不锈钢线棒材的热轧生产

1概述

不锈钢线棒材的生产是随着不锈钢的开发而兴起的。由于不锈钢线棒材的应用范围越来越广泛，如寒冷地区高层建筑的基础、高速公路旁的隔离网、家庭生活用品等，使不锈钢线棒材的热轧生产得到很大发展，我国不锈钢产品的30%，国外只占8%-10%。随着石油、化工、能源及原子能、宇航、海洋开发等尖端技术的迅速发展，对不锈钢提出了更高的综合性能要求，不仅要求有良好的耐蚀性，还要求有高强度、耐高温高压、防辐射、耐低温等性能，使不锈钢的品种类型得到进～步的开拓。

据不完全统计，自1985年以来，国外也新建了许多不锈钢的特钢轧机，如德国克努伯厂的合金钢线材，于1990年投产，年生产能力25万t，设备由意大利Danieli公司供应；再如韩国浦项第三线材厂，除生产不锈钢线材外，还包括部分碳结、合金钢，该厂于1988年投产，生产能力为54万t/a，设备由美国Morgan公司提供。另外我国上钢五厂合金钢棒材车间每年也生产少量的奥氏体不锈钢。总的来讲，与国外相比，我国不锈钢线棒材的生产还没有形成规模。

2不锈钢线棒材的生产标准

在不锈钢线棒材轧制的标准方面，美、英、德、法、俄、日及国际标准比较先进，其中美国标准尺寸公差最严格。有关国家不锈钢热轧型材的最新标准有：美国ASTMA276《不锈钢及耐热钢棒和型材的标准规范》；美国ASTMA484/A484M《不锈及耐热钢棒、钢坯和锻件的一般要求》；德国DIN17440《不锈钢薄板、热轧带钢、线材、拉拔线材、

钢棒、锻件和钢坯交货技术条件》；日本JlS64304《不锈钢棒》。八十年代前期，我国结合美国、日本、德国、前苏联和国际标准化组织(ISO)的有关标准，并重点参照日本JIS不锈钢棒标准，制定了不锈钢棒材的国家标准GB1220—92，同时参照国外标准，制定了不锈钢盘条的国家标准GB4356—84，使钢种系列更加完善，并采用了美国、日本等国际通用牌号，我国的某些不锈钢牌号与美国标准牌号是对应的，如表l。同时保留了我国常用牌号，使其与美国等发达国家的不锈钢牌号基本一致，通用性更强。与发达国家相比，标准本身的差距缩小了很多，但表面质量、尺寸公差较差，实物水平差距较大。

3不锈钢线棒材的生产工艺特点

与普碳钢热轧相比，不锈钢的轧制技术和工艺决窍，主要体现在锭坯的检查清理、加热方法、轧辊孔型设计、轧制温度控制和产品在线热处理等方面。

3.1锭坯的检查清理

清理线包括：抛丸、红外线表面检查、超声波探伤及修磨砂轮机等。随着连铸水平的提高，如果连铸能生产无缺陷坯，可不加钢坯清理线。

3.2加热方法

奥氏体不锈钢加热时组织稳定，不能通过淬火强化。这类钢具有良好的强度和韧性配合，低温韧性极好，无磁性，加工、成型和焊接性能好，但易产生加工硬化。同时，这类钢的导热性很低，在低温阶段塑性极好，因此加热速度可比铁素体不锈钢快，稍低于普碳钢的加

热速度。

铁素体不锈钢加热时不发生相变，一般不能用热处理强化。这类钢具有三种脆性转变，即475℃脆性、a相析出脆性和晶粒长大引起的脆性，常采用退火后急冷以获得良好的性能。高Cr钢高温下抗氧化；对应力腐蚀不敏感；钢的强度较奥氏体不锈钢高；韧性随C、Ni含量的降低而提高；有强磁性；焊接性能差。这类钢具有良好的热加工性，但在低温阶段铁素体的塑性很低，又加上坯(锭)冷却时产生的残余应力和加热时产生的热应力方向一致(因加热和冷却时没有相变)能相互迭加，因而易产生热裂。所以坯(锭)在低温阶段应缓慢加热。钢锭的装炉温度不大于800℃，钢坯应不大于850℃。当含Cr量大于16%时，铸态组织非常粗大，易产生粗晶组织，经热加工破碎的晶粒，在温度大于950℃时有强烈长大的倾向，因在加热和冷却时不产生相变，所以长大的晶粒不能通过热处理方法来改变，同时这类钢是体心立方晶格的铁素体，再结晶温度低，再结晶速度大，经再结晶后钢的塑性也较好，热加工时变形抗力小，为了要获得所需的细晶粒组织，一般采用在较低温度下变形和控制在此温度下的变形量，加热温度一般为950℃～1000℃左右。

3.3轧辊孔型设计

生产不锈钢线棒材时，轧辊孔型一般采用椭圆一圆孔型系统，孔型设计时要考虑孔型有较强的可适应性，尽可能减少更换孔型和轧机的重新启动，即孔型可以适应多种产品，允许孔型有较大的间隙调整，使整个产品范围对预精轧机孔型变化的要求都降低到最低。

3.4轧制温度控制

不锈钢轧制时，由于其变形抗力对温度变化相当敏感，特别在粗轧时，由于轧制速度低，变形功导致的温度上升不足以补偿轧件本身的温降，造成头尾温差大，对产品公差有不良影响，也会在轧件上产生表面缺陷和内部缺陷，影响最终产品性能的均匀性。为了解决上述问题，加热好的坯料经粗轧轧制后，进入设在粗轧和中轧间的燃油(或燃气)保温炉或感应式再加热炉，温度均匀化之后再进入中轧机组进行轧制。为了控制精轧和预精轧过程中轧件升温过高，一般在这两组轧机后及精轧机组机架间设有水冷装置(水箱)。因此，这样可以实现对晶粒度的合理控制，以便改善最终产品的技术性能。

3.5不锈钢的在线热处理

过去不锈钢线棒材的热处理都是离线进行，随着科学的发展和轧制工艺研究的不断深入，现代不锈钢热处理也较多采用在线进行。生产棒材时，对奥氏体、铁素体不锈钢而言，由于不易产生冷裂和自点，轧后可空冷或堆冷，或者在飞剪前设穿水冷却装置以实现余热淬火；生产马氏体不锈钢时，由于容易产生冷裂，不能进行穿水冷却而直接进入冷床，冷床的结构不同于生产普碳钢的冷床，一种办法是采用经改进的步进式齿条冷床，如意大利Danieli公司设计的1989年投产的美国TeledyneAIIvac厂的冷床，它伸入高温侧的一个槽中，槽可以放上水使冷床淹没在水中，这样可以对奥氏体不锈钢进行水淬，而不要水淬的品种则直接进入冷床，该冷床还可以装备绝热罩，可使轧件延迟冷却，在罩上绝热罩进行延迟冷却时，其冷却速度相当自然冷却速

度的一半，较低的冷却速度对确保马氏体不锈钢的滞后脆性裂纹是非常重要的；另一种办法是：把冷床的一半设计成链式，另一半为普通的齿条式冷床，辊道设保温罩，生产马氏体不锈钢时，飞剪把轧件切成倍尺或定尺，如为倍尺，经链式冷床快速拉入保温罩中，在罩中切成定尺再送入保温坑，定尺直接拉入保温坑中进行缓慢冷却。

4结束语

不锈钢线棒材的热轧工艺在国外已很成熟，我们必须认真吸收国外的先进技术并把它用之于国内的生产，才能缩小与国外的差距。