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摘 要:本文简述了本钢不锈钢冷轧丹东有限责任公司采用SUS436L(No.1)→准备机组→20辊森吉米尔轧机→冷带退火酸洗机组→重卷拉矫机组”的工艺流程生产1.2mm和1.5mm厚度规格的SUS436L(2D)超纯铁素体不锈钢冷轧产品。通过马弗炉退火试验和力学性能的检测结果,确定了关键工艺控制参数,并编制了生产试制方案。试制检验结果表明,各项技术指标完全满足面板及汽车排气管部件等用途要求,工艺性能良好。
关键词:冷轧;退火;酸洗;SUS436L
SUS436L为超纯铁素体不锈钢,在降低碳、氮等含量的同时添加了钼、钛等元素,使该钢种具有优异的耐蚀性和成型性[1]。在沿海大气外装饰、水池等腐蚀性较苛刻环境下比SUS304更耐应力腐蚀;其耐点蚀性能优于SUS430,与SUS304钢种相当。本钢不锈钢冷轧丹东有限责任公司采用“SUS436L(No.1)→准备机组→20辊森吉米尔轧机→冷带退火酸洗机组→重卷拉矫机组”的生产工艺先后成功研制开发出厚度为1.2mm和1.5mm的SUS436L(2D)冷轧不锈钢产品,经力学性能检验,各项指标均符合汽车排气管部件的使用要求,工艺性能良好,而且表面质量优良,色泽均匀,得到用户的认可。
1 生产工艺和研究方法
1.1 轧制工艺
本钢采用20辊森吉米尔轧机对SUS436L钢种进行轧制,并在各道次内保持带钢对轧辊压力趋于一致,第一道次规定大的压下量,一般超过25%,在随后各道次内压下量逐步减少,但最后一道次的压下量一般高于8%。采用2套工作辊(1套粗轧辊,1套精轧辊)进行轧制,粗轧辊粗糙度(Ra)为0.8?m,精轧辊粗糙度(Ra)为0.30?m,最后一道次必须全程垫纸。轧制工艺见表1和表2.
1.2 退火、酸洗工艺
冷轧后的SUS436L钢种通过加热再结晶原理消除加工硬化,从而达到软化目的。由于本钢之前没有SUS436L钢种的生产经验,故针对1.2mm,1.5mm厚度规格的SUS436L带钢通过马弗炉做退火试验,最终确定根据马弗炉退火试验的力学性能及晶粒度检验结果,SUS436L钢种在CAPL线的退火温度确定为(940±10)℃,氧含量目标值为4%。
为保证带钢表面的氧化铁皮完全消除以及在带钢表面形成致密的Gr2O3钝化膜,SUS436L钢种采用“Na2SO4电解酸洗+电解HNO3+HNO3/HF混酸酸洗”的酸洗工艺。其中Na2SO4电解液的温度设定为80℃,pH值为4~7,电流为7500A。电解HNO3的浓度为100g/L,温度为40℃。混酸酸洗HNO3/HF中,HNO3的浓度为100g/L,HF的浓度为4g/L,温度为25℃。
1.3 重卷拉矫工艺
重卷拉矫机组采用两弯两矫湿式拉矫,对带钢板型加以改善,并对带钢按客户要求进行切边、分卷,最后检验→包装缴库→发货。拉矫工艺参数如表3所示。
2 试验结果及分析
2.1 轧制带钢“打滑”控制
由于SUS436L钢种属于超纯铁素体不锈钢,且材质比SUS304钢种软,所以在第1,2道次开始轧制时经常出现“打滑”现象,为此特对轧辊的粗糙度及压下率的调整进行试验。
2.1.1 轧辊控制
为避免带钢“打滑”现象的发生,也同时为保证带钢的酸洗效果,对工作的粗糙度进行调整,并采用了大粗糙度工作辊进行轧制,工作辊粗糙度(Ra)由0.6?m增加至0.8?m,而后进行轧制,带钢“打滑”现象得以缓解。轧制完成后带钢表面的粗糙度分别为0.42?m(1.2mm)和0.318?m(1.5mm),满足后续酸洗对带钢表面粗糙度的要求。
2.1.2 降低压下率
带钢“打滑”现象经常出现在第1,2道次开始轧制时,主要原因是前2道次的压下率较大,为此对压下率进行适当降低,第1道次由原来的28%降至26%,第2道次由20%降至18%。
通过增加工作辊的粗糙度和降低第1,2道次的压下率,使得轧制过程中带钢“打滑”现象得以解决。
2.2 马弗炉试验
根据SUS436L钢种的特性[2],马弗炉退火试验温度确定为840℃(1.2mm,1.5mm),890℃(1.2mm,1.5mm),940℃(1.2mm,1.5mm),1055℃(1.2mm,1.5mm),马弗炉退火试验曲线如图1所示。
试验后,对试样进行拉伸和硬度检测,检测结果如表4所示。
3-1.2试样的金相照片如图2所示。
晶粒度按GB/T6394方法检验,延轧制方向的晶粒度为5.70,满足要求。
由于超纯铁素体不锈钢的再结晶一般从600~650℃开始,大约在1000℃完成;随着退火温度的升高,晶粒粗化,硬度降低,如果晶粒过于粗大,不仅使带钢表面粗糙,而且会影响加工性能,对耐晶间腐蚀也有影响。故由试验结果可知,试样经(940±10)℃的退火温度后,其力学性能较为良好,故最终确定该钢种的退火温度为(940±10)℃。
2.3 成品力学性能
SUS436L成品力学性能要求按JIS G4305-2005标准执行。力学性能检验结果如表5所示。
2.4 成品检查
在重卷拉矫机组对成品表面及厚度进行检查,带钢厚度测量结果分别为1.180mm和1.482mm,与轧制目标厚度相一致;带钢表面质量较好,且色泽均匀,满足合格品判定标准。
3 结论
(1)按照SUS436L(No.1)→准备机组→20辊森吉米尔轧机→冷带退火酸洗机组→(平整机组)→重卷拉矫机组→检验→包装缴库→发货的工艺流程生产1.0mm和1.2mm的SUS436L(2D)冷轧不锈钢卷的各项技术指标完全满足标准要求,而且工艺性能良好。
(2)本钢不锈钢冷轧生产的SUS436L(2D)不锈钢冷轧产品表面质量较好,力学性能优良,完全满足汽车排气管部件、装饰面板等用途的使用要求,并得到用户好评,从而为本钢开拓不锈钢市场,提高本钢不锈钢市场竞争力奠定坚实的基础。
参考文献
[1]李登超.不锈钢板带材生产技术[M].北京:化学工业出版社,2008.
[2]刘海涛,刘振宇,王国栋,等.超纯铁素体不锈钢组织、织构及深拉伸性能[J].东北大学学报,2009,30(5):661-664.
(作者单位:本钢不锈钢冷轧丹东有限责任公司)
关键词:冷轧;退火;酸洗;SUS436L
SUS436L为超纯铁素体不锈钢,在降低碳、氮等含量的同时添加了钼、钛等元素,使该钢种具有优异的耐蚀性和成型性[1]。在沿海大气外装饰、水池等腐蚀性较苛刻环境下比SUS304更耐应力腐蚀;其耐点蚀性能优于SUS430,与SUS304钢种相当。本钢不锈钢冷轧丹东有限责任公司采用“SUS436L(No.1)→准备机组→20辊森吉米尔轧机→冷带退火酸洗机组→重卷拉矫机组”的生产工艺先后成功研制开发出厚度为1.2mm和1.5mm的SUS436L(2D)冷轧不锈钢产品,经力学性能检验,各项指标均符合汽车排气管部件的使用要求,工艺性能良好,而且表面质量优良,色泽均匀,得到用户的认可。
1 生产工艺和研究方法
1.1 轧制工艺
本钢采用20辊森吉米尔轧机对SUS436L钢种进行轧制,并在各道次内保持带钢对轧辊压力趋于一致,第一道次规定大的压下量,一般超过25%,在随后各道次内压下量逐步减少,但最后一道次的压下量一般高于8%。采用2套工作辊(1套粗轧辊,1套精轧辊)进行轧制,粗轧辊粗糙度(Ra)为0.8?m,精轧辊粗糙度(Ra)为0.30?m,最后一道次必须全程垫纸。轧制工艺见表1和表2.
1.2 退火、酸洗工艺
冷轧后的SUS436L钢种通过加热再结晶原理消除加工硬化,从而达到软化目的。由于本钢之前没有SUS436L钢种的生产经验,故针对1.2mm,1.5mm厚度规格的SUS436L带钢通过马弗炉做退火试验,最终确定根据马弗炉退火试验的力学性能及晶粒度检验结果,SUS436L钢种在CAPL线的退火温度确定为(940±10)℃,氧含量目标值为4%。
为保证带钢表面的氧化铁皮完全消除以及在带钢表面形成致密的Gr2O3钝化膜,SUS436L钢种采用“Na2SO4电解酸洗+电解HNO3+HNO3/HF混酸酸洗”的酸洗工艺。其中Na2SO4电解液的温度设定为80℃,pH值为4~7,电流为7500A。电解HNO3的浓度为100g/L,温度为40℃。混酸酸洗HNO3/HF中,HNO3的浓度为100g/L,HF的浓度为4g/L,温度为25℃。
1.3 重卷拉矫工艺
重卷拉矫机组采用两弯两矫湿式拉矫,对带钢板型加以改善,并对带钢按客户要求进行切边、分卷,最后检验→包装缴库→发货。拉矫工艺参数如表3所示。
2 试验结果及分析
2.1 轧制带钢“打滑”控制
由于SUS436L钢种属于超纯铁素体不锈钢,且材质比SUS304钢种软,所以在第1,2道次开始轧制时经常出现“打滑”现象,为此特对轧辊的粗糙度及压下率的调整进行试验。
2.1.1 轧辊控制
为避免带钢“打滑”现象的发生,也同时为保证带钢的酸洗效果,对工作的粗糙度进行调整,并采用了大粗糙度工作辊进行轧制,工作辊粗糙度(Ra)由0.6?m增加至0.8?m,而后进行轧制,带钢“打滑”现象得以缓解。轧制完成后带钢表面的粗糙度分别为0.42?m(1.2mm)和0.318?m(1.5mm),满足后续酸洗对带钢表面粗糙度的要求。
2.1.2 降低压下率
带钢“打滑”现象经常出现在第1,2道次开始轧制时,主要原因是前2道次的压下率较大,为此对压下率进行适当降低,第1道次由原来的28%降至26%,第2道次由20%降至18%。
通过增加工作辊的粗糙度和降低第1,2道次的压下率,使得轧制过程中带钢“打滑”现象得以解决。
2.2 马弗炉试验
根据SUS436L钢种的特性[2],马弗炉退火试验温度确定为840℃(1.2mm,1.5mm),890℃(1.2mm,1.5mm),940℃(1.2mm,1.5mm),1055℃(1.2mm,1.5mm),马弗炉退火试验曲线如图1所示。
试验后,对试样进行拉伸和硬度检测,检测结果如表4所示。
3-1.2试样的金相照片如图2所示。
晶粒度按GB/T6394方法检验,延轧制方向的晶粒度为5.70,满足要求。
由于超纯铁素体不锈钢的再结晶一般从600~650℃开始,大约在1000℃完成;随着退火温度的升高,晶粒粗化,硬度降低,如果晶粒过于粗大,不仅使带钢表面粗糙,而且会影响加工性能,对耐晶间腐蚀也有影响。故由试验结果可知,试样经(940±10)℃的退火温度后,其力学性能较为良好,故最终确定该钢种的退火温度为(940±10)℃。
2.3 成品力学性能
SUS436L成品力学性能要求按JIS G4305-2005标准执行。力学性能检验结果如表5所示。
2.4 成品检查
在重卷拉矫机组对成品表面及厚度进行检查,带钢厚度测量结果分别为1.180mm和1.482mm,与轧制目标厚度相一致;带钢表面质量较好,且色泽均匀,满足合格品判定标准。
3 结论
(1)按照SUS436L(No.1)→准备机组→20辊森吉米尔轧机→冷带退火酸洗机组→(平整机组)→重卷拉矫机组→检验→包装缴库→发货的工艺流程生产1.0mm和1.2mm的SUS436L(2D)冷轧不锈钢卷的各项技术指标完全满足标准要求,而且工艺性能良好。
(2)本钢不锈钢冷轧生产的SUS436L(2D)不锈钢冷轧产品表面质量较好,力学性能优良,完全满足汽车排气管部件、装饰面板等用途的使用要求,并得到用户好评,从而为本钢开拓不锈钢市场,提高本钢不锈钢市场竞争力奠定坚实的基础。
参考文献
[1]李登超.不锈钢板带材生产技术[M].北京:化学工业出版社,2008.
[2]刘海涛,刘振宇,王国栋,等.超纯铁素体不锈钢组织、织构及深拉伸性能[J].东北大学学报,2009,30(5):661-664.
(作者单位:本钢不锈钢冷轧丹东有限责任公司)