技术领域
[0001] 本
发明涉及一种热轧
不锈钢生产方法,特别涉及一种400系列不锈钢钢卷的热轧生产方法。
背景技术
[0002]
铁素体和
马氏体不锈钢统称为400系列不锈钢,400系列不锈钢钢中含有一定量的
碳、氮等奥氏体形成元素时,即使有很高的Cr含量,高温时会部分形成奥氏体,在热轧后冷却过程也会发生马氏体转变,使钢硬化。通常热轧生产中通过长时间的
退火处理使马氏体分解为铁素体基体上均匀分布着球状碳化物,消除加工硬化,使钢变软可以进行
冷轧等后续加工。
[0003] 400系列热轧不锈钢生产包括热轧和退火两个生产工序,主要工艺装备由热连
轧机组和罩式
退火炉组成。热连轧机组是热轧生产中用来生产400系列热轧不锈钢卷的主要装备,其作用是将
板坯轧制成热轧钢卷;罩式退火炉是用来对400系列热轧不锈钢卷进行
热处理的装置,借以改善热轧不锈钢的组织,消除加工硬化所引起的不良后果,恢复金属的机械性能,从而获得400系列不锈钢热轧成品卷。热连轧机组和罩式退火炉是400系列不锈钢生产中的两个重要工序。
[0004] 现有400系列不锈钢热轧采用加热、粗轧、精轧、冷轧和卷取生产工艺,其特点是轧制
温度较高,卷取温度偏低。现有罩式退火生产工艺采用400系列热轧钢卷从室温装炉开始升温退火方法,所用的热轧钢卷从高温冷却至300℃以下时会发生马氏体
相变,室温钢卷组织中有部分马氏体组织,因此罩式退火时钢卷从室温开始加热升温速度慢,升温时间长。现有400系列不锈钢主要热轧工艺为:
[0005] 板坯加热:1050~1250℃
[0006] 粗轧:1000~1150℃
[0007] 精轧:900~1100℃
[0008] 卷取:600~700℃
[0009] 退火升温时间:10小时
[0010] 保温温度:750~850℃
[0011] 保温时间:16~26小时
[0012] 冷却时间:14小时
[0013] 退火周期:40~50小时
[0014] 现有400系列热轧工艺的轧制温度较高(900℃以上),热卷的热轧
变形组织粗大,退火时不易再结晶,影响退火
力学性能提高。从室温开始加热升温,加上钢卷中马氏体组织分解需较长时间,所以需要较长退火处理时间,退火周期长,生产效率较低。
发明内容
[0015] 本发明的目的是提供提供一种400系列不锈钢钢卷的热轧生产方法,其热轧成品卷的生产效率大大高于现有热轧生产工艺,且热轧卷成品性能优良。
[0016] 本发明的技术方案如下:本发明采用低温轧制高温卷取的热轧工艺,使热轧变形组织充分细化,提高其变形储能,退火后更有利于得到完全充分退火组织,提高力学性能,使400系列不锈钢热卷退火性能优于现有热轧退火卷性能。而且本发明生产的热卷没有冷却至马氏体转变温度以下(约300℃),钢卷组织不发生马氏体转变,退火过程不需长时保温分解马氏体组织,因此通过采用热轧不锈钢钢卷带温退火工艺,提高热轧成品力学性能,大大提高了400系列不锈钢热轧卷生产效率。
[0017] 本发明的目的是这样实现的:一种400系列不锈钢钢卷的热轧生产方法,用于轧制不锈钢钢卷,包含以下步骤:
[0018] 1)热轧:采用780~880℃轧制温度;
[0019] 400系不锈钢热轧终轧采用780~880℃低温轧制温度,达到细化热卷变形组织,增强热卷变形储能;
[0020] 2)卷取:采用730~850℃卷取温度;
[0021] 400系不锈钢热轧卷取采用730~850℃高温卷取温度,获得有利退火的合适的热轧卷组织,为得到良好的退火后组织作组织准备和温度储备;
[0022] 3)升温加热:在300℃以上装炉;快速升温到750~850℃,速度大于85℃/h;
[0023] 400系不锈钢钢卷在300℃以上装炉,钢卷温度始终高于马氏体冷却转变温度,其钢卷组织没有产生马氏体转变,钢卷中没有马氏体组织,采用快速加热升温方法,升温速度大于85℃/h;
[0024] 4)保温:钢卷外部温度达到750~850℃的保温温度,开始保温;当钢卷底部中心温度达到保温温度2小时以上后,停止加热;
[0025] 5)冷却:包含以下几个步骤:
[0026] a)带加热罩冷却2~5小时;
[0027] b)移去加热罩,使用冷却罩冷却;
[0028] c)钢卷底部中心温度冷却到300~200℃,移去冷却罩自然冷却。
[0029] 本发明由于采用了以上技术方案,使之与
现有技术相比,具有以下优点和积极效果:
[0030] 1)使用本发明,大大缩短了400系列不锈钢的生产周期,生产效率提高50%以上,且热轧卷成品性能良好。
[0031] 2)使用本发明,解决了不利于退火再结晶的热轧变形组织粗大问题,且提高了变形储能,解决了退火生产周期长的工艺技术问题。
具体实施方式
[0032] 本发明的生产方法与现有技术比较如下表所示:
[0033]热轧态 热装起 退火
项目 热轧工艺 卷取工艺 退火工艺
组织 始温度 周期
快速升温,>85℃ 较短,
本发 较低温轧制 较高温卷取 铁素体+ 大于
/h,升温和保温时 17~27
明 780~880℃ 730~850℃ 碳化物 300℃
小时
间较短,7~12h
慢速升温,<80℃ 较长,
公知 较高温轧制 较低温卷取 铁素体+
室温 /h,升温和保温时 44小
技术 900~1100℃ 600~700℃ 马氏体
时
间较长,22h
[0034] 从上表可以看出,使用本发明的方法,退火周期大大缩短,生产效率得到大幅的提高,下面是使用本发明的七个具体的
实施例,各个步骤中相关参数如下:
[0035] 实施例一
[0036] 钢种:430铁素体不锈钢
[0037]保温温度和
热卷工艺 热卷装炉 升温加热 冷却
保温时间
热轧终轧温 热钢卷装 快速加热升温 保温温度 带加热罩冷却3小
度840℃, 炉温度330 至830℃,加 830℃ 时后移去加热罩,
卷取温度 ℃ 热时间5.8小 保温时间 使用冷却罩冷却
760℃ 时,升温速度 9.2小时 至280℃后移去冷
86.21℃/h 却罩自然冷却
[0038] 实施例二
[0039] 钢种:430铁素体不锈钢
[0040]保温温度和
热卷工艺 热卷装炉 升温加热 冷却
保温时间
热轧终轧温 热钢卷装 快速加热升温 保温温度 带加热罩冷却3小
度795℃, 炉温度480 至830℃,加热 830℃ 时后移去加热罩,
卷取温度 ℃ 时间3.8小时, 保温时间 使用冷却罩冷却至
742℃ 升温速度92.11 7.7小时 280℃后移去冷却
℃/h 罩自然冷却
[0041] 实施例三
[0042] 钢种:430铁素体不锈钢
[0043]保温温度和
热卷工艺 热卷装炉 升温加热 冷却
保温时间
热轧终轧温 热钢卷装 快速加热升温 保温温度 带加热罩冷却3小
度880℃, 炉温度640 至830℃,加热 830℃ 时后移去加热罩,
卷取温度 ℃ 时间2.1小时, 保温时间 使用冷却罩冷却至
801℃ 升温速度90.48 5.1小时 280℃后移去冷却
℃/h 罩自然冷却
[0044] 实施例四
[0045] 钢种:420J1马氏体不锈钢
[0046]保温温度和
热卷工艺 热卷装炉 升温加热 冷却
保温时间
热轧终轧温 热钢卷装 快速加热升温 保温温度 带加热罩冷却5
度845℃, 炉温度560 至850℃,加热 850℃ 小时后移去加热
卷取温度 ℃ 时间3.2小时, 保温时间 罩,使用冷却罩冷
770℃ 升温速度90.63 11.1小时 却至200℃后移去
℃/h 冷却罩自然冷却
[0047] 实施例五:
[0048] 钢种:420J1马氏体不锈钢
[0049]保温温度和
热卷工艺 热卷装炉 升温加热 冷却
保温时间
热轧终轧温 热钢卷装 快速加热升温 保温温度 带加热罩冷却5小
度830℃, 炉温度 至850℃,加热 850℃ 时后移去加热罩,
卷取温度 545℃ 时间3.4小时, 保温时间 使用冷却罩冷却
755℃ 升温速度89.71 11.8小时 至200℃后移去冷
℃/h 却罩自然冷却
[0050] 实施例六
[0051] 钢种:410S半马氏体不锈钢
[0052]保温温度和
热卷工艺 热卷装炉 升温加热 冷却
保温时间
热轧终轧温 热钢卷装 快速加热升温 保温温度 带加热罩冷却2小
度880℃, 炉温度615 至750℃,加热 750℃ 时后移去加热罩,
卷取温度 ℃ 时间1.5小时, 保温时间 使用冷却罩冷却
835℃ 升温速度90℃ 4.8小时 至300℃后移去冷
/h 却罩自然冷却
[0053] 实施例七
[0054] 钢种:410S半马氏体不锈钢
[0055]保温温度和
热卷工艺 热卷装炉 升温加热 冷却
保温时间
热轧终轧温 热钢卷装 快速加热升温 保温温度 带加热罩冷却2
度860℃, 炉温度584 至750℃,加热 750℃ 小时后移去加热
卷取温度 ℃ 时间1.8小时, 保温时间 罩,使用冷却罩冷
810℃ 升温速度92.2 5.3小时 却至300℃后移去
℃/h 冷却罩自然冷却
[0056] 上述实施例钢卷与现有工艺的热轧卷工艺对比,见表1。
[0057] 上述实施例钢卷与现有工艺的热轧退火性能对比,见表2。
[0058] 表1本发明实施例钢卷与现有工艺的热轧卷工艺对比
[0059]终轧温 卷取温 保温温度 加热时 保温时 冷却时 退火周 退火能
钢种 工艺
度(℃) 度(℃) (℃) 间(h) 间(h) 间(h) 期(h) 力(t/h)
400系 现有工艺 >900 <700 730~850 >10 22 12 44 2
430 实施例一 840 760 830 5.8 9.2 10.1 25.1 3.5
430 实施例二 795 742 830 3.8 7.7 10.3 21.8 4.04
430 实施例三 880 801 830 2.1 5.1 10.1 17.3 5.09
420J1 实施例四 845 770 850 3.2 11.1 11.2 25.5 3.45
420J1 实施例五 830 755 850 3.4 11.8 11.3 26.5 3.32
410S 实施例六 880 835 750 1.5 4.8 10.2 16.5 5.33
410S 实施例七 860 810 750 1.8 5.3 10.3 17.4 5.06[0060] 说明:退火能力按一炉配一加热罩、一冷却罩,一炉装4个钢卷(钢卷重量22吨/卷)计算。
[0061] 计算公式=一炉钢卷重量/退火周期
[0062] 表2本发明实施例钢卷的热轧退火性能
[0063]抗拉 屈服 硬度
项目 牌号 热轧态组织 延伸%
MPa MPa HRB
JIS G 4304:2005 430 / >420 >205 >22 <88
JIS G 4304:2005 420J1 / >520 >225 >18 <97
[0064]JIS G 4304:2005 410S / >410 >205 >20 <88
现有工艺 430 铁素体+马氏体 480 310 25 81
实施例一 430 铁素体+碳化物 465 310 31 80
实施例二 430 铁素体+碳化物 485 320 28 79
实施例三 430 铁素体+碳化物 485 330 30 83
现有工艺 420J1 铁素体+马氏体 560 320 30 83
实施例四 420J1 铁素体+碳化物 545 310 33 82
实施例五 420J1 铁素体+碳化物 540 305 34 81
现有工艺 410S 铁素体+马氏体 445 250 30 72
实施例六 410S 铁素体+碳化物 465 275 38 72
实施例七 410S 铁素体+碳化物 450 270 39 71
[0065] 说明:从实施例钢种退火性能分析,430铁素体不锈钢、420J1马氏体不锈钢和410S半马氏体不锈钢的退火性能都达到良好
水平,其性指标远远高于JIS G 4304:2005标准规定性能指标。与现有工艺性能比较,430、420J1、410S实施例的材料韧性即延伸率明显高于现有工艺的性能水平。
[0066] 400系热轧不锈钢卷产品其后续用途有二种,一种是作为冷轧产品的原料,即热轧卷至冷轧工序进行冷轧加工;另一种是作为成品直接使用,如420J1热轧卷直接用于加工各种刀具、餐具等产品。这二种加工方式都对热轧卷性能特别是材料韧性即延伸性能提出了较高要求,优异的延伸性能可使冷轧加工更易进行,可以减少轧制力和轧制道次,更易获得良好的冷轧产品;对于直接用于加工热轧卷,更需有优异的延伸性能,使热轧卷更易进行锻压、深冲等加工,可以大大减少加工开裂等产生,提高最终产品
质量。
[0067] 综上所述,本发明能大幅提高生产效率,且热轧卷成品性能良好,带钢性能满足国标、日标、美标等各类标准,因而具备良好的推广及应用前景。