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    乐投体育不锈钢生产工艺概述

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      不锈钢生产工艺概述_材料科学_工程科技_专业资料。不锈钢生产工艺概述 季志雷 2009年5月8日 主要内容 一、不锈钢基础知识 二、不锈钢炼钢工艺及装备 三、不锈钢热轧工艺及装备 四、不锈钢冷轧工艺及装备 一、不锈钢基础知识 不锈钢的定义

      不锈钢生产工艺概述 季志雷 2009年5月8日 主要内容 一、不锈钢基础知识 二、不锈钢炼钢工艺及装备 三、不锈钢热轧工艺及装备 四、不锈钢冷轧工艺及装备 一、不锈钢基础知识 不锈钢的定义 ? ① ② ③ ? 在大气、水、酸、碱和盐等溶液,或其他腐蚀介质中具 有化学稳定性的钢的总称 耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的通常称为不锈钢 耐酸、碱和盐等强介质腐蚀的通常称不锈耐蚀钢 耐高温环境中介质腐蚀的通常称为不锈耐热钢 不锈钢在石油化工、原子能、轻工、纺织、食品、家用 器械、电器、汽车等方面应用广泛 一、不锈钢基础知识 不锈钢的历史 ? 1904-1906年,法国人吉耶(L.B.Guillet)首先对Fe-CrNi合金进行了基础研究 ? 1907-1911年,法国人波特万(A.M.Portevin)和英国人吉 森(W.Giesen)分别发现了Fe-Cr和Fe-Cr-Ni合金耐蚀性 ? 1908-1911年,德国人蒙娜尔茨(P.Monnartz)揭示了钢的 耐蚀性原理并提出了钝化的概念 ? 1912—1913年,英国人布里尔利(H.Brearly)发明了含 12-13%Cr的马氏体不锈钢并获得专利 ? 1911--1914年,美国人Dantsizen发明了含1416%Cr,0.07-0.15%C的铁素体不锈钢 ? 1912—1914年,德国人毛雷尔(E.Maurer)和施特劳斯 (B.Strauss)发明了18-8奥氏体不锈钢,并于1929年取得 专利权 ? 1931年,在法国的Uniex实验室开发了双相不锈钢 一、不锈钢基础知识 不锈钢的耐腐蚀原理 不 锈 钢 钢=Fe-C, %C 小于 2% 不生锈=不氧化 Cr 是比 Fe更容易氧化的金属 Cr 与空气中的O2 反应生成铬的氧化层 稳定的氧化膜要求Cr 12% 铬氧化膜 保护钢的机体 Cr2O3 一、不锈钢基础知识 Cr对不锈钢的耐腐蚀性的影响 一、不锈钢基础知识 Fe-Cr二元合金相图 Fe-Cr二元相图 一、不锈钢基础知识 碳、乐投体育氮对Fe-Cr二元相图的影响 相界 相界 一、不锈钢基础知识 不锈钢的分类 合金元素对组织的影响: 扩大铁素体元素: Cr, Mo, Si, Nb, Ti,… 扩大奥氏体元素 : C, N, Ni, Mn, Cu,… 不锈钢分类(按组织): ? 马氏体 Martensitic ? 铁素体 Ferritic, ? 奥氏体 Austenitic, ? 双相 duplex(ferritic-austenitic) 一、不锈钢基础知识 合金元素与组织的关系 420J1 [Cr]=Cr+2Si=13.91 [Ni]= Ni+25C+30N+ 0.5Mn BN1P =5.98 BN1P 420J1 [Cr]=Cr+2Si=15.66 [Ni]= Ni+25C+30N+ 0.5Mn+0.3Cu=12.37 Schaeffler-Delong图 一、不锈钢基础知识 钢种分类 马氏体不锈钢 Fe-Cr-C 铬系 1Cr13(410) 2Cr13(420) Fe-Cr-Ni 铁素体不锈钢 1Cr17Ni2(431) 0Cr17(430) 0Cr11Ti(409) 00Cr25Mo2(446M) (AISI400系) 不锈钢 0Cr19Ni9(304) 奥氏体不锈钢 0Cr17Ni12Mo2(316) 1Cr17Mn6Ni5(201) AISI200系 铬镍系 (AISI300系) 双相不锈钢 1Cr18Mn8Ni5N(202) 1Cr25Ni5Mo1.5(329) Cr25Ni5Mo3N 沉淀硬化不锈钢 AISI600系 0Cr17Ni7Al 按化学成分 按组织结构 代表钢种 一、不锈钢基础知识 奥氏体不锈钢的发展简图 耐蚀性 Mo added 耐蚀性 Mo added 耐晶间腐蚀性 C lowered 超级不锈钢 耐晶间腐蚀性 C lowered 0Cr19Ni13Mo3 00Cr19Ni13Mo3 00Cr19Ni15Mo4.5N 强度、耐晶间腐蚀性 0Cr17Ni12Mo2 00Cr17Ni14Mo2 00Cr17Ni13Mo2N N added 强度 耐还原介质 00Cr18Ni14Mo2Cu2 N added Cu added 强度 N added 0Cr17Ni12Mo2N 0Cr18Ni11Nb 0Cr19Ni9N 核工业 Ta、Co Lowered 316NG 0Cr18Ni11Nb 0Cr23Ni13 1Cr18Ni9 耐晶间腐蚀性 Ti added 耐晶间腐蚀性 Nb added 强度 N added 焊接性 Cr Ni increased 0Cr18Ni10Ti 0Cr20Ni11 00Cr19Ni10 0Cr18Ni9Cu3 Y1Cr18Ni9Se 耐蚀性、强度 304NG 00Cr19Ni10N 焊后耐蚀性 C Lowered 降低加工硬化 Ni added 切削性能 S added 强度 N、Mn 代Ni 加工硬化 Cr Ni lowered 0Cr18Ni9 1Cr18Ni12 Y1Cr18Ni9 1Cr17Mn6Ni5N 1Cr17Ni7 耐晶间腐蚀性 C Lowered 冷加工性 Cu added 表面加工 Se added 强度 C added N、Mn代Ni 强度 N added 耐蚀性 2Cr17Mn15NiN Mo added 1Cr18Mn10Ni5Mo3N 一、不锈钢基础知识 低铬系不锈钢的发展简图 焊接性、成型性 C Cr lowered Ti added 409L 高温抗氧化性 Si added 409SR 410 耐蚀性、成型性 C lowered 410S 焊接性 C lowered 焊接性、成型性 410L 410DH 410DB C Cr lowered Mn Cu added 未回火处理下提高硬度 Cr lowered Mn added C N controlled 耐磨性、硬度 C increased 420J1 耐磨性、硬度 C increased 420J2 硬度 Cr added 耐磨性、硬度 C increased 420H 429J1 耐磨性、硬度 C added 440A 一、不锈钢基础知识 中高铬系不锈钢的发展简图 耐蚀性 Cu added 耐蚀性、焊接性、成 型性 C lowered Cr increased Nb added 深冲性能 耐蚀性 Mo added 430CuN 430LNM 445MT 耐腐蚀性 434LN2 耐蚀性 Mo added 430LN C lowered Mo increased 耐蚀性、深冲性 耐蚀性 C Increased 耐蚀性 434LN1 Mo Increased Ti added 430UD SX1 Cr Mo Increased Nb added 成型性 C lowered Ti added 30-2 432LTM 耐蚀性 Mo increased 430XT 耐蚀性、焊接性 Cr increased 耐蚀性 Cu added 439L 430J1 436L 耐蚀性 Cr added 耐蚀性 Mo added 430 焊接性、耐蚀性 Mo added 436LT 耐蚀性 C lowered Nb N added 耐蚀性 C lowered Ti added 436J1 焊接性、耐蚀性 C lowered 444 445J2 耐蚀性 Cr added 445J1 高温强度、焊 接性、成型性 C Lowered Nb Si added 高温强度 429EX 430AB Mo added 焊接性、耐蚀性、成型性 C lowered Nb added Cr increased MH1 430LNAB 447J1 抗细菌性 Ag added 高温氧化性 C lowered Al added 18-3SR 高温抗氧化性 C lowered Al increased La Zr added 20-5USR 一、不锈钢基础知识 ◎优 □良 △中 ×差 特性 不锈性 耐全面腐蚀 耐点蚀、缝隙腐蚀性 耐应力腐蚀性 高温强度 耐热性 抗氧化性、抗硫化性 马氏体 △× □△ △× △× ◎ △ 铁素体 ◎ ◎△ ◎△ ◎ △ ◎△ 奥氏体 ◎ ◎□ ◎□ ×□ ◎ □× 双相 ◎ ◎ ◎□ ◎ △ □ 沉淀硬化 ◎ □△ △× △× ◎□ □△ 耐蚀性 热疲劳性 焊接性 焊接性 冷加工 深冲性能 深拉性能 易切削性 强度 塑性 韧性 室温强度 室温塑性、韧性 低温韧性、塑性 磁性 □ △× △× △× ◎ □× □× 有 □ □△ ◎ □ □ □ □ □× 有 □ ◎ ◎ ◎ △□ □ ◎ ◎ 无 □ ◎ △ △ □ ◎ ◎ □ 有 □ △ △× △× △ ◎ □△ △×□ 有无 其它 导热性 线膨胀系数 □ 小 ◎ 小 × 大 □ 中 □× 中× 一、不锈钢基础知识 钢的物理性能 热膨胀系数 钢种 马氏体 铁素体 奥氏体 双相钢 碳钢 比重 7.7 7.7 7.93 7.8 7.85 (20~200℃) 导热率 (20℃下) 30 25 15 15 50 比热 (20℃下) 460 460 500 500 502 电阻系数 (20℃下) 0.55 0.60 0.73 0.80 0.17 10.5×10-6 10×10-6 16×10-6 13×10-6 11×10-6 一、不锈钢基础知识 钢种 SUS304 特性 用途广泛,具有良好的耐蚀性、耐热性、低温强度和机械性能, 冲压弯曲等热加工性好,无热处理硬化现象,无磁性 用途 家庭用品(1、2类餐具)、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸、 汽车配件、医疗器具、建材、化学、食品工业、农业、船舶部件 SUS304Cu SUS304Ni9 SUS304L SUS316 SUS316L SUS321 SUS301 SUS301L SUH409L SUS410L SUS430 SUS436L 439 SUS444 SUS420J2 由于加入Cu,改善了成型性,有利于深加工,特别是深冲加工 由于提高Ni含量,改善了成型性,有利于深加工,特别是深冲加 工 碳含量比SUS304低,耐晶间腐蚀性能优越,用于焊接后难以进 行热处理的部件类。 比SUS304更耐海水和其他溶剂腐蚀,高温强度特别好,可在苛 刻的条件下使用,加工硬化性好,无磁性 碳含量比 SUS316低 ,耐晶间腐蚀性比 SUS316好,高温强度稍差, 可在苛刻的条件下使用,加工硬化性好,无磁性 添加 Ti含量,耐晶间腐蚀性好、耐热性,高温强度及高温抗氧 化性良好,加工性、焊接性能良好,不推荐用于表面装饰件 Cr、Ni含量低于304,通过冷轧加工后强度及硬度提高。冷轧后 带有一定磁性 在301的基础上降低 C的含量,从而改善了晶间腐蚀。添加N, 弥补C含量降低而引起的强度下降 加工性能、焊接性能良好,高温抗氧化性能良好,能够承受的 温度范围从室温直到575?C 与409L相比,含铬高0.5%,在常温下含有少量马氏体组织,屈 服强度、硬度较高,延伸率较低;不含 Ti,与SUH409L钢种相 比表面质量较好,但焊接性能稍差。 典型的铁素体不锈钢,热膨胀率低,成型性及耐氧化性好 因添加了Mo、Ti及Nb,其耐蚀性、加工性、焊接性等优秀,极 高度抗汽车尾气冷凝物性能 家庭用品,暖瓶,水槽、浴槽 家庭用品,暖瓶,水槽、浴槽 需要较高耐腐蚀性的化学、煤炭、石油产业部门的设备、建筑材料、 耐热部件和难以进行热处理的部件。 海水、化学、染料、造纸、草酸、肥料生产设备、照相、食品工业、 沿海设施 海水用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料生产设备、照相、食 品工业、沿海设施,铁别适用于机械及化工工业设备 耐热材料,汽车、飞行器排气管管路,锅炉炉盖、管道,化学装置、 热交换器、喷气发动机、高压锅 列车、航空器、车辆、弹簧 列车车辆结构及外部装饰 广泛用于汽车尾气排气系统 SUS410L钢种主要用于汽车排气系统部件、冷藏集装箱内衬、西餐 刀具、餐具等。由于 SUS410L钢种的机械性能接近于 SUS430 钢种, 在耐蚀性要求不高的某些场合可替代SUS430使用。 耐热器具、燃烧器、家电产品、2类餐具、厨房设备、装饰物及建 筑装饰品 汽车排气管、电磁炉锅具 由于Ti稳定元素的加入和C的降低,焊接后热影响区耐晶间腐蚀 和点蚀的能力加强。高温氧化性能增加。耐全面腐蚀能力稍有 增加 因添加了Mo、Ti及Nb,其耐蚀性、加工性、焊接性等优秀,与 SUS316相比应力耐蚀和点蚀性能更好 淬火后强度硬度高,用于高强度机械性质的部件材料。 由于良好的焊接性、耐蚀性和高温氧化性,其2B、 HL产品普遍应 用在汽车排气管部件、电梯面板、家用电器、水槽等。 热水器、水箱、汽车排气管 刀具、管嘴、阀门、板尺、餐具 一、不锈钢基础知识 不锈钢常见表面加工等级 等级 NO.1 NO.2D NO.2B NO.3 特征及用途 热轧后施以热处理及酸洗处理的表面。一般用于冷轧材料,工业用槽罐、化学工业 装置等。 经冷轧后施以热处理及酸洗得到的无光泽冷轧产品。用于汽车零件、建筑材料、管 类等。 NO.2D经过调质轧制(平整)后的产品,光泽度和平坦度比NO.2D表面好。采用改 善机械性能的表面处理后,几乎满足所有用途。 100~120号研磨带研磨出来的产品。具有较佳的光泽度,具有不连续的粗纹。用于 建筑内外装饰材料、电器产品及厨房设备等。 用150~180号研磨带研磨出来的产品。具有较佳的光泽度,具有不连续的粗纹,条 纹比NO.3细。用于浴池、建筑内外装饰材料、电器产品、厨房设备及食品设备等。 将No.2D或No.2B加工材料用240号磨粒的研磨砂带进行了研磨,厨房器具。 用320号研磨带研磨出来的产品。具有较佳的光泽度,具有不连续的粗纹,条纹比 NO.4细。用于浴池、建筑内外装饰材料、电器产品、厨房设备及食品设备等。 将No.2B材料用400号抛光进行了研磨加工,建筑材料,厨房用品。 经适当粒度抛光砂带的连续研磨生成研磨花纹的产品(细分150~320号)。主要用 于建筑装饰,电梯,建筑物的门、面板等。 经冷轧后施以光亮退火,并经过平整得到的产品。表面光泽度极好,有很高的反射 率。如同镜面的表面。用于家电产品、镜子、厨房设备、装饰材料等。 NO.4 #240 #320 #400 HL BA 一、不锈钢基础知识 晶间腐蚀—贫Cr理论 ? ? ? Cr是钢耐腐蚀性的重要元素,无Cr不成其为不锈钢 Cr23C6在晶界析出,由内而外形成Cr含量的降低梯度 晶界附近的Cr含量小于12%,形成局部贫Cr区 ? ? 贫Cr区钝化能力不足或完全失去,晶界被腐蚀 晶粒间失去结合力,剥落、开裂 一、不锈钢基础知识 晶间腐蚀—对策措施(A钢) 室温状态C的溶解度约0.02% ① ? 合金元素方法: 降低碳含量,避免多余的C形成Cr23C6。如:304L ? ③ 添加稳定化元素:Ti、Nb,稳定化处理,使多余的C形 成TiC或NbC析出。如:321、347 热处理方法:对于上述之外的不锈钢(如:304),加 热到溶解温度以上,快速冷却,固溶处理,同时,要避 免在Cr23C6析出敏感温度长期保温(450~850℃) 一、不锈钢基础知识 晶间腐蚀—试验方法 试验介质 硫酸铜-硫酸-铜屑 草酸 评定类型 弯曲后的形貌 腐蚀类型 被腐蚀的部位 贫鉻区 碳化物 硫酸铁-硫酸 沸腾硝酸 硝酸-氢氟酸 单位面积失重 单位面积失重 单位面积失重 贫鉻区 贫鉻区、σ、碳化物 贫鉻区(含Mo钢) ? 检验材料是否被正确地进行热处理 ? ? 对于超低碳、稳定化不锈钢(304L、321),必须先 对试样进行650℃ *2h的敏化热处理 对于普通不锈钢(304),直接进行晶间腐蚀试验 二、不锈钢炼钢工艺及装备 不锈钢的冶炼方法 过程:熔化期---氧化期---还原期---精炼期---连铸 一步法 EAF 二步法 EAF AOD VOD 三步法 EAF Converter (AOD) VOD CC 二、不锈钢炼钢工艺及装备 脱碳保铬 2C + O2 = 2CO 4/3Cr +O2 = 2/3Cr2O3 (1) (2) 对降低pCO的研究,催生了冶炼技术的进步 ① 真空法→VOD( Vacuum Oxygen Decarburization ) ② 稀释法→AOD(Argon Oxygen Decarburization ) 二、不锈钢炼钢工艺及装备 AOD精炼技术 ? 1968年美国联合碳化物公司发明,该工艺生产的不锈 钢已占到世界总产量的80% 优点 ? 可利用廉价的高碳铬铁和返回钢生产不锈钢 ? 产能比EAF单炼提高40~50% ? 设备简单、基建投资低(VOD的1/3) ? 操作方便,在大气下稀释脱碳 ? 可造渣、测温、取样,脱S好 缺点 ? 氩气消耗量大 ? 耐火材料单耗高 二、不锈钢炼钢工艺及装备 AOD二步法冶炼304L工艺 电炉熔化 脱碳期3 出钢 Ar:O2=2:1 C〈0.03% C=1.5-4% 脱碳期1 Ar:O2=1:3 C=0.3% 还原期 加FeSi、SiCr 石灰、萤石造渣 还原期 脱碳期2 Ar:O2=1:2 C=0.13-0.15% 连铸 C 〈0.02% O2/Ar或N2 二、不锈钢炼钢工艺及装备 VOD精炼技术 ? 1976年德国Witten发明 优点 ? 真空下精炼,脱气效果好 ? 低碳区真空搅拌脱氧,C、N含量低 ? 在高真空度和强搅拌下进行自由脱碳 缺点 ? 要求EAF低的的终点碳(0.5%),配料成本高 ? 脱S差 ? 生产效率低 二、不锈钢炼钢工艺及装备 VOD二步法冶炼304L工艺 电炉熔化 线% 加冷却剂 还原脱氧 合金料 C〈0.02% 出钢 线% 钢包除渣 连铸 二、不锈钢炼钢工艺及装备 AOD与VOD二步法工艺参数、钢质比较 钢水条件 冶炼方 法 温度 碳 吹炼气 体强度 脱碳条件 脱碳时 间 冶炼时 间 真空度 C O N S AOD ≥1500 1.54.0 0.20.5 0.81.8 0.330.80 45-60 0 60-90 100 3-100 80130 10 VOD ≥1600 40-50 20-0.2 60-90 10 3 5 100 二、不锈钢炼钢工艺及装备 三步法冶炼不锈钢特点 ? 原材料适应性强,适合于吹炼高配碳(C≥1.8%-4.0%)的 入炉粗钢水,生产成本降低 ? 以N代Ar,Ar气消耗大幅度降低(≤1.0Nm3/t) ? AOD或转炉采用高供氧强度,脱碳速度很高(≥0.1%/min ),可快速脱碳至0.2-0.3%,温度至1650-1700℃,Cr的 回收率高 ? VOD中真空条件下氮分压很低,低碳区脱碳速度较AOD也高 ,加上良好的底吹搅拌,有良好的的脱氮效果 ? 产品范围广、质量高,可生产超低C、N钢,气体及夹杂物 含量低 二、不锈钢炼钢工艺及装备 不锈钢连铸 ?大包回转台 ?钢水包 ?中间包 ?结晶器 ?弧形连铸机 ?二冷 ?火焰切割 二、不锈钢炼钢工艺及装备 连铸关键技术 ? 温度控制 T凝固温度=1538-65C-13Si-4.8Mn-1.5Cr-4.3Ni-2.5Mo-5Cu ? ? ? ? ? 无氧化保护浇注:钢包、中间包、水口、结晶器 保护渣 结晶器振动 M-EMS电磁搅拌 S-EMS电磁搅拌 二、不锈钢炼钢工艺及装备 不锈钢薄带连铸连轧工艺 薄带连铸技术是冶金及材料研究领域内的一项前沿技术, 它的出现正为钢铁工业带来一场革命,它改变了传统治金工 业中薄型钢材的生产过程。将连续铸造、轧制、甚至热处理 等整合为一体简化了生产工序,缩短了生产周期。最有发展 前途的当属双辊薄带连铸技术。该技术在生产0.7~2mm厚的 薄钢带方面具有独特的优越性。 二、不锈钢炼钢工艺及装备 美国纽克公司(Nucor)薄带连铸Castrip工艺 2002年5月开始热试车,成为世界上第一套全商业化的双辊薄带钢连铸 厂,用来生产碳钢和不锈钢。 二、不锈钢炼钢工艺及装备 二、不锈钢炼钢工艺及装备 意大利AST特钢公司CSP薄板坯连铸连轧生产线 ?铸机类型:VSB(垂直固态弯曲,Vertical solid bending) ?弯曲半径:3250mm ?钢包容量:180t ?中间包容量:25t,工作液面1000mm ?结晶器类型:漏斗形,宽1000-1560mm,长1100mm ?板坯厚度:70/60或60/50mm,带液芯压下 ?冶金长度:9250mm,5个扇形段 ?浇注速度: 5.1m/min 三、不锈钢热轧工艺及装备 不锈钢热轧带钢生产方式 常规热连轧机组 炉卷轧机 三、不锈钢热轧工艺及装备 1780不锈钢热连轧工艺流程 加热炉 除 鳞 箱 四 辊 粗 轧 机 热 卷 箱 连 轧 机 组 层 流 冷 却 3 2 1 卷 取 机 三、不锈钢热轧工艺及装备 1780的产品构成 ? 碳钢、不锈钢混合热连轧机,成品钢卷281.4万t ? 不锈钢69.8万t, 2.0~10.0×750~1600,包括200 、300、400系列,奥氏体不锈钢约占总量的70%,铁 素体不锈钢占25~27%,马氏体不锈钢占3~5% ? 碳钢211.6万t, 1.2~12.7×750~1630,包括双相 、多相微合金钢,高强度钢及特殊用途钢等。以薄规 格为主,厚度1.2~3.5mm约占80% 三、不锈钢热轧工艺及装备 板坯在立轧时形成狗骨 ? 侧压量越大时,狗骨越高 ? 温度越低时,狗骨越高且越靠近板坯边缘。 三、不锈钢热轧工艺及装备 大侧压时板坯的头、尾部宽度不均 ? 板坯头部由于二侧材料在长度方向上的延伸所受限制较小, 所以延伸较大,狗骨较小 ? 立轧压缩变形不能穿透整个宽度,板坯二侧的延伸大于中间 ,板坯的头部二侧形成扣向中间的园弧形,头部宽度收缩 ? 随轧出长度的增加,板坯二侧在长度方向上的延伸所受到的 限制不断增加,并在轧出长度约等于板宽之半时达到稳定。 同时,板坯二侧的狗骨形凸起也从小到大,并达到稳定 ? 狗骨凸起越靠近板坯二侧,在随后的水平辊轧制时宽展就越 大,反之宽展就越小 三、不锈钢热轧工艺及装备 ? 头、尾形状控制技术,立辊 侧压缸带钢压下,板坯头、 尾分别轧成楔形,二侧的狗 骨凸起也从小到大到稳定 ? 随后的水平轧机轧制中, 头 、尾部的返回宽展最小,向 内部逐渐增加,直到稳定值 ? 通过立辊与水平轧制的宽度 叠加,头、尾部的宽度与正 常部位的宽度基本保持一致 。可大大减少切废长度 三、不锈钢热轧工艺及装备 热卷箱技术(COILBOX ) ? 随粗轧道次增加,散热面积变大,温降速度快。中间坯 厚度25mm时,温降可达1.7℃/S。 80m的中间坯,头、尾 温差将大于100℃。影响带钢头、尾厚度公差精度,影响 薄规格品种的轧制,也限制了坯料尺寸的加大及成材率 的提高 ? 热卷箱的功能是将粗轧的中间坯先卷取再开卷送入精轧 机组。中间坯的头尾颠倒,上下表面翻转,并成卷保温 ,大大减少了温降和头尾温差 ? 可缓冲精轧区域短时故障,减少报废 三、不锈钢热轧工艺及装备 热卷箱示意图 三、不锈钢热轧工艺及装备 热卷箱的使用特点 ? 缩短轧线米 ? 减少中间坯温降。轧件温降可减少95%,沿中间坯的长度方 向温度趋于均匀,有利于恒速恒温轧制 ? 降低能耗。板坯的出炉温度可降低50度,可降低燃耗4%— 10%,同时在无须加速轧制的情况下可降低燃耗5%--10%。 ? 有利于扩大产品范围及提高产品收得率 ? 有利于中间坯的除鳞。中间坯在热卷箱内卷取和开卷,对 表面的氧化铁皮有剥落作用,有利提高产品的表面质量 三、不锈钢热轧工艺及装备 精轧机组 ? F1和F5~F7为常规轧机,F2~F4为PC轧机,采用成对的轧辊 交叉来达到对板材的凸度控制 ? F5~F7在线磨辊,采用恒压力控制,可全程磨削和限程磨削 ,工作方式有空载磨削和轧制中间磨削 ? F2~F4的PC轧机和F5~F7在线磨辊的配置,可实现自由轧制 ? F1~F7机架设有重力工作辊弯辊系统(F1、F5~F7为+150t ,F2~F4为+120t),控制凸度、带钢平直度,获得良好的 板形 四、不锈钢冷轧工艺及装备 不锈钢冷轧生产工艺流程图 热轧黑皮卷 HAPL No.1/2E产品 BAF CAPL 2D 2B 冷轧卷 CGL No.3/No.4/HL TCM BAL CGL CRM ↓ SPM 2B RCL ↓ 钢卷/钢板 CTL/STL 四、不锈钢冷轧工艺及装备 冷轧厂平面布置简图 四、不锈钢冷轧工艺及装备 热卷退火 奥氏体、铁素体单相钢、双相钢(A+F):连续退火 ? 热轧卷在连续式加热炉中加热到高温、均热然后急冷,在 热轧冷却过程中析出的碳化物重新分解,碳固溶于奥氏体 中。通过急冷使固溶了碳的奥氏体保持到常温,退火温度 根据合金元素含量及含C量来定 马氏体、铁素体(带有部分马氏体) :罩式退火 ? 热轧卷在电热或煤气加热的罩式炉加热到高温、均热,并 按规定的速度缓冷。退火后马氏体分解得到均匀的铁素体 +C化物组织 四、不锈钢冷轧工艺及装备 冷卷退火 冷轧卷的热处理均属于再结晶热处理,在连续炉中进 行,除温度不同外,300系和400系没有多大差异,均采用 加热+保温+快冷生产工艺 氧化退火 ? 在空气介质中进行,带钢的表面有氧化层 保护退火 ? 在保护气体(H2或H2+N2混合)中进行,表面无氧化层 四、不锈钢冷轧工艺及装备 退火形式选择 钢种 热轧卷 冷轧卷 马氏体 罩式炉(BAF) 罩式炉(BAF)或 连续炉(HAPL) 连续炉(HAPL) 通常均采用CAPL 铁素休 连续炉CAPL或BAL等 奥氏体 连续炉CAPL或BAL等 四、不锈钢冷轧工艺及装备 退火后氧化层结构 ? 由表及里: Fe2O3、 Fe3O4、 FeO· Cr2O3 ? 随钢中Cr含量的增加,Cr2O3层 厚度增大,强度越大。 ? Cr2O3和FeO· Cr2O3不溶于酸 ? Fe3O4致密、无孔、无裂纹,酸 液不易渗透 ? 400系Cr2O3含量比300系要大得 多,而且Fe3O4的含量较高,因 此400系的酸洗更困难 420J1 430 碳素钢 45.4 45.04 44.3 25.35 34.7 ---54.04 12.06 18.47 0.63 Fe2O3 90.08 Fe3O4 -FeO 4.01 Cr2O3 3.47 钢种 304 四、不锈钢冷轧工艺及装备 热卷酸洗 机械除鳞:可去除约80~85的铁鳞,内层破裂 ? 弯曲破鳞:破鳞机 ? 喷射破鳞:抛丸机 化学除鳞 ? 电解酸洗:Cr2O3溶解生成Cr(OH)3 ? 混酸酸洗:去除贫Cr层,乐投体育钝化生成Cr2O3 四、不锈钢冷轧工艺及装备 冷卷酸洗 ? 机械除鳞不可用,会影响冷轧后得到的高光泽表面,因 此冷带的酸洗只依靠(电)化学酸洗来进行 ? 常用配置:中性盐电解酸洗+HNO3电解酸洗+混酸酸洗 ? 中性盐电解酸洗:Cr2O3溶解生成Cr(OH)3 ? HNO3电解酸洗:去除贫Cr层,钝化生成Cr2O3 ? 混酸酸洗:去除贫Cr层,钝化生成Cr2O3 ? 400系不锈钢耐卤族酸性能较差,HF酸会造成酸洗后带钢 表面粗糙,使冷带钢表面失去光泽,影响外观质量。因 此400系一般采用中性盐电解酸洗+ HNO3电解酸洗的方法。 ? 对300系可采用中性盐电解酸洗+混酸酸洗 四、不锈钢冷轧工艺及装备 不锈钢冷轧分类 单张轧制法 按轧制方式 成卷轧制法 单机架可逆式轧机 6辊 12辊 20辊 按轧机型式 多机架连续轧机 2-5机架6辊轧机,工作辊直径较大,乳化 液润滑,生产效率高 机架刚性好,轧制精度高,工作辊 直径小,道次压下率大 小批量的特殊钢种、特殊规格 四、不锈钢冷轧工艺及装备 单机架冷轧生产工艺 20辊可逆轧机 S6-high 型 6 辊冷轧机示意图 1-导向辊(板形辊、测张辊) 3-刮油器 2-测厚仪 4-S6-high 轧机 四、不锈钢冷轧工艺及装备 单机架冷轧生产工艺特点 ? 多道次冷轧,累积变形率最高可达约85%; ? 冷轧工序采用纯矿物油作为润滑介质; ? 冷轧工作辊辊径小,换辊频繁; ? 头尾未轧段长,成材率低; ? 单机架年产量在10万吨左右。 四、不锈钢冷轧工艺及装备 多机架连续轧制生产工艺 机 架 连 轧 机 组 处理器 切头剪 焊机 剪切机 飞剪 开卷机 活套 5机架 连轧机 卷取机 四、不锈钢冷轧工艺及装备 多机架冷连轧生产工艺特点 ? 一般为5道次,300系不锈钢压下率约50%; ? 冷轧工序采用乳化液作为润滑介质; ? 冷轧工作辊辊径大,换辊相对较少; ? 头尾未轧段短,成材率高 ? 产线万吨以上。 四、不锈钢冷轧工艺及装备 不锈钢冷轧生产组合技术 1999年3月,法国Ugine公司在Isbergues厂建成了 LC2i连续生产线万吨冷轧产品。 开 剪焊 活 抛 预 活 卷 切机 套 丸 酸 套 洗 串 清 活 退 电 列 洗 套 火 解 轧 机 化 学 酸 洗 活 套 平 拉 出 切检剪 卷 整 矫 口 边验切 取 活 台 套 四、不锈钢冷轧工艺及装备 不锈钢冷轧生产组合技术 热轧黑卷 串列轧机 热轧白卷 退火和酸洗 平整 2E(黑卷进) 2B(白卷进) 2001年,芬兰Avesta Polarit厂新建RAP5连续生产线月投产 。 四、不锈钢冷轧工艺及装备 不锈钢精整 精整是不锈钢冷轧生产的后部工序。产品的尺寸规格和 质量能否满足用户要求,精整有很大作用。 修磨 平整 横切 纵切 四、不锈钢冷轧工艺及装备 冷轧不锈钢板卷的表面质量极其重 要,修磨机组是保证带钢具有良好 表面质量的关键设备。修磨包括中 间修磨和成品修磨。中间修磨是为 了消除热轧和退火酸洗工序造成的 表面缺陷,为获得高质量的成品表 面创造条件。而成品修磨是为了获 修磨 修磨机组 修磨机组 得某种特定的表面加工等级 。 四、不锈钢冷轧工艺及装备 平整机的主要作用有:改善力学性能, 保证产品的成形加工性;冷轧不锈钢退 平整 火酸洗后,在随后的冲压加工中,在材 料屈服点附近会产生屈服延伸台阶或花 纹,尤其是铁素体不锈钢。但经过平整 加工后,可消除屈服点,避免出现屈服 延伸台阶或花纹;修正板形,得到平直 的钢板;改善带钢的表面质量,可根据 用户的使用要求,加工光面(2B)或麻 面板(2D)。 四、不锈钢冷轧工艺及装备 横切机组的主要用途是,根据合同要求,将钢卷分切成 单张的板,或则进行补取样等操作 横切 横切机组 四、不锈钢冷轧工艺及装备 重卷剖分机组的主要用途是:按合同要求,将钢卷切 边并重卷;按合同要求,将钢卷纵切剖分成若干小卷; 对卷取质量不好的钢卷,通过重卷来改善;对带钢进 行仔细的表面检查。 重卷剖分机组 纵切 谢谢大家!