CN104928457A

CN104928457A - 利用炉卷+连轧机生产高塑性铁素体不锈钢钢带的方法

Info

Publication number: CN104928457A
Application number: CN201510403326.3A
Authority: CN
Inventors: 陈培敦; 王宏霞; 陈坤; 李志平; 李铁
Original assignee: Shandong Taishan Steel Group
Current assignee: Shandong Taishan Steel Group
Priority date: 2015-07-11
Filing date: 2015-07-11
Publication date: 2015-09-23

Abstract

本发明公开了一种利用炉卷+连轧机生产高塑性铁素体不锈钢钢带的方法，包括：1）按要求冶炼、浇注成板坯；2）采用步进式加热炉对板坯进行加热，加热炉各区域温度控制：热回收段温度≤850℃，加热段和均热段温度均控制在1180～1200℃，要求驻炉时间：200～240min；出炉温度1160～1180℃；3）采用1、3道次除鳞，粗轧轧制7道次，开轧温度为1100～1120℃，第5道次压下率≥27%，第6道次压下率≥25%，第7道次压下率≥20%，中间坯厚度25～30mm；4）精轧采用炉卷+连轧的工艺，炉卷卷取炉加热温度控制在1100℃，炉卷轧机采用高温大变形轧制；对钢带进行高温卷取、堆冷的工艺，制成成品。

Description

利用炉卷+连轧机生产高塑性铁素体不锈钢钢带的方法

技术领域

本发明涉及一种利用炉卷+连轧机生产高塑性铁素体不锈钢钢带的方法。

背景技术

铁素体不锈钢在我国有广阔的发展前景。目前使用量最大的铁素体不锈钢主要有410S、430、409等，其中410S、430应用于餐具、家电等领域，409主要应用于汽车排气***。

410S不锈钢是一种低铬含量的铁素体不锈钢，由于410S不锈钢自身固有特性，在热轧工序阶段很难实现良好的再结晶，热轧带钢主要表现为典型的变形组织（长条状铁素体晶粒），具有这种组织的带钢强度、硬度较高，在冷轧工序前需要进行退火酸洗，目的是使其被拉长的变形晶粒转变为在再结晶等轴晶粒，使带钢软化并调整晶粒同时使形成的马氏体分解为铁素体和颗粒状或球状碳化物。其传统的生产工艺为：铸坯经过加热、除鳞、粗轧、除鳞、精轧、层流冷却、卷取、退火、酸洗、冷轧。近年来，国内部分冷轧市场为追求降低生产成本，取消了410S热轧卷退火工序，采用热轧黑皮卷直接进行酸洗冷轧的工艺。因此，迫切需要提出一种改进的生产工艺，在减少一道退火工序、降低生产成本的情况下依然保证钢带具有良好的塑性和较低的硬度，避免冷轧过程中出现轧制困难、边裂等缺陷。

中国专利CN1363710A公开了一种中铬超纯铁素体不锈钢，其化学成分为：C≤0.03%，Si≤2.0%，Mn≤2.0%，Cr：9-35%，Ni≤0.6%，N≤0.03%，Nb：0.15-0.8%。该技术添加较高的铌元素，利用含Nb析出物对结晶取向的控制作用，改善铁素体不锈钢钢板的加工性能。在铁素体不锈钢中加入Nb元素可改善加工性能，但添加合金化元素增大了冶炼难度，增加了生产成本。

日本第29694/1976号和第35369/1976号专利公告提出的合金设计减少C、N含量，加入Ti和Nb改善钢的加工性能，并提出从制钢至冷轧或最终退火步骤中适当控制各种制造条件的方法。例如，在制钢步骤中铸态至带卷等轴晶体结构的变形，初始温度的降低，在适宜温度下均热钢带，降低终轧温度和降低在热轧步骤中的带卷温度；在热轧过程中对钢带与工作轧辊间的摩擦系数的控制也可有效地改善加工性能。这些方法的目的均是破坏铸坯铸态组织结构，铸态枝晶组织结构对带卷再结晶产生有害的影响。

中国专利CN102796960A公开了一种具有优良塑性和表面质量的铁素体不锈钢及其制造方法，其通过采用大变形量的冷轧加工工艺和高温退火工艺：冷轧减薄率≥80%，在1000-1040℃进行保温1-2分钟，达到细化材料晶粒组织改善塑性的目的。

采用传统的大变形量、低温轧制，所生产出来的钢带表层是细小的等轴晶粒，而中心组织是被拉长了的粗大多边化晶粒，这种多边形化组织为热变形组织，具有较高的强度和硬度，降低钢带的塑韧，如果在后续生产时不进行退火，将导致冷轧轧制变形困难、边裂等问题。通过添加Ti、Nb等合金化元素可改善材料的塑性，但是添加合金化元素将导致冶炼难度提高和生产成本的增加。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种利用炉卷+连轧机生产高塑性铁素体不锈钢钢带的方法，在不添加合金化元素的前提下，通过在炉卷轧机和连轧机上采用控轧控冷工艺消除多边形化组织，促使钢带获得细小的再结晶组织，经过此工艺轧制的热轧钢带不需退火即可达到软化钢带提高塑性、降低硬度的目的，满足后续冷轧生产需求。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种利用炉卷+连轧机生产高塑性铁素体不锈钢钢带的方法，包括以下步骤：

1）冶炼

按下述成分冶炼、浇注成板坯；其化学成分重量百分比为：C≤0.05%，Si≤1.0%，Mn≤1.0%，Cr：12-13%，Ni≤0.06%，N≤0.035%，其余为Fe和不可避免的杂质；

2）加热

采用步进式加热炉对板坯进行加热，加热炉各区域温度控制：热回收段温度≤850℃，加热段和均热段温度均控制在1180～1200℃，要求驻炉时间：200～240min；出炉温度1160～1180℃；

3）粗轧制，采用1、3道次除鳞，粗轧轧制7道次，开轧温度为1100～1120℃，第5道次压下率≥27%，第6道次压下率≥25%，第7道次压下率≥20%，中间坯厚度25～30mm；

4）精轧采用炉卷+连轧的工艺，炉卷卷取炉加热温度控制在1100℃，加热钢带减少轧制过程中的温降，炉卷轧机采用高温大变形轧制，终轧温度≥880℃；

5）对钢带进行高温卷取、堆冷的工艺，制成成品。

所述步骤1）中冶炼采用EAF+TSR两步法冶炼。

所述步骤4）中精轧采用炉卷轧机+3机架连轧机轧制。

所述步骤5）中成品厚度2.8～8.0mm。

所述步骤5）中钢带轧制后不经层流冷却直接进行高温卷取。

本发明中EAF为电弧炉，TSR为“泰山”牌精炼炉，电弧炉和“泰山”牌精炼炉均为现有设备，在市场中均可购买得到，在此不再赘述。

本发明采用TSR+LF两步法冶炼，严格控制钢中的O元素含量，减小夹杂物的尺寸和数量，避免钢中杂质元素过多对钢带塑性的影响。

在热轧工序，主要通过调整加热温度、粗轧除鳞道次、精轧道次压下率、终轧温度、卷取温度和冷却方式等工艺参数，使晶粒充分再结晶，得到细小均匀的铁素体晶粒，使钢带获得较高的塑性。

板坯厚度为200～220mm，均热段加热温度提高到1190±10℃，保温200-240min，出炉温度1170±10℃。由于410S铁素体不锈钢高温加热时为铁素体和奥氏体两相组织，由于铁素体、奥氏体变形行为不同易产生裂纹，降低材料的热加工塑性。通过提高加热温度促使铁素体相比例提高，改善热加工塑性。当温度超过1200℃时铁素体晶粒快速长大，将导致材料的高温塑性变差。

改***轧除鳞方式，采用1、3道次除鳞，尽量减少板坯表面与中心的温差。粗轧轧制7道次，通过优化粗轧道次压下率，实现粗轧后几道次大变形，增加形核条件。

精轧采用炉卷+连轧的工艺，卷取炉加热温度设定为1100℃，合理分配精轧道次压下率，减少温降获得高的终轧温度，为后续缓冷处理时发生静态回复、形核和充分再结晶创造了极为有利的条件。

不投入层流冷却，对钢带进行高温卷取、堆冷的工艺，促使轧制过程中的变形晶粒满足发生再结晶的温度需求，达到降低硬度，提高塑性的目的。

本发明与现有技术相比，具有以下的优点：

1、制造工艺简单，不需要添加合金化元素，降低冶炼难度和生产成本。

2、采用炉卷轧机+连轧机的精轧方式，可满足较高的终轧温度要求。

3、生产的热轧钢带具有优良的塑性，延伸率一般在22%以上。

4、所生产的热轧钢带满足不需要退火直接冷轧的要求，冷轧一轧程累计变形量可达到85%以上，提高了生产效率、降低了生产成本。

附图说明

图1是410S不锈钢热轧板纵向试样金相组织照片，放大200倍；

图2是410S不锈钢热轧板纵向试样金相组织照片，放大500倍。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明采用EAF+TSR两步法进行冶炼，浇注成板坯，板坯厚度200mm；其化学成分重量百分比为：C≤0.05%，Si≤1.0%，Mn≤1.0%，Cr：12-13%，Ni≤0.06%，N≤0.035%，其余为Fe和不可避免的杂质。

采用步进式加热炉对板坯进行加热，加热炉各区域温度控制：热回收段温度≤850℃，加热段和均热段温度均控制在1190±10℃，要求驻炉时间：200～220min；出炉温度1170±10℃；粗轧轧制7道，开轧温度为1110±10℃，第5道次压下率≥27%，第6道次压下率≥25%，第7道次压下率≥20%，中间坯厚度28mm。精轧采用炉卷轧机轧制3道次后，再利用3机架连轧机进行轧制。炉卷卷取炉加热温度1100℃，前3道次进行高温大变形轧制，终轧温度≥880℃，终轧后钢带不经层流冷却进行高温卷取，钢卷采用堆垛缓冷方式进行冷却，成品厚度3.5mm。热轧加热轧制工艺参数详见表1。

对本发明实例不锈钢热轧板进行拉伸性能检测（试验标准：GB/T 228-2010 金属材料拉伸试验），结果见表2。从表2可以看出：本发明实施例不锈钢的化学成分均满足本发明要求，延伸率均在22%以上，完全达到标准规定热处理后的钢带的性能指标（GB4237－2007不锈钢热轧钢板和钢带），结果见表2。从表2可以看出：本发明实施例不锈钢满足本发明要求的热轧工艺参数的条件下，采用炉卷轧机+连轧机生产铁素体不锈钢热轧钢带，钢带的延伸率均在22%以上塑性较高，在不进行热处理的情况下也可使钢带具有良好的塑性。

对本发明实例不锈钢热轧板进行金相组织检测，组织未细小的再结晶晶粒，再结晶较充分。实施例钢板的晶粒度均控制在11.0～12.5级，晶粒大小均匀，见图1和图2。本发明实施例在不添加合金化元素的条件下达到了细化晶粒，提高塑性的目的。

表1 热轧主要工艺参数

表2 热轧钢带力学性能

实施例	Rm/MPa	Rp0.2/MPa	A/%	HRB
					1	439	210	27.5	89
2	442	248	29	87
					3	476	344	24	88
4	491	281	22	89
					5	451	245	24.1	90
6	403	244	25	87
					7	407	294	25	83
8	437	301	23.5	86

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims

1.一种利用炉卷+连轧机生产高塑性铁素体不锈钢钢带的方法，其特征是，包括以下步骤：

1）冶炼

2）加热

3）粗轧制

采用1、3道次除鳞，粗轧轧制7道次，开轧温度为1100～1120℃，第5道次压下率≥27%，第6道次压下率≥25%，第7道次压下率≥20%，中间坯厚度25～30mm；

4）精轧

采用炉卷+连轧的工艺，炉卷卷取炉加热温度控制在1100℃，加热钢带减少轧制过程中的温降，炉卷轧机采用高温大变形轧制，终轧温度≥880℃；

5）对钢带进行高温卷取、堆冷的工艺，制成成品。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述步骤1）中冶炼采用EAF+TSR两步法冶炼。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述步骤4）中精轧采用炉卷轧机+3机架连轧机轧制。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述步骤5）中成品厚度2.8～8.0mm。

5.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述步骤5）中钢带轧制后不经层流冷却直接进行高温卷取。