CN112501422A - 304系高档面板不锈钢原料表面处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种不锈钢钢卷表面处理方法，包括：(1)在1005℃‑1095℃对待处理的不锈钢钢卷进行退火处理；(2)采用延伸率是1.5％‑2％的大延伸率过线对退火处理后的不锈钢钢卷进行破鳞抛丸处理；(3)对破鳞抛丸处理后的不锈钢钢卷进行酸洗。本发明通过对退火工艺、破鳞抛丸工艺、酸洗工艺进行调整优化，保证了退火酸洗稳定，退火性能优良，酸洗后表面均匀，粗糙度满足要求，质量明显提高。综合成材率也有所提高。

Description

304系高档面板不锈钢原料表面处理方法
技术领域
本发明涉及不锈钢加工领域，具体地，本发明涉及一种不锈钢钢卷表面处理方法。
背景技术
高档面板不锈钢应用于家电、餐厨具、装饰等行业，以304系列(如BA板、抛8K等)最具代表，客户对于最终成品表面质量和加工性能要求极高。其生产过程包括炼钢厂冶炼、连铸→热连轧轧制→冷轧厂退火酸洗→冷轧轧制→轧后退火酸洗→检验包装，其中冷轧的原料黑皮卷退火酸洗对后续表面影响极大，其表面氧化铁鳞清洁程度及表面除鳞后的粗糙度都是影响到轧制后不锈钢成品表面质量的关键因素，也是行业中存在已久的难题。
传统热线生产工艺为：对热轧黑皮镍钢304，经冷轧厂退火温度1130℃左右退火保温，目的是钢带恢复再结晶去除残余应力，再经抛丸机抛丸转速1850转左右抛丸，再进行酸洗，后得到满足下游用户使用的冷轧原料卷。但是传统工艺生产的钢板存在铁鳞无法除净，微观观察存在大量蜂窝状缺陷，高温状态下铁鳞沿基体纵深生长，酸洗后表面出现大量坑状缺陷，粗糙度也无法满足要求。
发明内容
针对上述缺陷，本发明提供了一种不锈钢钢卷表面处理方法。本发明的处理方法能够将表面粗糙度控制在3.0以下，并且钢卷的上下表面、操作侧与传动侧的粗糙度均匀一致；能够控制钢卷表面氧化铁鳞清洁度；并且能够消除退火后钢卷表面存在的大量蜂窝状缺陷。
本发明通过以下技术方案实现以上目的：
一种不锈钢钢卷表面处理方法，包括：
(1)在1005℃-1095℃对待处理的不锈钢钢卷进行退火处理；
(2)采用延伸率是1.5％-2％的大延伸率过线对退火处理后的不锈钢钢卷进行破鳞抛丸处理；
(3)对破鳞抛丸处理后的不锈钢钢卷进行酸洗。
可选地，在步骤(1)中，过线速度TV是130-150mm×m/min。
可选地，在步骤(1)中，退火炉的第1区和第2区的炉温是1005℃-1035℃，第3-12区的炉温是1065℃-1095℃。
可选地，在步骤(2)中，抛丸转速是1720-1780r/min。
可选地，在步骤(2)中，抛丸采用的钢砂尺寸分布是筛网的筛孔尺寸0.3mm，筛网上累积残留率≥30％。
可选地，在步骤(2)中，抛丸采用的抛丸机的电流是85-90A。
可选地，在步骤(2)中，抛丸采用的抛丸机的抛头转速是1700-1800r/min。
可选地，在步骤(3)中，酸洗是先采用硫酸、然后采用硝酸和氢氟酸的混酸进行酸洗。
可选地，在步骤(3)中，硫酸浓度是180-200g/L，温度是70℃-80℃。
可选地，在步骤(3)中，硝酸浓度是135-145g/L，氢氟酸浓度是25-30g/L，硝酸和氢氟酸的混酸的温度是50℃。
相比于现有技术，本发明的技术方案具有如下有益效果：
1、本发明的不锈钢钢卷表面处理方法的工艺稳定性高，产品质量一致性高。
2、采用本发明的不锈钢钢卷表面处理方法进行处理之后，304热板粗糙度得到了极大的降低，并且上下表面、操作侧与传动侧均匀一致，成品表面光泽度得到进一步提升。
3、本发明的不锈钢钢卷表面处理方法对抛丸机工艺进行了优化，从而可大大降低钢砂消耗。
4、采用本发明的不锈钢钢卷表面处理方法进行处理之后，能够显著提高不锈钢钢成材率。
附图说明
图1显示了实施例1酸洗后的钢板表面的500倍扫描形貌。
图2显示了实施例1酸洗后的钢板表面的1000倍扫描形貌。
具体实施方式
为了充分了解本发明的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本发明作详细说明。本发明的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。下述名词术语除非另有说明，否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。
针对304系高档面板不锈钢原料在加工过程中的特殊性，本发明的发明人通过研究，创造性的提出了一种不锈钢钢卷表面处理方法。该方法专门针对304系高档面板不锈钢原料研发，能够解决以下问题：
(1)控制表面粗糙度低至3.0以下，且上下表面、操作侧与传动侧均匀一致。
(2)控制表面氧化铁鳞清洁度。
(3)控制退火后表面存在的大量蜂窝状缺陷。
本发明针对的304系高档面板不锈钢原料具有如下的元素组成(重量％)：
C≤0.08％，Si≤1.00％，Mn≤2.00％，P≤0.045％，S≤0.030％，Cr18.0～20.0％，Ni 8.00-10.50％，其余为Fe和不可避免杂质。
本发明的处理方法针对的带钢原料的厚度是3.5mm-5.0mm，宽度是1000mm-1250mm。
本发明的不锈钢钢卷表面处理方法包括以下步骤：
(1)退火
304热轧黑皮卷(即待处理的不锈钢钢卷)经焊机焊接后，采用低温退火工艺进行退火处理。具体地，过线速度TV设定为130-150mm×m/min，退火温度降至1015-1045℃左右。
板厚与该板厚时机组允许的最高工艺速度之乘积称为TV值，机组的最大TV值受退火炉性能决定，因此一般用最大TV值来衡量一个炉子的退火能力。
在本发明中，通过退火，消除因热轧而产生的热轧应力及恢复正常金属组织，以酸洗掉热轧时产生的杂物，并制成最终热轧卷的地方。
退火炉为卧式炉，从功能和流程上分为预热段、加热段、冷却段和干燥段，因退火炉较长，为防止带钢下垂较大而与炉底接触擦伤带钢，将加热段、冷却段分割为12个区。具体地，在本发明中，第1区和第2区炉温控制到1005-1035℃，第3区-12区炉温控制1065-1095℃。从整体12区来看，温度范围是1005℃-1095℃。由于需要对带钢先进行预热，因此，位于前面的区的炉温稍低，位于后面的区的炉温较高。
在本发明中，退火炉主要通过炉温来间接控制板材温度，从而达到板材的退火指标，退火指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。目的是降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。而过线速度的快慢直接影响退火的效果，退火速度慢影响产能效率，而速度过快则可能造成退火不均或无法达到应有效果。
(2)破鳞抛丸
破鳞工艺采用大延伸率过线，具体是1.5％-2％的延伸率。过线前将抛丸转速调整为1720-1780r/min。
在本发明中，破鳞机延伸率主要通过破鳞张力和弯曲辊压下量来控制，依据带钢厚度的变化和材质特性来设定破鳞张力，过程中通过控制破鳞张力，保证材料延伸率在1.5％-2％。
在本发明中，还对抛丸机进行了如下改进：
1、改进加砂斗子，可长时间少量补充新砂，避免一次添加过多。
2、加长重力除尘挡板，防止将可利用的小颗粒被带走。
3、分离器加边条，使得下砂行走路程加长，留住更多的可用小颗粒磨料。
4、除尘风机小叶轮改为大叶轮，修补走风漏气的地方。这是因为当更多的采用小颗粒磨料后，叶轮较小时则冲击动能较小，无法更好的起到破碎氧化铁皮的作用。
5、改进定向套拆卸及安装方法。
6、优化304板抛丸机工艺参数，具体是：
①降低抛丸机电流：将电流由95-100A降低至85-90A，基本稳定在90A，就可保证抛丸机抛打效果。
②降低抛头转速：由1900-2000r/min降低至1700-1800r/min，基本稳定在1750r/min。
③优化抛丸机内钢砂的尺寸分布：改进前大颗粒所占比重较大，导致粗糙度较高。改进后，将中等磨料尺寸所占比重加大，真正实现“轻打轻抛”。具体地，在改进前，筛孔尺寸0.5mm，筛网上累积残留率≥70％；改进后筛孔尺寸0.3mm，筛网上累积残留率≥30％。
延伸率较大的情况下，表面的氧化铁皮更容易松动，高速旋转的抛丸轮将铁丸(磨料)以非常高的速度喷射到带钢上下表面，以丸粒高速运动所具备的冲击动能冲击带钢表面而使带钢表面的氧化铁皮击碎磨料。丸粒太大，则会造成钢板表面过于粗糙，丸粒太小则冲击动能较小，无法起到破碎氧化铁皮的作用。
(3)酸洗
破鳞抛丸之后对钢带进行酸洗，酸洗采用硫酸+混酸酸洗，本步骤的关键是将混酸浓度提高。
在本发明中，硫酸浓度是180-200g/L，酸温是70-80℃，混酸是HNO3和HF的混酸，其中HNO3浓度是135-145g/L，HF浓度25-30g/L，混酸的温度是50℃。
高等级面板对表面要求非常高，表面不得存在鳞折、夹杂、氧化皮等缺陷。具体体现在表面无缺陷且粗糙度要符合要求。对于退火工艺而言，本发明采用的退火工艺可以解决蜂窝状表面缺陷，高温状态下铁磷沿基体纵深生破鳞可以改善表面的粗糙度也可以去除氧化铁皮。去除热带的铁鳞，一般采用机械方法和化学方法结合的方法，机械方法有抛丸清理、破鳞清理等，化学方法就是一般称作酸洗的方法。本发明采用上述三个步骤，三者共同作用能够达到去除氧化铁皮、铁鳞、蜂窝状缺陷等表面缺陷，配合抛丸工艺使粗糙度达到要求，最终得到表面无缺陷且细腻的钢板。
实施例
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1
本实施例采用的304带钢原料具有如下的元素组成(重量％)：
C 0.08％，Si 1.00％，Mn 1.50％，P 0.040％，S 0.020％，Cr 19％，Ni 8.00％，其余为Fe和不可避免杂质。
本实施例采用的304带钢原料的厚度是3.5mm，宽度是1000mm。
本实施例具体如下：
(1)退火工艺：
304热轧黑皮卷卷经焊机焊接后进行退火处理，采用低温退火工艺，过线速度TV设定为150mm×m/min，退火温度具体是1、2区炉温控制到1020℃，3区-12区炉温控制1080℃。
(2)破鳞抛丸工艺：
破磷工艺采用大延伸率过线，试验过程采用1.5％延伸。过线前将抛丸转速调整为1750r/min。抛丸机电流稳定在90A，抛头转速1750r/min。
(3)酸洗工艺：
酸洗采用硫酸+混酸酸洗。硫酸浓度200g/L，酸温80℃，混酸段HNO3浓度135g/L，HF浓度25g/L，酸温控制50℃。
酸洗后经在线剪切卷取，供下一工序轧制。
图1显示了本实施例酸洗后的钢板表面的500倍扫描形貌，图2显示了本实施例酸洗后的钢板表面的1000倍扫描形貌。由图1和图2可以看出，本实施例处理后的钢板表面贫铬壳去除干净，表面未发现有蜂窝状缺陷。
实施例2
本实施例采用的304带钢原料具有如下的元素组成(重量％)：
C 0.06％，Si 0.8％，Mn 2.00％，P 0.045％，S 0.020％，Cr 18％，Ni 10.50％，其余为Fe和不可避免杂质。
本实施例采用的304带钢原料的厚度是5.0mm，宽度是1250mm。
本实施例具体如下：
(1)退火工艺：
304热轧黑皮卷卷经焊机焊接后进行退火处理，采用低温退火工艺，过线速度TV设定为130mm×m/min，退火温度具体是1、2区炉温控制到1005℃，3区-12区炉温控制1065℃。
(2)破鳞抛丸工艺：
破磷工艺采用大延伸率过线，试验过程采用1.8％延伸。过线前将抛丸转速调整为1720r/min。抛丸机电流稳定在85A，抛头转速1700r/min。
(3)酸洗工艺：
酸洗采用硫酸+混酸酸洗。硫酸浓度180g/L，酸温70℃，混酸段HNO3浓度145g/L，HF浓度30g/L，酸温控制50℃。
酸洗后经在线剪切卷取，供下一工序轧制。
实施例3
本实施例采用的304带钢原料具有如下的元素组成(重量％)：
C 0.07％，Si 0.％，Mn 1.90％，P 0.035％，S 0.025％，Cr 20.00％，Ni 10.00％，其余为Fe和不可避免杂质。
本实施例采用的304带钢原料的厚度是4.0mm，宽度是1150mm。
本实施例具体如下：
(1)退火工艺：
304热轧黑皮卷卷经焊机焊接后进行退火处理，采用低温退火工艺，过线速度TV设定为130mm×m/min，退火温度具体是1、2区炉温控制到1035℃，3区-12区炉温控制1095℃。
(2)破鳞抛丸工艺：
破磷工艺采用大延伸率过线，试验过程采用1.8％延伸。过线前将抛丸转速调整为1780r/min。抛丸机电流稳定在85A，抛头转速1800r/min。
(3)酸洗工艺：
酸洗采用硫酸+混酸酸洗。硫酸浓度190g/L，酸温70℃，混酸段HNO3浓度140g/L，HF浓度30g/L，酸温控制50℃。
酸洗后经在线剪切卷取，供下一工序轧制。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的替代、修饰、组合、改变、简化等，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种不锈钢钢卷表面处理方法，其特征在于，包括：
(1)在1005℃-1095℃对待处理的不锈钢钢卷进行退火处理；
(2)采用延伸率是1.5％-2％的大延伸率过线对退火处理后的不锈钢钢卷进行破鳞抛丸处理；
(3)对破鳞抛丸处理后的不锈钢钢卷进行酸洗。
2.根据权利要求1所述的不锈钢钢卷表面处理方法，其特征在于，在步骤(1)中，过线速度TV是130-150mm×m/min。
3.根据权利要求1所述的不锈钢钢卷表面处理方法，其特征在于，在步骤(1)中，退火炉的第1区和第2区的炉温是1005℃-1035℃，第3-12区的炉温是1065℃-1095℃。
4.根据权利要求1所述的不锈钢钢卷表面处理方法，其特征在于，在步骤(2)中，抛丸转速是1720-1780r/min。
5.根据权利要求1所述的不锈钢钢卷表面处理方法，其特征在于，在步骤(2)中，抛丸采用的钢砂尺寸分布是筛网的筛孔尺寸0.3mm，筛网上累积残留率≥30％。
6.根据权利要求1所述的不锈钢钢卷表面处理方法，其特征在于，在步骤(2)中，抛丸采用的抛丸机的电流是85-90A。
7.根据权利要求1所述的不锈钢钢卷表面处理方法，其特征在于，在步骤(2)中，抛丸采用的抛丸机的抛头转速是1700-1800r/min。
8.根据权利要求1所述的不锈钢钢卷表面处理方法，其特征在于，在步骤(3)中，酸洗是先采用硫酸、然后采用硝酸和氢氟酸的混酸进行酸洗。
9.根据权利要求8所述的不锈钢钢卷表面处理方法，其特征在于，在步骤(3)中，硫酸浓度是180-200g/L，温度是70℃-80℃。
10.根据权利要求8所述的不锈钢钢卷表面处理方法，其特征在于，在步骤(3)中，硝酸浓度是135-145g/L，氢氟酸浓度是25-30g/L，硝酸和氢氟酸的混酸的温度是50℃。
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