CN103372567A - 一种冷连轧生产毛化表面铁素体不锈钢带的方法 - Google Patents

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一种冷连轧生产毛化表面铁素体不锈钢带的方法，其包括如下步骤：1)五机架串列式冷连轧，采用五机架串列式冷连轧机组，轧机工作辊辊径为300～500mm，无头轧制；第一至第四机架的轧辊粗糙度在0.5～1.0μm，且依次减小；第五机架的工作辊经毛化和镀铬处理；轧制采用乳化液润滑轧制，乳化液温度50～60℃，乳化液喷射到辊缝处起到冷却和润滑的作用，将冷轧后的带钢温度控制在150℃以下；第一至第四机架的累计压下率大于60％，第五机架的压下率在4～10％，将冷轧带钢的粗糙度控制在0.5～1.0μm之间；2)冷轧后带钢进行退火酸洗处理，在连续卧式燃气炉中加热退火，退火温度800～1000℃，完成带钢的再结晶；退火后先后经过Na2SO4溶液和H2SO4溶液电解酸洗以及硝酸氢氟酸混酸溶液浸泡酸洗，得到最终的成品表面。

Description

一种冷连轧生产毛化表面铁素体不锈钢带的方法
技术领域
本发明涉及不锈钢材料及其制造方法，特别涉及一种冷连轧生产毛化表面铁素体不锈钢带的方法
背景技术
根据标准GB/T 3280-2007《不锈钢冷轧钢板和钢带》规定，不锈钢的表面加工类型包括2D表面、2B表面、BA表面、3#表面、HL表面等。其中2D表面加工工艺为冷轧后进行热处理和酸洗，获得亚光表面，再经毛面辊平整可获得毛化表面产品。但由于此生产工艺需要在冷轧之后进行一个独立的毛面辊平整工序，会带来成材率的下降和生产成本的上升。
由于毛化表面不锈钢具有亚光特性，因而被广泛应用于建筑屋顶、室内装饰和餐厨用具等行业。同时由于粗糙度较大的毛面不锈钢可以提供更大的表面附着力，适合进行后续表面处理，给电镀和涂覆等工序带来了有利条件。
参见图1，传统的毛化表面铁素体不锈钢带的生产流程包括：热轧退火酸洗卷10→多辊轧机可逆轧制20→冷卷退火酸洗30→平整40→成品钢带50。
还有如中国专利CN101244427A“毛化表面精密不锈钢带生产方法”和CN101537425A“一种磨砂面的不锈钢板的冷轧工艺”介绍了采用二十辊可逆冷轧机生产毛面不锈钢带的方法，其中专利CN101244427A应用二十辊可逆冷轧，在最后一个道次采用毛辊轧制，工作辊的材质W6Mo5Cr4V2，用粒度为46-100的砂子进行喷砂毛化处理，轧制后获得表面粗糙Ra为0.5-1.0的毛化表面不锈钢钢带；专利CN101537425A采用的工作辊粗糙度Ra为0.3-0.8μm，可逆轧制后带钢经光亮退火，再经过轧辊粗糙度为0.4-0.5μm的平整机平整，获得毛化表面不锈钢产品。
采用二十辊可逆轧机生产毛化表面不锈钢方法，如果增加冷轧后热处理和平整工序，则成本增加和成材率降低；即使不增加冷轧后热处理和平整等工序，由于二十辊轧机本身的工作辊直径较小，表面毛化花纹周期性较为明显，毛化效果不甚理想。本发明为一种冷连轧生产毛化表面铁素体不锈钢带的方法，由于不增加热处理和平整等工序使得生产效率提高，同时采用表面经过电火花和镀铬处理的大辊径工作辊，得到表面毛化效果良好的不锈钢产品。
发明内容
本发明的目的是提出一种冷连轧生产毛化铁素体不锈钢带的方法，其采用常规退火酸洗的热轧不锈钢钢带为原料，采用五机架冷连轧机组进行连续冷轧，轧制过程辊缝处喷射乳化液进行润滑轧制，冷连轧机组的工作辊为Cr5锻钢，第五机架工作辊表面经过毛化和镀铬处理后获得要求的表面粗糙度和耐磨性能。本发明不仅大大可以发挥连轧机组高效率的特点，而且可以减少生产工序，提高成材率和合格率，降低生产成本。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种冷连轧生产毛化表面铁素体不锈钢带的方法，其包括如下步骤：
1)五机架串列式冷连轧
采用五机架串列式冷连轧机组，轧机工作辊辊径为300～500mm，原料带钢在机组入口进行激光焊接，使前后带钢头尾相连，实现无头轧制；
轧机的工作辊采用锻钢材质，肖氏硬度≥90，第一至第四机架的轧辊粗糙度在0.5～1.0μm，且依次减小；第五机架的工作辊经毛化和镀铬处理，其磨削后的粗糙度为0.5～1.5μm，毛化处理采用电火花毛化工艺，毛化后的轧辊粗糙度Ra在3.0～4.0μm之间，峰值数在55～80peaks/cm之间；毛化后的轧辊进行镀铬处理，镀铬层呈龟裂结构，镀层厚度控制在5-10μm；
轧制采用乳化液润滑轧制，乳化液温度控制在50～60℃，乳化液喷射到辊缝处起到冷却和润滑的作用，将冷轧后的带钢温度控制在150℃以下；第一至第四机架的累计压下率大于60％，第五机架的压下率在4～10％，将冷轧带钢的粗糙度控制在0.5～1.0μm之间；
2)经过冷轧后的带钢进行退火酸洗处理，在连续卧式燃气炉中加热退火，退火温度800～1000℃，完成带钢的再结晶；退火后先后经过Na2SO4溶液和H2SO4溶液电解酸洗以及硝酸氢氟酸混酸溶液浸泡酸洗，得到最终的成品表面。
进一步，所述工作辊采用5Cr锻钢材质。工作辊宽度为1200～2000mm，最大轧制力大于20000kN。
另外，所述乳化液为水包油型乳化液，其运动黏度(40℃)在50～100mm2/s之间，油浓度为2～10wt％。
本发明方法中，
采用工作辊辊径为300～500mm的五机架连轧机组，可以实现高效率的生产，最大轧制速度超过500m/min。采用激光焊机连接前后带钢，可以避免可逆轧制中的头尾未轧制段，提高成材率约3％。
采用电火花毛化方法对5Cr锻钢材质的工作辊进行毛化处理，可以通过脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电流等参数对毛化效果进行控制和优化，具有高效、稳定、可控的特点。毛化之后的轧辊经镀铬处理后可延长其轧制公里数至50公里以上。
采用浓度为2～10wt％的高粘度水包油型乳化液轧制，在冷却轧辊及带钢的同时，形成稳定的高极压性能的油膜，可以避免铁素体不锈钢在连轧过程中发生热划伤等表面缺陷，保证表面质量。
通过控制各机架的压下分配，可以保证将第五机架工作辊的表面毛化形貌良好的复制到带钢表面，将轧硬钢卷粗糙度控制在0.5～1.0μm之间。参见图3、图4。
轧制后经过800～1000℃的再结晶退火后，材料在具有良好毛化表面的同时，获得良好的力学及腐蚀性能。
退火后先后经过Na2SO4溶液和H2SO4溶液电解酸洗以及硝酸氢氟酸混酸溶液浸泡酸洗，可以去除表面退火生成的氧化铁皮，消除带钢表面的金属光泽，获得亚光表面的最终成品。
本发明的有益效果：
采用本发明的生产方法，即经过串列式连续轧机进行毛辊轧制获得毛化表面的铁素体不锈钢钢带，不仅具有较好的表面质量、尺寸精度和板形，而且与传统的毛化表面生产相比工序流程更加简单，减少了冷轧之后的平整工序，在保证产品力学性能及表面质量的情况下，大大提高了成材率和合格率，降低了生产成本。本方法可以广泛应用于铁素体不锈钢的生产。
附图说明
图1为传统的毛化表面不锈钢生产方法。
图2为本发明工艺流程的示意图。
图3、图4为本发明毛化表面铁素体不锈钢表面形貌的扫描电镜照片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
参见图2，本发明工艺流程：热轧退火酸洗卷1→五机架串列式冷连轧2→冷卷退火酸洗3→成品钢带4。
实施例1
厚度为4.0mm的热轧原料卷经五机架串列式冷轧机组轧制时，要严格控制每个机架的工作辊表面粗糙度和压下率。轧机的工作辊宽度为1780mm，直径为450mm，最大轧制力为27000kN。工作辊经80目砂轮研磨，第一到第四机架的轧辊表面粗糙度分别为0.93μm、0.88μm、0.72μm、0.55μm，第一至五机架的压下率分别为26.3％、25.9％、22.3％、20.2％、3.5％。第五机架工作辊的磨削粗糙度为1.2μm。毛化后的轧辊粗糙度Ra为3.8μm，峰值数为60peaks/cm。毛化后的轧辊进行镀铬处理。使用的水包油型乳化液运动黏度(40℃)为60mm2/s，油浓度为2.3wt％，轧后带钢冷却到90℃。出口轧制速度为500m/min。轧制后的带钢表面粗糙度为0.7μm，经880℃退火并酸洗处理后的最终产品表面粗糙度为0.9μm。
实施例2
厚度为3.0mm的热轧原料卷经五机架串列式冷轧机组轧制时，要严格控制每个机架的工作辊表面粗糙度和压下率。轧机的工作辊宽度为1780mm，直径为400mm，最大轧制力为27000kN。轧机工作辊经80目砂轮研磨，第一到第四机架的轧辊表面粗糙度分别为1.04μm、0.86μm、0.75μm、0.51μm，第一至五机架的压下率分别为32.2％、34.1％、27.4％、25.2％、4.0％。第五机架工作辊的磨削粗糙度为1.1μm。毛化后的轧辊粗糙度Ra为3.6μm，峰值数为71peaks/cm。毛化后的轧辊进行镀铬处理。使用的乳化液运动黏度(40℃)为70mm2/s，浓度为4.1wt％，轧后带钢冷却到95℃。出口轧制速度为650m/min。轧制后的带钢表面粗糙度为0.65μm，经退火温度960℃退火，退火酸洗机组处理后最终产品的表面粗糙度0.74μm。
实施例3
厚度6.0mm的热轧原料卷经五机架串列式冷轧机组轧制时，要严格控制每个机架的工作辊表面粗糙度和压下率。轧机的工作辊宽度为1420mm，直径为300mm，最大轧制力为23000kN。轧机工作辊经80目砂轮研磨，第一到第四机架的轧辊表面粗糙度分别为1.21μm、0.91μm、0.73μm、0.43μm，第一至五机架的压下率分别为33.3％、22.5％、16.1％、15.4％、9.1％。第五机架工作辊的磨削粗糙度为1.2μm。毛化后的轧辊粗糙度Ra为3.8μm，峰值数为58peaks/cm。毛化后的轧辊进行镀铬处理。使用的乳化液运动黏度(40℃)为95mm2/s，浓度为8.3wt％，轧后带钢冷却到120℃。出口轧制速度为600m/min。轧制后的带钢表面粗糙度为0.85μm，经退火温度990℃退火，退火酸洗机组处理后最终产品的表面粗糙度0.93μm。
采用本发明制造毛面不锈钢，不仅可以获得具有较好的表面质量、尺寸精度和板形的产品，而且与传统的毛化表面生产相比工序流程更加简单，减少了冷轧之后的平整工序，在保证产品力学性能及表面质量的情况下，大大提高了成材率和合格率，降低了生产成本。本发明方法可以广泛应用于铁素体不锈钢的生产。

Claims (4)

1.一种冷连轧生产毛化表面铁素体不锈钢带的方法，其包括如下步骤：
1)五机架串列式冷连轧
采用五机架串列式冷连轧机组，轧机工作辊辊径为300～500mm，原料带钢在机组入口进行激光焊接，使前后带钢头尾相连，实现无头轧制；
轧机的工作辊采用锻钢材质，肖氏硬度≥90，第一至第四机架的轧辊粗糙度在0.5～1.0μm，且依次减小；第五机架的工作辊经毛化和镀铬处理，其磨削后的粗糙度为0.5～1.5μm，毛化处理采用电火花毛化工艺，毛化后的轧辊粗糙度Ra在3.0～4.0μm之间，峰值数在55～80peaks/cm之间；毛化后的轧辊进行镀铬处理，镀铬层呈龟裂结构，镀层厚度控制在5～10μm；
轧制采用乳化液润滑轧制，乳化液温度控制在50～60℃，乳化液喷射到辊缝处起到冷却和润滑的作用，将冷轧后的带钢温度控制在150℃以下；第一至第四机架的累计压下率大于60％，第五机架的压下率在4～10％，将冷轧带钢的粗糙度控制在0.5～1.0μm之间；
2)经过冷轧后的带钢进行退火酸洗处理，在连续卧式燃气炉中加热退火，退火温度800～1000℃，完成带钢的再结晶；退火后先后经过Na2SO4溶液、H2SO4溶液电解酸洗以及硝酸氢氟酸混酸溶液浸泡酸洗，得到最终的成品表面。
2.如权利要求1所述的冷连轧生产毛化表面铁素体不锈钢带的方法，其特征是，所述的工作辊宽度为1200～2000mm，最大轧制力大于20000kN，最大轧制速度大于500m/min。
3.如权利要求1或2所述的冷连轧生产毛化表面铁素体不锈钢带的方法，其特征是，所述工作辊采用5Cr锻钢材质。
4.如权利要求1所述的冷连轧生产毛化表面铁素体不锈钢带的方法，其特征是，所述乳化液为水包油型乳化液，其运动黏度(40℃)在50-100mm2/s之间，油浓度为2～10wt％。
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