冷轧不锈钢工艺流程介绍(PPT 44页)

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酸洗的目的:酸洗的目的是去掉热轧及退火过程 中在钢带表面形成的铁鳞,即氧化层。除此之外,酸 洗另一个目的是对不锈钢表面进行钝化处理,提高钢 板耐蚀性。冷轧成品的酸洗尤为重要。
不过,由于不锈钢的铁鳞中含有与基体结合更为 紧密的氧化铬,造成酸洗困难。因此,为提高酸洗效 果,必须在酸洗之前进行破鳞处理(简称预处理)。
5、各机组退火酸洗工艺
1AP(C)、2AP:
退火工艺 冷带Ni系材温:1060~1160C 冷带Cr系材温:750~960C 燃料: LPG
酸洗工艺 冷带Ni系:Na2SO4(电解)→ (HNO3(电解))→ HNO3+HF 冷带Cr系:Na2SO4(电解)→ HNO3(电解)→ HNO3 (H2O)
钢板厚度不均是由两方面的原因造成的:一是冷轧母 材不良,如热轧卷的厚度不均及坯料退火不良导致带钢长 度方向的变形抗力不均等;二是冷轧自身造成的,如张力 变化、速度变化、轧辊偏心、轧辊轴承部分的油膜厚度变 化等。对于前者,除要求前部工序改进外,还应在冷轧中 设法消减。对于后者,则要靠不断改进冷轧操作。
卧式连续炉是目前广为使用的退火设备。辊底式炉主要 用于中厚板及棒材的退火。而卧式炉广泛用于带钢,其特点 是钢带在炉内呈水平状态,边加热边前进。炉子的结构由预 热段、加热段和冷却段构成。其中冷却一般都是单独设置, 而预热段和加热段则有两种类型,一种是分割型,即把预热 段和加热段分割成若干段。一种是整体型。
原料黑皮卷
罩式退火炉BAF
十二辊冷轧机 C R M 二十辊冷轧机 C R M
热卷连续退火酸洗线 A P H 冷卷连续退火酸洗线 A P C 立式连续光亮退火线 B A L
修磨机组 C G L 精磨抛光机组 C G L
平整机组 S P M
横切机组 C T L
冷轧不锈钢板成品 sheets
拉矫重卷机组 T L L 纵切重卷机组 S T L / R C L
冷轧不锈钢卷成品 coil strips
几种典型产品的工艺流程:
2B:(BAF/430)-APH-CRF-APC(2D)-SPM(2B)- TLL/STL/CTL
304BA:APH-CRB-CGB-CRF-BAL-SPM-TLL/STL/CTL 430BA:BAF-APH-CRF-BAL-SPM(BA)-TLL/STL/CTL 研磨品:2D/2B/BA-CGL- TLL/STL/CTL 轧硬态:2D-CRM(小压下率)-CGL脱脂 压花、毛面板:2D-CRM(小压下率)-BAL
碳化物。碳化物的析出、聚集、球化需很长时间,因此这种钢 的热轧卷通常选用BAF炉退火;
热轧后的铁素体钢几乎总有一些马氏体,因此往往也选用 BAF 炉,当然,对于单相铁素体钢,热轧后不存马氏体,采用 AP(H)炉退火更合理;
热轧后奥氏体钢需通过退火使碳化物溶解和快速冷却防止 再析出,所以只能用AP(H)炉
冷轧不锈钢工艺流程介绍
不锈钢薄板通常用冷轧方法生产。钢板经冷轧后,具有 平滑光亮的表面、精确的厚度尺寸和良好的板形。在冷作硬 化状态下直接使用的钢板(如铁道车辆)还可得到所要求的 力学性能。
冷轧不锈钢主要采用成卷方法生产,只有小批量、大规 格和较厚的钢板,或新开发的特殊钢种才单张轧制。当然, 不具备成卷生产条件,也采用单张轧制。
影响冷轧的因素 ①磨擦系数 ②前后张力 ③轧制速度 ④轧辊
轧辊:
为保证冷轧产品的表面质量,对工作辊的表面有严格 要求,不仅要有一定的光洁度,而且不得有任何肉眼可见 的缺陷(裂纹、压坑、压痕、研磨纹、螺旋纹等)。轧辊 使用前都要经过细致的研磨和检查。在轧制过程中还要勤 作检查,发现问题立即换辊。所以轧制不锈钢时换辊很频 繁,一般每轧一卷要换一次有时甚至要换数次辊。故要专 门设置一个研磨间。研磨工作辊的车床必须有高精度,研 磨精度要求达到5μ(0.005mm)。
所谓冷轧不锈钢板带生产,不是单纯的“冷轧”。在冷 轧前还要退火、酸洗、修磨等,冷轧后还要平整、矫直、剪 切、垛板等,所以实际上是从热轧卷开始直到生产出冷轧成 品的全过程。
BX公司采用国际先进的冷轧不锈钢板、带生产工艺。借 鉴日新制钢多年的生产实践和经验,以及二十多项专利技术。
制定了适宜的生产工艺流程 。
当然,板形好坏也受其他一些操作因素影响,例如张力 和压力的适当控制。这要靠操作经验掌握。判断板形好坏, 以前老式轧机是由操作人员目测或手摸,宝新轧机全部安装 了板形自动检测控制系统(AFC),可实时检测板形状况并 调节控制。
厚度控制
冷轧不锈钢板应厚度均匀,偏差小,这是衡量产品质 量的一个重要指标。改善钢板的厚度,很大程度依靠提高 冷轧的轧制精度。即既要设法减小和消除厚度不均,又要 尽量缩小厚度偏差范围。
酸洗前预处理有两种方式:一是机械破鳞,通常 用于热轧卷,这种处理方法主要有2种:一种是抛丸机 处理;另一种是破鳞辊处理;二是化学方法,通常用 于冷轧卷。
(1)酸洗前预处理: 热轧卷:抛丸、破鳞、盐浴+Na2SO4电解(Ni系)或H2SO4
电解(Cr系) 冷轧卷:Na2SO4电解
(2)酸洗: 热轧卷:HNO3+HF(混酸) 冷轧卷:HNO3(电解)、 HNO3 +HF、 HNO3
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱP:
酸洗工艺 (1)热卷Ni系带钢:Na2SO4(电解)→HNO3+HF(混酸) (2)热卷Cr系带钢:H2SO4(电解)→HNO3+HF(混酸)
BAL: 退火工艺 Ni系炉温:1060~1150C Cr系炉温:860~1070C 保护气体:75-100%H2+25%-0%N2
6、各机组冷却方式
冷轧后退火炉:1AP、2AP、4AP、BAL
冷轧后不锈钢的退火,都是通过再结晶消除加工 硬化而达到软化目的。除此之外,奥氏体不锈钢还要 使冷轧时产生的形变马氏体转变为奥氏体,因此都用 APC、 BAL这样的连续炉退火。
不能用罩式炉
4、酸洗
酸洗是冷轧不锈钢的必经工序。现代化宽带不锈 钢生产都是将退火与酸洗设在同一机组连续作业,称 之为连续退火酸洗机组,如AP(H)、AP(C)等。
2、修磨
修磨目的: 中间修磨是在原料卷退火酸洗以事、冷轧成品以前进
行的修磨,一般称为粗磨(RP)。其目的是消除热轧和退 火酸洗工序造成的表面缺陷,改善外观质量,为获得高质 量的成品表面创造条件。
成品修磨是冷轧成品退火后进行的修磨,一般称为精 磨(FP)。目的是得到某种特定的表面质量,以满足建材、 厨房设备、家电用品等用途的特殊要求。
罩式炉是将钢卷(板)置于固定的炉台上,扣上内罩 和外罩密封,通入保护气体加热退火。其热源为气体燃料 (煤气、天然气等)或电。前者简称“煤罩”,后者简称 “电罩”。这种炉子的形状多种多样,有矩形的,也有
圆形的,根据具体用途选定。为保证炉内温度均匀,有的炉 子还设有循环通风装置。现代化的炉子,炉温和退火条件采 用自动化仪表检测和控制。
1AP(H)、3AP:
退火工艺 (1)热带Ni系不锈钢:1060~1160C (2)热带240:炉温700℃以下 by pass (3)热带153:炉温700℃以下 by pass
或960~1000C (4)热带250:炉温700℃以下 by pass
或930~970C (5)热带210:炉温700℃以下 by pass (6)热带220:炉温700℃以下 by pass 燃料:LPG
1AP、2AP:空冷+空冷+雾冷 4AP:气垫1段-热空气冷却、气垫2段-串联冷却、气垫3段
-空气冷却、气垫4段-空气冷却、冷却5段-空气冷却、 冷却6段-空气冷却 BAL:缓冷(热交换)+快冷(保护气体) 3AP:空冷+水冷+水冷
(二)轧机、修磨、磨辊
1、轧机
轧制不锈钢这样高硬度或冷加工硬化倾向大的材料, 而且轧制要达到高效率、高精度,必须用刚性大的轧机。 最初,不锈钢冷轧多采用4辊可逆式轧机。这种轧机由于 钢性不足,轧制精度不高,而且工作辊、支承辊、牌坊都 很庞大,针对这种情况开始出包括8辊、12辊、20辊等的 多辊轧机。多辊轧机具有代表性的是20辊森吉米尔轧机。 目前不锈钢的冷轧大多数采用这种轧机。森吉米尔轧机绝 大部分都是单机架生产,但日本的日新制钢公司投产了据 说是世界唯一的一台4机架连轧机。
(一)退火酸洗
1、退火
不锈钢板带的退火目的:为了使不锈钢材获得最 佳的使用性能或为不锈钢材用户进行不锈钢冷、热加 工创造必要的条件,不锈钢材在出厂前需进行热处理。 热处理分为退火、正火、淬火、回火等方式。 我们统 称为退火。
不锈钢热轧后硬度都较高并有碳化物析出,各类 不锈钢的退火目的见下表:
各钢种退火目的
立式炉也是一种带钢连续退火装置。它是由开卷机、焊 接机、脱脂装置、退火装置、冷却装置等组成的连续生产作 业线。其特点是炉体为立式,带钢在炉中垂直运行。炉子采 用电加热或气加热。为防止带钢氧化,通入保护气体。主要 用于带钢的光亮退火。因此也称光亮退火生产线。
3、各类不锈钢退火炉型选择
热轧后的退火炉:BAF、3AP 热轧后的马氏体钢通过退火使马氏体分解为铁素体和球状
多辊轧机优点 (1)小直径工作辊; (2)工作辊硬度高、换辊方便,可生产高品质带钢; (3)轧薄能力强; (4)轧机牌坊刚性大,板形控制手段多,且采用大张力轧
制,板形较好; (5)设备投资不大。
宝新轧机 1CR:三菱 12辊CR轧机 2/5/6/7CR:DMS二十辊森吉米尔轧机 3/4CR:SUNDWIG四立柱二十辊轧机
Na2SO4(电解)→ HNO3(电解)→ HNO3 +HF
4AP:
退火工艺 Ni系冷带材温: 1050~1150C Cr系冷带材温: 750~1100C 燃料: LPG或NG
酸洗工艺 Ni系冷带: Na2SO4(电解)→HNO3 +HF Cr系冷带: Na2SO4(电解)→HNO3 +HF
Na2SO4(电解)→HNO3
板形控制
在轧制带钢时,因辊型的关系带钢上有时会出现中间浪 或边浪,造成成品宽度方向厚度不均。这种产品质量上的缺 陷会使轧制作业发生故障。为此,轧制中必须进行板形控制 ,使轧制全过程中宽度方向的厚度不变,以生产出平直的钢 带。
板形控制手段包括支撑辊ASU调节、中间辊液压弯辊、 第一中间辊窜动、辊缝矫平、凸度工作辊、凸度中间辊。
修磨机一般是采用接触轮方式的装置,即在带钢运行 线的上方设置磨头。磨头由一对辊子(张力辊和接触辊) 组成。辊子套上环形砂带,通过张力辊使砂带张紧,并对 中(张力辊一端可动);接触辊的一端与驱动电机联结, 通过辊子的高速旋转,使砂带高速转动。带钢在接触辊和 反压辊的中间运行,通过反压辊给带钢一定压力,这样带 钢表面就边运行边被修磨。
马氏体钢在高温下为奥氏体,热轧后在冷却过程 中发生马氏体相变,常温下得到高硬度的马氏体。退 火的目的是将这种马氏体分解为铁素体基体上均匀分 布着球状碳化物,以使钢变软。
2、退火炉的类型
钢材在周期式炉中的位置固定,而在连续式炉内是连 续运行的。
室状炉通常是一种抽底式炉或称台车式炉子。将钢料 装到台车上,推入炉内,封闭炉门后加热退火。这种炉子 一般只用于棒料和坯料的退火。
压下制度
压下制度包括对轧制道次、压下量(变形率)和轧程 等的规定。制定合理的压下方案对提高轧制效率、质量和 降低消耗具有重要意义。压下制度根据轧机的特点(轧机 结构、主电机功率、轧机压力、轧辊硬度等)确定,同时 也随轧制钢种、带钢尺寸及退火质量而变化。
提高每个道次的压下率,轧制道次就可以减少,从而 提高轧制效率。但从改善板形和厚度的角度,则以多道次 小变形轧制有利,根据不锈钢的加工硬化特性,每个轧程 的总压下率不超过65%。不过国外有的厂也把总压下率提 高到80%。提高总压下率为减少轧程创造了条件。不少不 锈钢厂为提高成材率和生产效率,在减少轧程上不断作出 努力,包括选择合适的热轧卷厚度尺寸等。
为监视冷轧中的厚度变化,现代化的多辊轧机上都装 有测厚仪(X光测厚仪、同位素测厚仪等),并能进行厚 度显示。有的轧机还装设了厚度记录仪,由记录纸动态记 录每卷钢轧制过程中的厚度变化。
多辊轧机由于机架刚度大,对板厚的校正能力强, 熟练的操作工手动操作就能轧出较高精度的钢板。尽管如 此,为进一步提高轧制精度,许多轧机还装上了自动厚度 控制装置(AGC)。
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