CN113355496B - 一种不锈钢热轧卷轧制余热在线固溶退火工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不锈钢热轧卷轧制余热在线固溶退火工艺，充分利用轧制余热，具有节能减排的特点。其主要生产工艺流程包括：连铸坯加热→高压水除磷→粗轧→精轧→热卷炉卷取。本发明采用热卷炉取替常规退火酸洗工序中长达几十米甚至上百米的退火炉，通过热卷炉将热轧工序和退火酸洗工序衔接起来。热卷炉具有上下两个卷取工位，具有补热和保温功能，可消除形变奥氏体不锈钢热带的组织硬化和纤维化，使碳化物充分溶解。本发明充分利用轧制余热，具有流程短、生产效率高等技术优势。

Description

一种不锈钢热轧卷轧制余热在线固溶退火工艺

技术领域

本发明属于不锈钢热处理生产工艺领域，涉及一种不锈钢热轧卷固溶退火处理工艺。

背景技术

奥氏体不锈钢约占整个不锈钢产量的70％，是不锈钢类产品中钢种最多、使用量最大的一类产品。奥氏体不锈钢广泛应用于化学工业、石油精炼工业、造纸和纸浆工业、合成树脂工业、肥料工业、食品工业及医疗、餐具等领域。奥氏体不锈钢板材轧后需进行固溶退火处理，不能以热轧状态直接交货。目前奥氏体不锈钢热轧卷固溶退火处理均采用离线方式，其主要目的是使碳化物和各种合金元素完全均匀地溶解在奥氏体中，然后冷却，抑制碳化物的析出，以改善不锈钢的耐蚀性能，并软化组织，消除加工硬化。

自日本在1980年首次在中厚板轧机后面成功开发应用加速冷却***(命名为OLAC)以来，在线热处理工艺在钢铁工业逐步应用。碳钢及合金钢在线热处理可利用加工变形带来的内部组织硬化，提高产品的强韧性，但是对于奥氏体不锈钢来说却明显不同。不锈钢加工变形后直接进行固溶退火处理，变形产生的硬化组织或纤维组织难以消除，会导致产品硬度超标及各向异性，尤其是对于不锈钢热带，由于变形压缩比大，变形后的组织硬化及纤维化更为严重。居于上述原因，长期以来不锈钢热轧卷均采用离线方式进行固溶退火处理，热轧后的钢卷需冷却至室温，然后开卷进入退火炉中再重新加热至固溶退火温度，不仅能源消耗大，而且生产周期长。

发明内容

为了解决现有技术中不锈钢热轧卷无法以在线方式进行固溶退火处理的问题，本发明提供了一种不锈钢热轧卷轧制余热在线固溶退火工艺，充分利用轧制余热，消除形变奥氏体的组织硬化和纤维化，实现奥氏体不锈钢热带的在线固溶退火处理。

为了达到节能减耗、降本增效的目的，本发明采用的主要技术方案为：采用热卷炉取替常规退火酸洗工序中长达几十米甚至上百米的退火炉，通过热卷炉将热轧工序和酸洗工序连接起来，钢带在热卷炉内进行少量的补热和保温，完成固溶退火过程。

具体技术方案为：

一种不锈钢热轧卷轧制余热在线固溶退火工艺，利用轧制余热，在热轧工序后接热卷炉，整个工序中不包含退火炉；所述热卷炉为具有上下垂直分布的两个卷取工位，采用天然气或煤气对钢卷进行补热和保温，补热至固溶退火温度。

该工艺包括：连铸坯加热→高压水除磷→粗轧→精轧→热卷炉卷取。

所述的不锈钢热轧卷轧制余热在线固溶退火工艺，应用于紧凑式不锈钢热轧卷轧制余热在线固溶退火酸洗工艺流程时，为实现轧制工序与固溶退火工序的产能匹配，采用交叉方式排产，热卷炉布置在卷取机下游，卷取机位于层流冷却区下游；

一部分钢坯采用所述的轧制余热在线固溶退火工艺，此过程轧机后的层流集管保持关闭状态。具体过程如下：(1)不锈钢连铸坯通过加热炉加热后保温，出炉后首先进行高压水除磷，去除表面的氧化铁皮，然后经过粗轧和精轧多道次轧制后，获得工艺所需的目标厚度和目标终轧温度；(2)轧后的钢带直接通过层流冷却区和卷取机，进入布置在卷取机下游的热卷炉卷取成钢卷，高温钢卷在热卷炉中补热至固溶退火温度，并保温一段时间，使碳化物充分溶解，形***化的组织充分软化；(3)热卷炉中的钢卷开卷后，进行矫直，然后快速冷却至300℃以下，冷却后的钢带切除不规则的头部，与前序钢带的尾部焊接在一起，通过活套实现焊接过程中物料的缓冲；(4)钢带进行破鳞、抛丸、酸洗钝化后，进入卷取机卷取成成品钢卷。

在步骤(3)中，优选地，热卷炉后所述冷却工序采用气雾冷却或射流水冷。

另一部分钢坯采用常规退火酸洗工艺，此过程层流集管保持开启状态，精轧后的钢带经过层流冷却区冷却，通过地下卷取机卷取，再经过以下工序：开卷→夹送矫直→头尾剪切→焊接→退火→冷却至室温→破鳞→抛丸→酸洗→卷取。

利用所述的不锈钢热轧卷轧制余热在线固溶退火工艺，应用于不锈钢热轧卷轧制余热在线固溶退火+离线酸洗工艺流程时，热卷炉直接布置在精轧机组后，具体工艺为：(1)不锈钢连铸坯通过加热炉加热后保温，出炉后首先进行高压水除磷，去除表面的氧化铁皮，然后经过粗轧和精轧多道次轧制后，获得工艺所需的目标厚度和目标终轧温度；(2)轧后的高温钢带进入布置在精轧机组下游的热卷炉卷取成钢卷，高温钢卷在热卷炉中补热至固溶退火温度，并保温一段时间，使碳化物充分溶解，形***化的组织充分软化；(3)热卷炉中的钢卷开卷，夹送矫直后，进入轧后冷却区快速冷却至300℃以下，然后进入地下卷取机卷取成钢卷。优选的，快速冷却采用高压射流喷水冷却方式；(4)将冷却至室温的钢卷运送至退火酸洗线，经开卷→夹送矫直→头尾剪切→焊接→破鳞→抛丸→酸洗→卷取等工序。进行破鳞、抛丸及酸洗此时退火炉和冷却设备保持空过状态。

优选地，在步骤(1)中，钢带终轧目标温度保持在950℃以上。

优选地，在步骤(2)中，热卷炉补热至最佳固溶温度950～1150℃，保温时间2～5min。

本发明有益效果为：

(1)利用板材轧制后的余热温度，直接进行固溶退火处理，生产能耗节约60％以上，可大幅度节约国家能源，降低生产排放；

(2)利用轧制余热，显著减少钢带固溶退火在炉加热时间，可将不锈钢热轧卷产品的生产周期由原来的24小时以上，减低至1小时以内，提高了生产效率，大幅度缩短产品生产周期。

附图说明

图1为紧凑式不锈钢热轧卷轧制余热在线退火酸洗工艺流程；

图2为不锈钢热轧卷轧制余热在线退火+离线酸洗工艺流程。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例1(紧凑式不锈钢热轧卷轧制余热在线退火酸洗工艺)：

如图1所示，按如下步骤进行：

(1)厚度为220mm，宽度为1250mm的304奥氏体不锈钢板坯在加热炉中加热至1250℃，保温3.5小时后出炉；从加热炉出来的钢坯，经高压水除磷，粗轧和精轧，轧制成4.0mm×1250m规格的热带，终轧温度约为950℃；

(2)轧后的钢带直接通过层流冷却区和卷取机，进入布置在卷取机下游的热卷炉卷取成钢卷。层流集管保持关闭状态，热卷炉入口钢带温度约为850℃，高温钢卷在热卷炉中补热至固溶退火温度1050℃，并保温3分钟；在热卷炉无空余工位的条件下，轧后的钢带通过层流冷却区后，进入地下卷取机进行卷取，然后采用常规的离线方式进行退火酸洗处理。

(3)热卷炉中的钢卷开卷后，进行矫直，然后进入冷却区快速冷却至室温；

(4)冷却后的钢带切除不规则的头部，与前序钢带的尾部焊接在一起；

(5)焊接后的钢带进行破鳞、抛丸、酸洗钝化后，进入卷取机卷取成商品卷。

实施例2(不锈钢热轧卷轧制余热在线退火+离线酸洗工艺)：

如图2所示，按如下步骤进行：

(1)厚度为220mm，宽度为1250mm的304奥氏体不锈钢板坯在加热炉中加热至1250℃，保温3.5小时后出炉；从加热炉出来的钢坯，经高压水除磷，粗轧和精轧，轧制成4.0mm×1250m规格的热带，终轧温度约为950℃；

(2)轧后的高温钢带进入布置在精轧机组下游的热卷炉卷取成钢卷，高温钢卷在热卷炉中补热至固溶退火温度1050℃，并保温3分钟；

(3)热卷炉中的钢卷开卷矫直后，进入冷却区，采用高压射流喷水方式快速冷却至300℃左右，然后进入地下卷取机卷取成钢卷；

(4)将冷却至室温的钢卷运送至退火酸洗线，进行破鳞、抛丸及酸洗处理，提高表面质量，退火炉和冷却设备保持空过状态。

对比例(不锈钢热轧卷离线退火酸洗工艺)：

(1)厚度为220mm，宽度为1250mm的304奥氏体不锈钢板坯在加热炉中加热至1250℃，保温3.5小时后出炉；从加热炉出来的钢坯，经高压水除磷，粗轧和精轧，轧制成4.0mm×1250m规格的热带，终轧温度约为900℃；

(2)轧后的钢带通过层流冷却区后，进入地下卷取机进行卷取。钢卷卸卷后被运送至钢卷库，空冷24小时以上，冷却至室温；

(3)室温下的钢卷被运送至离线退火酸洗线，开卷矫直、与前序钢带尾部焊接在一起后，以60m/min的速度通过长达120m的固溶退火炉，在退火炉加热段，钢带从室温被加热至1050℃，在退火炉均热段，钢带温度维持在1050℃，合金元素充分固溶，组织充分软化；

(4)1050℃的高温钢带出了固溶退火炉后，进入冷却区，采用气雾冷却方式快速冷却至室温，然后依次进行破鳞、抛丸及酸洗，提高表面质量。酸洗后的钢带进入卷取机卷取成商品卷。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其它形式的限制，任何本领域技术人员可以利用上述公开的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种不锈钢热轧卷轧制余热在线固溶退火工艺，其特征在于，利用轧制余热，在热轧工序后接热卷炉；所述热卷炉为具有上下垂直分布的两个卷取工位，采用天然气或煤气对钢卷进行补热和保温，补热至固溶退火温度；其具体过程如下：

(1)不锈钢连铸坯通过加热炉加热后保温，出炉后首先进行高压水除磷，去除表面的氧化铁皮，然后经过粗轧和精轧多道次轧制后，获得工艺所需的目标厚度和目标终轧温度；(2)轧后的钢带直接通过层流冷却区和卷取机，进入布置在卷取机下游的热卷炉卷取成钢卷，高温钢卷在热卷炉中补热至固溶退火温度，并保温一段时间，使碳化物充分溶解，形***化的组织充分软化；(3)热卷炉中的钢卷开卷后，进行矫直，然后快速冷却至300℃以下，冷却后的钢带切除不规则的头部，与前序钢带的尾部焊接在一起，通过活套实现焊接过程中物料的缓冲；(4)钢带进行破鳞、抛丸、酸洗钝化后，进入卷取机卷取成成品钢卷。

2.如权利要求1所述的不锈钢热轧卷轧制余热在线固溶退火工艺，其特征在于，整个工序中不包含退火炉。

3.如权利要求1所述的不锈钢热轧卷轧制余热在线固溶退火工艺，其特征在于，热卷炉补热至固溶退火温度950～1150℃，保温2～5分钟。

4.如权利要求1所述的不锈钢热轧卷轧制余热在线固溶退火工艺，其特征在于，所述钢带终轧目标温度保持在950℃以上。

5.利用权利要求1所述的不锈钢热轧卷轧制余热在线固溶退火工艺，应用于紧凑式不锈钢热轧卷轧制余热在线固溶退火酸洗工艺流程时，其特征在于，为实现轧制工序与固溶退火工序的产能匹配，采用交叉方式排产，热卷炉布置在卷取机下游，卷取机位于层流冷却区下游；

一部分钢坯采用所述的轧制余热在线固溶退火工艺，此过程层流集管保持关闭状态，精轧后的钢带直接通过层流冷却区和卷取机，进入布置在卷取机下游的热卷炉卷取，再经过以下工序：开卷→夹送矫直→冷却→头尾剪切→焊接→破鳞→抛丸→酸洗→卷取；

另一部分钢坯采用常规退火酸洗工艺，此过程层流集管保持开启状态，精轧后的钢带经过层流冷却区冷却，通过地下卷取机卷取，再经过以下工序：开卷→夹送矫直→头尾剪切→焊接→退火→冷却→破鳞→抛丸→酸洗→卷取。

6.利用权利要求5所述的不锈钢热轧卷轧制余热在线固溶退火工艺，其特征在于，所述一部分钢坯采用所述的轧制余热在线固溶退火工艺中，冷却工序采用气雾冷却或射流水冷。

7.利用权利要求1所述的不锈钢热轧卷轧制余热在线固溶退火工艺，应用于不锈钢热轧卷轧制余热在线固溶退火+离线酸洗工艺流程时，其特征在于，热卷炉直接布置在精轧机组后，具体工艺为：精轧后的钢带直接进入热卷炉卷取，再经过开卷、夹送矫直，进入轧后冷却区快速冷却至300℃以下，然后进入地下卷取机卷取成钢卷；之后经开卷→夹送矫直→头尾剪切→焊接→破鳞→抛丸→酸洗→卷取。

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