没有变化，辊面也没有划伤等缺陷。
实施例二
生产机组：6辊UCM五机架冷连轧机组。
工作辊辊面配置：2、3机架工作辊辊面为镀铬辊，其余机架工作辊辊面为5%Cr锻钢常态表面，各机架原始粗糙度控制在（0.1-2.0）μm之间，且逐渐减小，工作辊辊面镀铬层厚度为5μm之间。轧制过程采用乳化液进行冷却和润滑。
生产钢种：SUS430、SUH409L混合轧制生产。
典型规格轧制生产规范如表2。
表2
换辊前轧制吨位：
1、4机架（表面非镀铬辊）：1400吨；2、3机架（表面镀铬辊）：2900吨。说明镀铬辊轧制吨位大，因而可以提高轧制公里数，换辊周期可以延长，辊耗减少。
在五机架冷连轧机组上，使用个别机架或全部机架镀铬工作辊进行SUH409L和SUS430轧制，在保证和改善不锈钢轧硬卷表面质量的同时，大大增加了工作辊的轧制公里数，镀铬工作辊在相同工况下，轧制公里数是普通辊的2倍以上，且轧后镀铬辊辊面没有划伤等缺陷。
图21、图22为本发明实施例二的轧前镀铬辊、非镀铬辊表面的照片。图23、图24为本发明实施例二的轧后镀铬辊、非镀铬辊表面的照片。从中看出，非镀铬辊表面有划伤等缺陷，镀铬辊表面则没有上述缺陷。
图25为本发明实施例二的轧后带钢表面的照片，从中看出，带钢表面光亮，显示带钢表面质量良好。
综上所述，采用本发明制造生产铁素体不锈钢冷轧带钢，不仅可以获得具有较好的表面质量的不锈钢冷轧带钢，与传统的非镀铬工作辊生产冷轧铁素体不锈钢冷轧带钢工艺相比，其轧制过程更为稳定，工作辊换辊后轧制公里数更长，换辊次数更少，辊耗更低，生产效率更高，综合生产成本更低。本发明方法可以广泛应用于铁素体不锈钢的冷轧生产。
Claims (4)
1.一种铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，采用常规退火酸洗热轧不锈钢带钢为原料，用单机架往复轧制或多机架串列式轧机无头连续轧制或多辊可逆式轧机轧制，轧制过程辊缝处喷射乳化液或轧制油进行润滑轧制，其特征是，轧机工作辊为表面镀铬的镀铬工作辊；单机架张力控制30～250N/mm2；多机架轧制时，入口机架张力控制20～80N/mm2，出口机架张力控制23～90N/mm2；中间各机架张力控制50～180N/mm2。
2.如权利要求1所述的铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，其特征是，多机架串列式轧机的各机架工作辊辊面有一对或多对直至全部为镀铬工作辊表面，工作辊原始粗糙度控制在0.1～2.0μm之间，且逐渐减小，工作辊辊面镀铬层厚度控制在3～10μm之间，。
3.如权利要求1所述的铁素体不锈钢冷轧带钢生产方法，其特征是，多辊可逆式轧机轧制时，根据需要在不同的道次或全部道次采用辊面为镀铬辊面的工作辊，工作辊原始粗糙度控制在0.1-2.0μm之间，工作辊辊面镀铬层厚度控制在3-10μm之间，轧制过程采用乳化液或轧制油进行冷却和润滑。
4.单机架时，工作辊原始粗糙度控制在0.1-2.0μm之间，工作辊辊面镀铬层厚度控制在3-10μm之间。
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