不锈钢热轧生产工艺研究

不锈钢热轧生产工艺研究 朱　涛1 ,吕敬东1 ,刘　勇1 ,温亚成1 ,杨金成2 (1. 攀钢热轧板厂 ,四川 攀枝花 617062 ; 　21 攀枝花钢铁研究院 ,四川 攀枝花 617000) 摘 　要 :采用攀钢热轧板厂现有生产设备 ,通过理论分析和工业试验 ,打通了不锈钢热轧生产工艺 ,实现了国内第 一条普通轧机生产不锈钢的技术创新。 关键词 :不锈钢 ;热轧工艺 ;产品开发 中图分类号 : TG33715 　　文献标识码 : A 　　文章编号 :1004 - 7638(2002) 03 - 0033 - 03 RESEARCH ON HOT ROLL ING TECHNOLOGY OF STAINL ESS STEEL ZHU Tao1 , LüJing - dong1 , L IU Yong1 , WEN Ya - cheng1 , YAN G Jin - cheng2 (1. Hot rolled strip plant of PZH Steel , Panzhihua 617062 , Sichuan , China ; 2. Panzhihua Iron & Steel Research Insti2 tute , Panzhihua 617000 , Sichuan , China) Abstract :The hot rolling technologies of stainless steel were investigated by theoretical analysis and in2 dustrial experiment . The technological innovation with ordinary hot mills rolling stainless steel was achieved. The hot rolling process of stainless steel was developed at PZH Steel. Key Words : stainless steel ; hot rolling technology ; product development 1 　引言 　　不锈钢具有优良的耐蚀性、耐高温性、加工性能 良好、外 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 美观、耐用等特点 ,广泛应用于轻工、家 电、建材、包装等工业领域。由于不锈钢具有加热温 度范围窄、高温变形抗力大、表面质量控制困难等生 产难点 ,一般均采用专用的轧制线进行生产。为了 调整产品结构 ,适应市场需要 ,攀钢开始了在普通热 轧轧机上生产不锈钢的研究工作。 2 　试验方法 2. 1 　试验原料 试验钢种为 0Cr18Ni9 (304) 奥氏体不锈钢。 板坯的两个大面全部进行了拔皮清理 ,板坯规格为 160 mm ×1040 mm ×(4280～4350) mm ,试验板坯 化学成分见表 1。 表 1 　试验板坯化学成分 % C Si Mn P S Cr Ni Cu Al Mo W 含量 0. 050 0. 61 1. 30 0. 027 0. 005 17. 30 8. 07 0. 22 0. 030 0. 06 0. 02 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 要求 ≤0. 07 ≤1. 00 ≤2. 00 ≤0. 035 ≤0. 030 17. 00～19. 00 8. 00～10. 00 2. 2 　成品规格 轧制规格 : (3. 50～5. 00) mm ×1 040 mm。为 保证设备安全和精轧过程机的设定 ,第一块带钢的 成品厚度为 5. 00 mm ×1 040 mm ,以后的带钢厚度 根据设备参数来调整。带钢厚度偏差为 ±0. 22 mm ,宽度偏差为 0～ + 30 mm。 2. 3 　加热工艺 根据不锈钢加热工艺特点和其它钢厂的生产经 　　[收稿日期 ] :2002 - 03 - 29 第 23 卷第 3 期 2002 年 9 月 　　　　 　　　　　　　 钢 　铁 　钒 　钛 IRON STEEL VANADIUM TITAN IUM 　　　　　 　　　　　　　 Vol. 23 ,No. 3September 2002 验 ,制定了不锈钢加热工艺。为防止不锈钢在加热 时产生裂纹 ,加热规程的核心是预热段和炉尾温度 的控制 ,并通过调整步进梁移动频数来精确确定板 坯在加热炉炉内各段的停留时间。另外 ,适当调整 炉内气氛和炉压 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 ,并将煤气压力和热值控制在 一定范围内。为应付生产中的意外情况 ,确定了合 理的待轧温度制度。 2. 4 　粗轧 (1) 除鳞。为减少不锈钢轧制轧线温降 ,需要 减少除鳞道次。本次试验采用了特殊的除鳞 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 , 同时保证试验时除鳞水压力和水量满足一定条件。 其中 ,各点除鳞水压力均要求在 15. 0 MPa 以上。 (2) 粗轧。粗轧采用“3 + 3”工艺 ,按慢出炉快 轧、高温抢轧组织试验。轧制 5. 0 mm 厚度规格时 , 适当增加中间坯厚度。为减少带钢温降 ,轧前对轧 辊冷却水系统进行了调整。 2. 5 　精轧 (1)热卷箱。由于攀钢热轧采用了热卷箱 ,考虑 到不锈钢高温变形抗力较高 ,本次试验采用类比的 方法 ,对热卷箱卷取能力进行了校核计算 ,结果表明 热卷箱具备轧制不锈钢的条件。 (2) 精轧。首先研究确定了不锈钢精轧温度制 度 ,其次 ,为防止不锈钢在精轧时产生裂纹 ,关闭了 精轧各机架侧的喷水 ,轧制中严禁轧辊冷却水浇漏 到带钢表面上。另外 ,根据轧辊的使用周期 ,在轧制 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 编排和精轧工作辊辊形配置上采取了相应的措 施。精轧温度制度见表 2 。 表 2 　精轧温度制度 开轧温度 ( PY3) Þ ℃ 终轧温度 Þ ℃ 卷取温度 Þ ℃ ≥1000 ≥800 轧后空冷 2. 6 　过程机 考虑到不锈钢在精轧温段的变形抗力、活套张 力、轧制速度及稳定性 ,过程机将此钢种单独定义到 某一钢族 ,根据不锈钢的具体特性新建一张模型表。 2. 7 　轧后冷却 轧后采取层冷段不喷水 ,采用空冷方式。层冷 段严禁存在冷却水泄露的现象。 2. 8 　卷取 卷取时关闭卷筒冷却水。卷取张力采用自动方 式设定 ,PAS 功能投用。参考原生产钢种工艺 ,确 定了不锈钢的卷取张力。 3 　试验结果分析 3. 1 　加热工艺 0Cr18Ni9 不锈钢板坯按计划开始装炉 ,装炉时 炉尾温度、在炉总时间及板坯出炉温度均按计划控 制。不锈钢板坯在低温阶段 (热回收段和预热段)的 加热工艺控制良好 ,确保了入炉初期必须缓慢加热 以控制加热速度的要求。 试验表明 :制定的不锈钢加热工艺制度符合不 锈钢加热规律和实际生产要求 ,加热出来的不锈钢 板坯质量良好 ,炉生氧化铁皮较少 ,且去除率达 100 %。另外 ,研究发现 ,预热段设定温度还有进一 步调整的余地。 3. 2 　粗轧工艺 试验结果表明 :粗轧 R1 轧机各道次电流与额 定电流相比 ,过载系数在 1. 20～1. 99 范围内 ,小于 设备允许的最大过载系数 2. 25。且轧制负荷较轻 , 远未达到轧机允许的最大轧制力极限。因此 ,可考 虑适当增加 R1 总压下量 ,减轻 R2 负荷。从轧制速 度来看 ,因钢坯长度较短 ,仅达到 3 级速度范围。 从粗轧 R2 轧机参数来看 ,轧制电流基本控制 在 R2 以内。不锈钢通过 R2 时 ,第二道次电流较 大 ,个别峰值已超过主电机电流额定值。值得指出 的是 ,R2 电流受轧制温度影响较大 ,轧制温度降低 30 ℃,电流增加幅度近 400 A。因此 ,粗轧段保证不 锈钢的轧制温度是非常重要的。 在选定的中间坯范围内 ,R2 轧制压力基本控制 在轧机允许轧制压力以内 ,仅在带钢咬入和抛钢时 , 部分点的冲击负荷有所超标。 另外 ,不锈钢轧制过程中 , R1 轧制状态及板形 控制有一定的难度 ,存在翘头及进轧机不顺的情况 , 但适当调整轧制速度后 ,状态有所改善。研究表明 : 减少粗轧区温降 ,“高温抢轧”是较为有效的措施。 3. 3 　精轧工艺 试验结果表明 :精轧带钢厚度及宽度控制良好 , 偏差全部在试验要求范围之内。配置合适的精轧工 作辊的辊径和辊形保证了不锈钢板形和轧制稳定性 , 进一步降低了轧制负荷。由于减少了工作辊和支撑 辊的冷却水流量 ,关闭了除尘水及侧喷水 ,精轧实际 温度分布比预报温度略高。精轧温度分布见表 3。 变形抗力预报情况见表 4。通过精轧轧制力反 馈发现 ,原设定的精轧变形抗力偏小 ,尤其精轧 F1 ·43· 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　钢 铁 钒 钛 　　　　　　　　　　　　　2002 年第 23 卷 表 3 　精轧温度分布情况 ℃ 规格 Þmm ×mm 精轧温度分布 PY3 F1 F2 F3 F4 F5 F6 PY4 5. 0 ×1040 预报值 1 023 980 954 931 910 890 870 862 实际值 1 043 1 025 1 013 1 003 994 985 977 971 4. 0 ×1040 预报值 1 034 990 961 937 915 895 874 865 实际值 1 039 1 024 1 012 1 001 992 983 975 969 表 4 　精轧轧制负荷情况 轧制力/ t F1 F2 F3 F4 F5 F6 规格 Þ mm ×mm 预报值 1 959 1 561 1 361 1 143 979 691 5. 0 ×1040 实际值 2 510 1 999 1 675 1 384 1 147 863 预报值 2 114 1 685 1 469 1 254 1 056 746 4. 0 ×1040 实际值 2 743 2 163 1 810 1 457 1 165 880 机架的预报偏差较大 ,根据这一情况 ,对精轧模型进 行了修正。 从精轧设备参数来看 ,精轧各机架的平均轧制 电流基本控制在额定值以内 ,但精轧 F1 和 F2 的部 分峰值电流值均超过了额定值。轧制厚度 5. 0 mm 时 ,F6 的出口速度大约在 5. 6 m Þs ;轧制厚度 4. 0 mm 时 ,F6 的出口速度大约在 6. 5 m Þs 左右。从 精轧速度锥的情况分析 ,现有速度锥完全能满足不 锈钢轧制的要求。通过进一步优化分配精轧负荷 , F1、F2 超出设计能力 10 %左右 ,但在设备安全所允 许的范围之内 ,精轧其它机架轧制负荷均在设备设 计能力以内。 3. 4 　卷取工艺 从卷取张力值设定来看 ,张力计算模型采用现 阶段适用于生产的双曲线单位张力计算模型 ,并根 据不锈钢钢种特点进行修正是能满足生产要求的。 由于张力设定合理 ,实际卷取时无塔形及松卷产生 , 卷型良好。 4 　成品质量分析 4. 1 　外形和表面质量 对不锈钢钢卷冷却后进行观察和检测 ,结果表 明 :不锈钢表面质量良好 ,仅存在均匀的红色氧化物 附着在带钢表面。卷形良好 ,塔形控制在 30 mm 以 下 ,和国内外其它钢厂类似 ,个别钢卷边部有极轻微 的边裂趋势。 4. 2 　尺寸精度和板形 攀钢热轧采用热卷箱技术和恒速轧制 ,有利于 保证厚度精度控制。由于不锈钢板坯加热质量良 好 ,设备运行稳定 ,成品钢卷尺寸精度控制整体较 好。4. 0 , 5. 0 mm 的钢卷厚度精度控制在 ±150μm 以内 (含头尾) ,宽度精度控制在 0～ + 10 mm 以内。 板形控制方面 ,由于负荷分配和辊形设定合理 , 生产中适当调整了精轧各机架平衡力 ,所有钢卷板 凸度和平直度都控制在非常理想的状态。 4. 3 　力学性能 轧制的不锈钢卷相关力学性能检验结果见表 5 (由于不锈钢没有屈服点 ,故用σ012取代σs) 。 表 5 　不锈钢力学性能检验结果 样　品 σ0. 2 Þ MPa σb Þ MPa δ5 Þ % 横向样 435 760 40 纵向样 540 765 42 　　由表 5 可看出 ,攀钢热轧生产的不锈钢 ,性能指 标完全达到了国标要求 ,且沿带钢长度和宽度方向 性能波动较小 ,说明轧制工艺控制是十分成功的。 5 　结论 　　 (1)采用热轧板厂普通轧机生产线 ,适当控制 预热段和炉尾温度、调整步进梁移动频数来精确确 定板坯在加热炉炉内各段的停留时间等措施 ,可以 保证不锈钢的加热质量。 (2)粗轧可根据设备能力适当增加压下量 ,尽量 提高轧制速度 ,以减少边裂缺陷。 (3)不锈钢除鳞应保证除鳞点水压 15 MPa 以 上 ,并合理分布除鳞道次 ,可有效去除氧化铁皮。 (4)通过优化精轧负荷分配、辊形配置和过程机 模型 ,可以保证不锈钢轧制板形和尺寸精度 ,但如何 进一步降低轧制负荷和主电机功率是需要深入研究 的课题。 (5)合理的卷取张力设定是确保轧制稳定性和 卷形的重要保证措施。 　 编辑 　山昌玉 ·53·　第 3 期 　　　　　　　　 　　　　朱 　涛等 :不锈钢热轧生产工艺研究