CN105312319A - 一种大卷重膨胀合金冷轧钢带的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大卷重膨胀合金冷轧钢带的制造方法，包括如下步骤：原料退火；原料酸洗；预压轧制；修磨；成品轧制；成品退火；纵切。与现有技术相比较，本发明具有如下优点：1、利用本发明制造出≥10～20吨的大卷重膨胀合金冷轧钢带，相比与原有的小卷重膨胀合金冷轧钢带，在降低制造过程中的材料损耗比例、提高批量质量稳定性和提升生产效率等方面取得突破，产生积极显著效果；2、对于国内企业在大卷重膨胀合金冷轧钢带研发、制造方面具有积极示范意义。3、本发明所提供的制造方法简易、便于实施和控制，且具备良好可操作性。

Description

一种大卷重膨胀合金冷轧钢带的制造方法

技术领域

本发明属于钢铁冶炼技术领域，主要涉及一种大卷重膨胀合金冷轧钢带的制造方法。

背景技术

膨胀合金是一种在一定温度范围内具有一定热膨胀系数的金属材料，品种众多，性能各异，应用广泛，是民用和军用建设中不可缺少的合金材料。如在某一温度范围内具有较高膨胀系数的高膨胀合金，可用作热双金属的主动层和控温敏感元件；又如在常温或极低温度范围内具有很低膨胀系数的低膨胀合金，可用来制造精密仪器、仪表中要求尺寸不变或变化极微小的零件及热双金属的被动层；另外还有在某一范围内具有稳定膨胀系数的定膨胀合金，主要用于电真空工业中，作为与玻璃、陶瓷等封接的结构材料。

膨胀合金冷轧钢带是膨胀合金材料中应用最广泛的产品之一。所谓冷轧钢带，即是将热轧原料通过冷轧加工制造而成的冷轧产品。据不完全统计，随着我国电子工业的高速发展，膨胀合金冷轧钢带目前已经达到每年5000多吨的需求量，且有进一步拓展的态势。因具有较高的产品附加值，国、内外诸多企业均加强膨胀合金冷轧钢带的生产推广。如日本冶金、德国VDM、法国殷菲和美国Carpenter等为代表的国外企业以其高质量、低成本的产品优势对我国膨胀合金产品市场带来巨大冲击，而以宝钢特钢、北京北冶、海盐中达等为代表的国内企业近年来也加速进行市场的拓展，竞争激烈。

膨胀合金冷轧钢带制造过程复杂，需经过轧制、退火、酸洗、修磨及分条、纵切等工序，最终加工成为用户所需规格的产品，加工过程中不可避免产生边丝、头尾角料等切废损耗。因而，如何减少损耗、提高材料利用率是各企业降低生产成本，提高产品竞争力的重要课题。而通过增加冷轧钢带生产宽度，提高单卷重量，制造出大卷重膨胀合金冷轧钢带，有利于降低单位损耗比例，提高成材率和生产效率，是有效途径之一。

综观国内一些冶金企业，近年来在大卷重膨胀合金冷轧钢带的技术方面也难有实质进展，只能制造最大宽度300mm左右、单卷重量不大于3吨的小卷重膨胀合金冷轧钢带。

国内企业小卷重膨胀合金冷轧钢带制造方法一般为：原料酸洗——修磨——焊接成卷——冷轧——退火——纵切。具体如下：

1、原料：采用最大宽度300mm左右的单支热轧带坯；根据各企业不同装备能力，单支热轧带坯重量从30到200公斤不等。如宝钢特钢，一般每支热轧带坯为35～40公斤。

2、酸洗：采用槽式酸洗法，即将多支热轧带坯堆叠后浸没在酸槽中一定时间，用以疏松并去除部分氧化铁皮。过程中通过人工观察带坯表面，以尽可能保证酸洗质量。

3、修磨：采用砂轮机、砂带机或相似装备，将酸洗后的热轧带坯逐支进行修磨，完全清除氧化铁皮。

4、焊接：将修磨后的热轧带坯头尾切平后进行逐支焊接成卷。

5、冷轧：将焊接成卷的带坯通过一次或多次轧制到目标厚度。

6、退火：将轧制后的冷轧钢带进行一次或多次热处理，满足生产和产品性能要求。

7、纵切：对轧制或退火后的冷轧钢带进行剪切，获得用户所需宽度规格。

采用上述方法制造小卷重膨胀合金冷轧钢带，存在较多弊端，具体表现为：

1、将宽度较窄、重量较小的单支热轧带坯焊接成卷后生产，卷外径也是一个制约因素，从而限制了单卷重量的增加。

2、焊接、轧制、退火、纵切等生产过程均有一定材料损耗，由于宽度窄、单卷重量小等因素，导致损耗比例高，降低产品成材率。

3、单支热轧带坯尺寸精度、表面质量及后续酸洗、修磨质量控制等方面存在不均匀性；焊接形成的焊缝不利于稳定轧制；进而对整卷冷轧钢带质量稳定性造成不良影响。

4、采用单支热轧带坯，酸洗、修磨、焊接生产均是逐支进行；焊接成卷后卷重也较小，总体生产效率低下，提高了生产成本。

发明内容

本发明旨在设计一种大卷重膨胀合金冷轧钢带的制造方法，通过建立适合的冷轧制造流程，制订优化的关键工序工艺及控制要领，制造出优质的大卷重膨胀合金冷轧钢带。经实现，对于成材率提高、质量稳定性改善及生产效率提升有积极显著效果；能大幅度降低制造成本、提升产品竞争力，具有很强的现实意义和广阔的应用前景。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种大卷重膨胀合金冷轧钢带的制造方法，其包括如下步骤：

原料退火；原料酸洗；预压轧制；修磨；成品轧制；成品退火；纵切。

作为优选方案，所述原料退火的工艺条件为：退火温度900～1150℃、原料运行速度5.0～15米/分钟。

作为优选方案，所述原料酸洗包括抛丸、清洗、刷洗和烘干，其中，所述抛丸的工艺条件为：丸流量600～1200kg/min；加料因子1.0～1.5k；抛丸速度50～78m/s。(抛丸、清洗、刷洗和烘干这几步是包含在预酸洗还是混酸酸洗中？)预酸洗和混酸酸洗的工艺暂未放入。

作为优选方案，所述修磨的工艺条件为：砂带选型为60～120目，磨削功率25～55％，磨削道次1～3道，磨削速度5～15米/分钟，修磨单位张力22～42N/mm2。

作为优选方案，所述成品轧制的工艺条件为：轧制变形率为40～70％。

作为优选方案，所述成品退火的工艺条件为：采用氢气作为保护气，退火温度为900～1150℃，成品运行速度为5.0～20米/分钟。

作为优选方案，所述原料退火选用的设备为无保护气氛的连续退火机炉。

作为优选方案，所述抛丸的工艺条件为：丸流量600～1200kg/min；加料因子1.0～1.5k；抛丸速度50～78m/s。

作为优选方案，所述预酸洗采用硫酸酸洗，工艺条件为：H₂SO₄浓度为200～400g/L，酸洗温度为80℃，酸洗速度为5～10m/min

作为优选方案，所述混酸洗采用HNO₃+HF酸洗，工艺条件为：HNO₃浓度110～140g/L、HF浓度20～50g/L；温度38℃，酸洗速度为5～10m/min。

与现有技术相比较，本发明具有如下优点：

1、利用本发明制造出≥10～20吨的大卷重膨胀合金冷轧钢带，相比与原有的小卷重膨胀合金冷轧钢带，在降低制造过程中的材料损耗比例、提高批量质量稳定性和提升生产效率等方面取得突破，产生积极显著效果；大幅度降低了膨胀合金冷轧钢带的制造成本，提升产品竞争力。

2、本发明经宝钢特钢实施后，已经实现Ni36、Ni42、Ni22Cr3、Ni20Mn6、Ni19Cr11等多个品种，厚度0.50～3.50mm、宽度600～1180mm、卷重10～20吨的大卷重膨胀合金冷轧钢带的制造，对于国内企业在大卷重膨胀合金冷轧钢带研发、制造方面具有积极示范意义。

3、本发明所提供的制造方法简易、便于实施和控制，且具备良好可操作性。

附图说明

图1为本发明的工艺流程简图；

具体实施方式

本发明的大卷重膨胀合金冷轧钢带的制造方法工艺流程如图1所示，包括原料退火、原料酸洗、预压轧制、修磨、成品轧制、成品退火和纵切等步骤。

实施例1

一个规格为3.0*1130mm的膨胀合金冷轧钢带(原料规格5.5*1150mm)

1、原料退火：温度1100℃、速度15米/分钟。

2、原料酸洗：

2.1抛丸工艺：丸流量1100kg/min；加料因子1.3k；抛丸速度78m/s。

2.2预酸洗采用H₂SO₄酸洗工艺：浓度280g/L；温度80℃。

2.3混酸洗采用HNO₃+HF酸洗工艺：HNO₃浓度110g/L；HF浓度25g/L；温度40℃。

2.4、酸洗速度：8米/分钟。

3、预压轧制：轧制厚度4.95mm。

4、修磨：

4.1砂带的选型：第1组60目；第2、3组80目。

4.2磨削功率：第1组45％；第2、3组40％。

4.3磨削道次1道。

4.4磨削速度：6米/分钟。

4.5修磨单位张力26N/mm²。

5、成品轧制：轧制厚度3.0mm。

6、成品纵切：切边1130mm。

实施例2

一个规格为2.0*1120mm的膨胀合金冷轧钢带(原料规格5.0*1140mm)

1、原料退火：温度1000℃、速度14米/分钟。

2、原料酸洗：

2.1抛丸工艺：丸流量1150kg/min；加料因子1.3k；抛丸速度75m/s。

2.2预酸洗采用H₂SO₄酸洗工艺：浓度310g/L；温度70℃。

2.3混酸洗采用HNO₃+HF酸洗工艺：HNO₃浓度120g/L；HF浓度30g/L；温度35℃。

2.4、酸洗速度：6米/分钟。

3、预压轧制：轧制厚度4.0mm。

4、修磨：

4.1砂带的选型：第1、2组60目；第3组80目。

4.2磨削功率：第1组50％；第2组45％；第3组40％。

4.3磨削道次2道。

4.4磨削速度：第1道次6米/分钟；第2道次10米/分钟。

4.5修磨单位张力25N/mm²。

5、成品轧制：轧制厚度2.0mm。

6、成品退火：温度1100℃、速度9米/分钟。

7、成品纵切：切边1120mm。

实施例3

一个规格为1.5*1050mm的膨胀合金冷轧钢带(原料规格5.0*1100mm)

1、原料退火：温度950℃、速度12米/分钟。

2、原料酸洗：

2.1抛丸工艺：丸流量1100kg/min；加料因子1.3k；抛丸速度70m/s。

2.2预酸洗采用H₂SO₄酸洗工艺：浓度320g/L；温度75℃。

2.3混酸洗采用HNO₃+HF酸洗工艺：HNO₃浓度110g/L；HF浓度26g/L；温度38℃。

2.4、酸洗速度：8米/分钟。

3、预压轧制：轧制厚度4.5mm。

4、修磨：

4.1砂带的选型：第1组60目；第2、3组80目。

4.2磨削功率：第1组55％；第2、3组45％。

4.3磨削道次2道。

4.4磨削速度：第1道次8米/分钟；第2道次10米/分钟。

4.5修磨单位张力30N/mm²。

5、成品轧制：轧制厚度1.5mm。

6、成品退火：温度1100℃、速度12米/分钟。

7、成品纵切：切边1050mm。

实施例4

一个规格为1.0*1080mm的膨胀合金冷轧钢带(原料规格5.0*1100mm)

1、原料退火：温度900℃、速度10米/分钟。

2、原料酸洗：

2.1抛丸工艺：丸流量1050kg/min；加料因子1.3k；抛丸速度75m/s。

2.2预酸洗采用H₂SO₄酸洗工艺：浓度330g/L；温度80℃。

2.3混酸洗采用HNO₃+HF酸洗工艺：HNO₃浓度115g/L；HF浓度30g/L；温度35℃。

2.4、酸洗速度：6米/分钟。

3、预压轧制：轧制厚度4.5mm。

4、修磨：

4.1砂带的选型：第1组60目；第2、3组80目。

4.2磨削功率：第1组55％；第2、3组50％。

4.3磨削道次2道。

4.4磨削速度：第1道次8米/分钟；第2道次10米/分钟。

4.5修磨单位张力27N/mm²。

5、成品轧制：轧制厚度1.0mm。

6、成品退火：温度950℃、速度12米/分钟。

7、成品纵切：切边1080mm。

实施例5

一个规格为1.2*1150mm的膨胀合金冷轧钢带(原料规格5.0*1180mm)

1、原料退火：温度1150℃、速度15米/分钟。

2、原料酸洗：

2.1抛丸工艺：丸流量1150kg/min；加料因子1.5k；抛丸速度75m/s。

2.2预酸洗采用H₂SO₄酸洗工艺：浓度350g/L；温度80℃。

2.3混酸洗采用HNO₃+HF酸洗工艺：HNO₃浓度135g/L；HF浓度40g/L；温度45℃。

2.4、酸洗速度：10米/分钟。

3、预压轧制：轧制厚度4.5mm。

4、修磨：

4.1砂带的选型：第1组60目；第2、3组80目。

4.2磨削功率：第1组55％；第2、3组45％。

4.3磨削道次2道。

4.4磨削速度：第1道次6米/分钟；第2道次8米/分钟。

4.5修磨单位张力25N/mm²。

5、成品轧制：轧制厚度1.2mm。

6、成品退火：温度1100℃、速度15米/分钟。

7、成品纵切：切边1150mm。

综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种大卷重膨胀合金冷轧钢带的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：原料退火；原料酸洗；预压轧制；修磨；成品轧制；成品退火；纵切。

2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述原料退火的工艺条件为：退火温度900～1150℃、原料运行速度5.0～15米/分钟。

3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述原料酸洗包括抛丸、预算洗、混酸酸洗、清洗、刷洗和烘干。

4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述修磨的工艺条件为：砂带选型为60～120目，磨削功率25～55％，磨削道次1～3道，磨削速度5～15米/分钟，修磨单位张力22～42N/mm²。

5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述成品轧制的工艺条件为：轧制变形率为40～70％。

6.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述成品退火的工艺条件为：采用氢气作为保护气，退火温度为900～1150℃，成品运行速度为5.0～20米/分钟。

7.如权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，所述原料退火选用的设备为无保护气氛的连续退火机炉。

8.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述抛丸的工艺条件为：丸流量600～1200kg/min；加料因子1.0～1.5k；抛丸速度50～78m/s。

9.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述预酸洗采用硫酸酸洗，工艺条件为：H₂SO₄浓度为200～400g/L，酸洗温度为80℃，酸洗速度为5～10m/min。

10.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述混酸洗采用HNO₃+HF酸洗，工艺条件为：HNO₃浓度110～140g/L、HF浓度20～50g/L；温度38℃，酸洗速度为5～10m/min。