CN113584401A - 一种310s耐热钢热连轧板卷及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种310S耐热钢热连轧板卷及其加工工艺，其特征在于耐热钢化学成分重量百分比为：C≤0.035％，Mn≤1.2％，Ni≤20.5％，N≤0.06％，Si≤0.4％，Cr≤26％，Cu≤0.07％，P≤0.03％，4.5％≤Al≤6％，余量为Fe元素和不可避免的杂质；其工艺步骤如下：1)准备上述比例的原材料至加热炉进行加热；预热段，温度控制在700‑750℃，加热时间设为50‑75min；加热一段，温度控制在1110‑1130℃，加热时间设为30‑55min；加热二段，温度控制在1280‑1320℃，加热时间设为65‑80min；均热段，温度控制在1280‑1300℃，加热时间设为70‑90min；总在炉时间≥240min；板坯厚度控制在200‑220mm之间；2)粗轧；3)精轧：4)卷取：5)开卷焊接：6)退火：7)破磷抛丸；8)酸洗。本发明能够提高产品质量，实现产品表面的优化效果。
Description
技术领域
本发明属于不锈钢轧制技术领域，特别涉及一种310S耐热钢热连轧板卷及其加工工艺。
背景技术
310S耐热奥氏体不锈钢Cr、Ni含量较高，属于高附加值钢种由于Cr、Ni含量较高；其抗氧化能力主要依靠Cr2O3氧化膜的形成；
1)铸坯具有粗大的柱状晶结构，钢种氧、硫含量及夹杂物控制难度大，热敏感性高，同时合金表面的a-Cr2O3膜与基体之间热膨胀系数较大，在热应力作用是容易剥落，塑性也差，铸坯易产生裂纹；在温度高于900℃的条件下，会出现部分氧化成CrO3使氧化膜变薄；
2)板材在轧制过程中，在两侧会出现不规则的毛边，在轧制完成并进入下一道工序前需对不规则毛边进行切除，使板材规整；
因此开发生产310S耐热奥氏体不锈钢，研究其合理的生产工艺，对顺利实施工业化生产，更好满足市场需求，优化公司不锈钢产业结构，提升企业竞争力有重要意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中不足，提供一种310S耐热钢热连轧板卷及其加工工艺能够提高产品质量，实现产品表面的优化效果。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种310S耐热钢热连轧板卷及其加工工艺，耐热钢化学成分重量百分比为：C≤0.035％，Mn≤1.2％，Ni≤20.5％，N≤0.06％，Si≤0.4％，Cr≤26％，Cu≤0.07％，P≤0.03％，4.5％≤Al≤6％，余量为Fe元素和不可避免的杂质；
其工艺步骤如下：
1)准备上述组分原材料板坯至加热炉进行加热，其加热步骤依次分为预热段、加热一段、加热二段、均热段，板坯厚度控制在200-220mm之间；预热段，温度控制在700-750℃，加热时间设为50-75min；加热一段，温度控制在1110-1130℃，加热时间设为30-55min；加热二段，温度控制在1280-1320℃，加热时间设为65-80min；均热段，温度控制在1280-1300℃，加热时间设为70-90min；总在炉时间240-270min。
2)粗轧：加热后的钢锭经过传输辊传送至粗轧机，传送装置上设有相应的保温罩；粗轧时对钢锭进行5道次轧制；一道次压下率为23.5-25.5％；二道次压下率为24.5-26.5％；三道次压下率为27-29％；四道次压下率为27-29％；五道次压下率为29-32％；粗轧后中间坯厚度控制在35-45mm；粗轧出口温度1130-1160℃；
3)精轧及切边：经过传输进入精轧机构，精轧采用升速轧制，精轧开轧温度设为1120-1140℃；精轧结束温度控制在900-1100℃；精轧结束后通过毛边裁切装置构对不锈钢板两侧不规则毛边进行裁剪；毛边裁切装置构设有切边机构；
所述切边机构包括固定座Ⅱ、切刀、固定板Ⅱ、固定板Ⅲ、撑板、导向轴、弹簧、油缸Ⅱ、承压板；所述油缸Ⅱ固定在固定块上，油缸Ⅱ顶轴固定连接固定座Ⅱ；切刀通过转轴固定在固定座Ⅱ底部；所述承压板固定连接机架，承压板设于切刀下方对应切刀位置，承压板底部设有肋板对承压板进行辅助支撑，肋板设于相邻传送辊的间隙内并固定连接机架；固定板Ⅱ固定在固定座Ⅱ侧边上；固定板Ⅱ底部设有支撑架，支撑架固定连接固定座Ⅱ；固定板Ⅲ固定连接固定板Ⅱ底面，并且固定板Ⅲ设于固定板Ⅱ中间，对应切刀位置；固定板Ⅲ端面设有三角分流板，固定板Ⅲ侧面设有通槽；所述撑板一端铰接三角分流板内侧；导向轴一端铰接撑板内侧面，另一端穿过通槽；导向轴一端固定设有限位板Ⅰ，另一端设有限位板Ⅱ并且通过通孔活动连接；所述弹簧套接导向轴，弹簧两端分别顶触限位板Ⅰ和限位板Ⅱ。
4)卷取：精轧后送入卷取机构进行卷取，并保证卷曲温度控制在550-600℃之间；
5)开卷焊接：通过焊接机构将相邻两组钢板进行焊接固定，便于钢板整体酸洗；
6)退火：通过退火机构对热连轧钢板进行退火处理，然后进行冷却；
7)破磷抛丸；通过抛丸机对退火后的热连轧钢板进行抛丸处理；
8)酸洗：通过酸洗机构对热连轧钢板进行酸洗去除氧化皮；酸洗工艺设有混酸一段，混酸二段；混酸一段HNO3浓度为60±5g/L，HF浓度为30±5g/L，金属离子＜40g/L，温度60±5℃；混酸二段HNO3浓度为75±5g/L，HF浓度为40±5g/L，金属离子＜35g/L，温度45±10℃；
9)烘干：通过清洗机构对酸洗后的热连轧钢板进行清洗，然后通过烘干***对热连轧钢板进行烘干后再进行卷曲处理；
优选的，耐热钢化学成分重量百分比中，Ni≥18.55％，Cr≥24.85％；Cr％+Ni％＞45％。
本发明与现有技术相比较有益效果表现在：
1)钢锭加热段的总在炉时间设定在240min-270min之间；能够在规定时间内耗费较低标准的能源完成钢锭的快速加热；
2)310S不锈钢相对于普通304不锈钢具有优秀的耐热性能，其可以使用更加高温苛刻的工作环境中；当310S不锈钢中铬和镍的总含量高达45％以上时，表面生成Cr2O3保护性氧化膜，并且内氧化率较低；同时提高含镍量可以提高氧化膜的附着力，减少剥落；
3)切边机构上设有撑板、弹簧、三角分流板、固定板Ⅲ；三角分流板对裁切的毛边进行初步分离引导，然后再通过弹簧推动撑板对毛边进行进一步的弹性引导避免毛边出现缠绕卷曲的现象；
4)Al元素的加入会产生Al2O3，相较于Cr2O3具有更好的抗氧化能力和较低的氧化速率，满足于更高的温度，当不锈钢板中同时含有Cr、Al时，两者协同作用，抗氧化性能将明显提高；并且当Al含量保持4.5％-6％时力学性能和抗氧化性能明显提高。
附图说明
附图1是本发明一种310S耐热钢热连轧板卷及其加工工艺中毛边裁切装置的结构示意图；
附图2是附图1中切边机构的结构示意图；
附图3是附图1中承压板的位置结构示意图；
1、机架；101、传送辊；2、固定架；3、调节机构；4、切边机构；401、固定座Ⅱ；402、切刀；403、固定板Ⅱ；4031、支撑架；404、固定板Ⅲ；4041、通槽；4042、三角分流板；405、撑板；407、导向轴；4071、限位板Ⅰ；4072、限位板Ⅱ；408、弹簧；409、油缸Ⅱ；410、承压板；5、辅助引导机构；6、收料架；7、钢板；701、毛边。
具体实施方式
为方便本技术领域人员的理解，下面结合附图1-3，对本发明的技术方案进一步具体说明。
实施例1：
一种310S耐热钢热连轧板卷及其加工工艺，耐热钢化学成分重量百分比为：C＝
0.03％，Mn＝1.1％，Ni＝19.5％，N＝0.05％，Si＝0.35％，Cr＝25.5％，Cu＝0.065％，P＝0.025％，S＝0.001％，Al＝5.5％，余量为Fe元素和不可避免的杂质；
工艺步骤如下：
1)准备上述组分原材料板坯至加热炉进行加热，其加热步骤依次分为预热段、加热一段、加热二段、均热段；预热段，温度控制在710℃，加热时间设为70min；加热一段，温度控制在1125℃，加热时间设为50min；加热二段，温度控制在1285℃，加热时间设为65min；均热段，温度控制在1280℃，加热时间设为72min；总在炉时间257min；板坯厚度控制在200mm。
2)粗轧：加热后的钢锭经过传输辊传送至粗轧机，传送装置上设有相应的保温罩；粗轧时对钢锭进行5道次轧制；一道次压下率为25.18％；二道次压下率为26.08％；三道次压下率为28.77％；四道次压下率为28.77％；五道次压下率为29.67％；粗轧后中间坯厚度控制在38mm；粗轧出口温度1150℃；
3)精轧及切边：经过传输进入精轧机构，精轧采用升速轧制，精轧开轧温度设为1125℃；精轧结束温度控制在1050℃；精轧结束后通过毛边裁切装置构对不锈钢板两侧不规则毛边进行裁剪；毛边裁切装置构设有切边机构；
所述切边机构4包括固定座Ⅱ401、切刀402、固定板Ⅱ403、固定板Ⅲ404、撑板405、导向轴407、弹簧408、油缸Ⅱ409、承压板410；所述油缸Ⅱ409固定在固定块上，油缸Ⅱ409顶轴固定连接固定座Ⅱ401；切刀402通过转轴固定在固定座Ⅱ401底部；所述承压板410固定连接机架1，承压板410设于切刀402下方对应切刀402，承压板410底部设有肋板对承压板410进行辅助支撑，肋板设于相邻传送辊101的间隙内并固定连接机架1；固定板Ⅱ403固定在固定座Ⅱ401侧边上；固定板Ⅱ403底部设有支撑架4031，支撑架4031固定连接固定座Ⅱ401，起辅助固定支撑固定板Ⅱ403的作用；固定板Ⅲ404固定连接固定板Ⅱ403底面，并且固定板Ⅲ404设于固定板Ⅱ403中间，对应切刀402位置；固定板Ⅲ404端面设有三角分流板4042，固定板Ⅲ404侧面设有通槽4041；所述撑板405一端铰接三角分流板4042内侧；导向轴407一端铰接撑板405内侧面，另一端穿过通槽4041；导向轴407一端固定设有限位板Ⅰ4071，另一端设有限位板Ⅱ4072并且通过通孔活动连接；所述弹簧408套接导向轴407，弹簧408两端分别顶触限位板Ⅰ4071和限位板Ⅱ4072；通过弹簧408提供弹力推动撑板405，使撑板405实现弹性支撑的效果。
当钢板7通过机架1上的传送辊101传送时，通过固定架2上的调节机构3控制切边机构4的位置，进而准确的对钢板7的毛边701进行切除，辅助引导机构5引导毛边701进入收料架6进行毛边701收集。
4)卷取：精轧后送入卷取机构进行卷取，并保证卷曲温度控制在560℃之间；
5)开卷焊接：通过焊接机构将相邻两组钢板进行焊接固定，便于钢板整体酸洗；
6)退火：通过退火机构对热连轧钢板进行退火处理，然后进行冷却；
7)破磷抛丸；通过抛丸机对退火后的热连轧钢板进行抛丸处理；
8)酸洗：通过酸洗机构对热连轧钢板进行酸洗去除氧化皮；酸洗工艺设有混酸一段，混酸二段；混酸一段HNO3浓度为55g/L，HF浓度为25g/L，金属离子35g/L，温度55.5℃；混酸二段HNO3浓度为65g/L，HF浓度为30g/L，金属离子25g/L，温度43.5℃；
9)烘干：通过清洗机构对酸洗后的热连轧钢板进行清洗，然后通过烘干***对热连轧钢板进行烘干后再进行卷曲处理；
依据GBT4237-2015，实施例1所得不锈钢板卷所得力学性能实验数据：抗拉强度为584Mpa，延伸强度为287Mpa，伸长率为42％，HRB值为84；
实施例2：
与实施例1相比较所不同的是，一种310S耐热钢热连轧板卷及其加工工艺，耐热钢化学成分重量百分比中Ni＝20.5％，Cr＝25％，Al＝4.8％，其他不变；
步骤1)中准备上述比例的原材料至加热炉进行加热；预热段，温度控制在725℃，加热时间设为65min；加热一段，温度控制在1120℃，加热时间设为50min；加热二段，温度控制在1290℃，加热时间设为70min；均热段，温度控制在1285℃，加热时间设为70min；总在炉时间255min；板坯厚度控制在210mm。
2)粗轧：加热后的钢锭经过传输辊传送至粗轧机，传送装置上设有相应的保温罩；粗轧时对钢锭进行5道次轧制；一道次压下率为24.2％；二道次压下率为25.05％；三道次压下率为27.1％；四道次压下率为28.5％；五道次压下率为31.05％；粗轧后中间坯厚度控制在42mm；粗轧出口温度1135℃；
依据GBT4237-2015，实施例2所得不锈钢板卷所得力学性能实验数据：抗拉强度为576Mpa，延伸强度为265Mpa，伸长率为45.5％，HRB值为79；
实施例3：
与实施例1相比较所不同的是，一种310S耐热钢热连轧板卷及其加工工艺，耐热钢化学成分重量百分比中Ni＝19.35％，Cr＝25.85％，Al＝5.2％，其他不变；
步骤1)中准备上述比例的原材料至加热炉进行加热；预热段，温度控制在700-750℃，加热时间设为68.5min；加热一段，温度控制在1110-1130℃，加热时间设为52.5min；加热二段，温度控制在1280-1320℃，加热时间设为65.5min；均热段，温度控制在1280-1300℃，加热时间设为70.5min；总在炉时间264.5min；板坯厚度控制在205mm。
2)粗轧：加热后的钢锭经过传输辊传送至粗轧机，传送装置上设有相应的保温罩；粗轧时对钢锭进行5道次轧制；一道次压下率为24.35％；二道次压下率为25.3％；三道次压下率为27.5％；四道次压下率为28.8％；五道次压下率为31.15％；粗轧后中间坯厚度控制在38mm；粗轧出口温度1140℃；
依据GBT4237-2015，实施例3所得不锈钢板卷所得力学性能实验数据：抗拉强度为581Mpa，延伸强度为276Mpa，伸长率为43％，HRB值为82。
依据GBT4237-2015判断，以上各项实施例所得实验结果均为合格状态。
以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种310S耐热钢热连轧板卷及其加工工艺，其特征在于耐热钢化学成分重量百分比为：C≤0.035％，Mn≤1.2％，Ni≤20.5％，N≤0.06％，Si≤0.4％，Cr≤26％，Cu≤0.07％，P≤0.03％，4.5％≤Al≤6％，余量为Fe元素和不可避免的杂质；
其工艺步骤如下：
1)准备上述组分原材料板坯至加热炉进行加热，其加热步骤依次分为预热段、加热一段、加热二段、均热段，板坯厚度控制在200-220mm之间；
2)粗轧：加热后的钢锭经过传输辊传送至粗轧机，传送装置上设有相应的保温罩；
3)精轧及切边：经过传输进入精轧机构，精轧采用升速轧制，精轧开轧温度设为1120-1140℃；精轧结束温度控制在900-1100℃；精轧结束后通过毛边裁切装置构对不锈钢板两侧不规则毛边进行裁剪；
4)卷取：精轧后送入卷取机构进行卷取，并保证卷曲温度控制在550-600℃之间；
5)开卷焊接：通过焊接机构将相邻两组钢板进行焊接固定，便于钢板整体酸洗；
6)退火：通过退火机构对热连轧钢板进行退火处理，然后进行冷却；
7)破磷抛丸；通过抛丸机对退火后的热连轧钢板进行抛丸处理；
8)酸洗：通过酸洗机构对热连轧钢板进行酸洗去除氧化皮；
9)烘干：通过清洗机构对酸洗后的热连轧钢板进行清洗，然后通过烘干***对热连轧钢板进行烘干后再进行卷曲处理。
2.根据权利要求1所述的一种310S耐热钢热连轧板卷及其加工工艺，其特征在于预热段，温度控制在700-750℃，加热时间设为50-75min；加热一段，温度控制在1110-1130℃，加热时间设为30-55min；加热二段，温度控制在1280-1320℃，加热时间设为65-80min；均热段，温度控制在1280-1300℃，加热时间设为70-90min；总在炉时间240-270min。
3.根据权利要求1所述的一种310S耐热钢热连轧板卷及其加工工艺，其特征在于粗轧时对钢锭进行5道次轧制；一道次压下率为23.5-25.5％；二道次压下率为24.5-26.5％；三道次压下率为27-29％；四道次压下率为27-29％；五道次压下率为29-32％；粗轧后中间坯厚度控制在35-45mm；粗轧出口温度1130-1160℃。
4.根据权利要求1所述的一种310S耐热钢热连轧板卷及其加工工艺，其特征在于酸洗工艺设有混酸一段，混酸二段；混酸一段HNO3浓度为60±5g/L，HF浓度为30±5g/L，金属离子＜40g/L，温度60±5℃；混酸二段HNO3浓度为75±5g/L，HF浓度为40±5g/L，金属离子＜35g/L，温度45±10℃。
5.根据权利要求1所述的一种310S耐热钢热连轧板卷及其加工工艺，其特征在于耐热钢化学成分重量百分比中的Ni≥18.55％，Cr≥24.85％；Cr％+Ni％＞45％。
6.根据权利要求1所述的一种310S耐热钢热连轧板卷及其加工工艺，其特征在于步骤3)中毛边裁切装置构设有切边机构；设有切边机构包括固定座Ⅱ、切刀、固定板Ⅱ、固定板Ⅲ、撑板、导向轴、弹簧、油缸Ⅱ、承压板；所述油缸Ⅱ固定在固定块上，油缸Ⅱ顶轴固定连接固定座Ⅱ；切刀通过转轴固定在固定座Ⅱ底部；所述承压板固定连接机架，承压板设于切刀下方对应切刀位置，承压板底部设有肋板对承压板进行辅助支撑，肋板设于相邻传送辊的间隙内并固定连接机架；固定板Ⅱ固定在固定座Ⅱ侧边上；固定板Ⅱ底部设有支撑架，支撑架固定连接固定座Ⅱ；固定板Ⅲ固定连接固定板Ⅱ底面，并且固定板Ⅲ设于固定板Ⅱ中间，对应切刀位置；固定板Ⅲ端面设有三角分流板，固定板Ⅲ侧面设有通槽；所述撑板一端铰接三角分流板内侧；导向轴一端铰接撑板内侧面，另一端穿过通槽；导向轴一端固定设有限位板Ⅰ，另一端设有限位板Ⅱ并且通过通孔活动连接；所述弹簧套接导向轴，弹簧两端分别顶触限位板Ⅰ和限位板Ⅱ。
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