CN1065458C - 连续生产轧制的不锈钢板带的方法及其所用的连续生产线 - Google Patents

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Abstract

用于在一生产线上连续生产轧制的具有改善的表面状态的不锈钢板带的方法，其中，热轧生产的带材要经过至少包括下列工序的处理；用于去掉氧化皮的初步酸洗；在最多三个道次中进行的冷轧；最终退火；最终酸洗；和“光整“型的冷轧。在初步酸洗之前，可任选地进行拉伸矫直，它会产生1%至5%的残余延伸率，以使氧化物层破碎并使带材平整。

Description

连续生产轧制的不锈钢板带的方法及其所用的连续生产线
本发明涉及一种在生产线上连续生产轧制的、具有改善的表面状态的不锈钢板带的方法。
已经知道有各种用于由热轧板带生产不锈钢板带的方法，这些方法的目的在于获得具有改善的表面状态的板材，这种表面状态可以用例如小于0．25μm的粗糙度Ra来表征。
已知的一种用于生产不锈钢板带的方法包括将热轧板带退火并将上述带材酸洗的工序，上述工序在第一生产线上进行。在第二生产线上，经过酸洗的板带在可逆式轧机上经过冷轧工序，轧制工序分五个道次完成，而通常则分七个或更多的通次，其压下量可在50％与80％之间变化。用这种方式进行冷轧以后，就将板带做成带卷并在生产线上输送，以便将其退火，然后继之以酸洗。最后，使经过酸洗的带材经过“光整”型冷轧工序，接着可以进行矫直工序和剪切工序。
这一方法的缺点特别是由大量的车间引起的，在这些车间中，经过热轧的板带必须连续处理，因而要有处理费用、维护费用和人员费用；许多中间搬运还有损伤带材的危险；由于有废品，因而要损耗金属；并且由于在进入每个车间之前有等待时间，处理的周期通常多于一周甚至两周或更多，这种等待时间需要有相应的库存、储存面积和储存费用。
本发明的目的在于提供不锈钢板带的连续生产，该带材在表面上具有给定的粗糙度特征和外观均匀性，并且可以在单一的一条生产线上获得，其生产方法可保证在冷轧工序中大大减少道次数，并能经济地进行为得到具有预定的表面质量的板带所必需的所有工序。
因此，本发明提供了一种用于连续生产轧制的不锈钢板带的方法，包括提供一热加工制品并使所述制品经受处理，其中，所述处理至少包括以下工序：
用于去掉氧化皮并控制板带的表面状态的初步酸洗，
在最多三个轧制道次中进行的冷轧，
最终退火，
最终酸洗，以及
“光整”型冷轧。
在初步酸洗之前，处理工序最好还包括拉伸矫直，它产生一使氧化物层破碎并使带材平整的1％至5％的残余延伸率。
本发明的其它特征为：
板带会进一步受到磨耗，这种磨耗可以在初步酸洗工序之前和／或之后和／或当中进行；
磨耗用至少一次的刷理达到；
在拉伸矫直以后，使板带经受喷砂清理，以去除氧化皮；
对于铁素体钢板带，进行板材的冷轧时的压下量小于60％；
对于奥氏体钢板带，进行冷轧时的压下量小于50％；
使带材经过最终退火，该退火在氧化性气氛中进行，温度在800和1200℃之间；
在冷轧与最终退火以后，使带材经过“光整”型冷轧，该冷轧使带材产生0．5％～2％的延伸率；
在最终酸洗和“光整”型冷轧以后，使板带再进一步受到拉伸矫直；
使板带进一步地经过剪切工序，以剪去侧边。
本发明还涉及一种用按照本发明的方法生产不锈钢板带的生产线，其特征为，它依次包括：
一拉伸矫直机；
一初步酸洗站；
一不可逆式连续冷轧设备；
一最终退火设备；
一最终酸洗设备；
一“光整”型冷轧设备。
该生产线的其它特征为：
此生产线还包括一喷砂清理站；
初步酸洗站包括用于保证在板带的酸洗线上停止的装置；
酸洗站包括一含有一酸槽的贮槽，该酸槽设有一用于将浸入槽中的板带从槽中拉出的装置；
酸洗站为喷淋型；
酸洗站为电解型；
电解型酸洗站的贮槽含有一从中性盐、磷酸或它们的混合物中选取的电解质；
所述生产线还包括可放在酸洗站之前和／或之后和／或在初步酸洗站中的磨耗装置，
磨耗装置是刷子；
冷轧设备包括至多三个多辊式机架，工作辊具有小于180mm，并且最好小于150mm的直径；
生产线还进一步包括至少一个拉伸矫直站，它与“光整”型冷轧设备相联；
生产线还进一步包括至少一个用于剪切带材的边缘部分的设备。
仅仅以非限制性例子给出的下列描述和附图将说明本发明。
在附图中：
图1是一示意图，说明板带就表面粗糙度而论的表面状态在冷轧工序中的演变，而粗糙度则是道次数目和冷轧的压下量的函数；
图2示出了采用两种轧制油时，作为冷轧压下量的函数的轧制力的曲线；
图3示出了按照本发明的轧制生产线的框图；
图4示出了按照本发明的轧制生产线的另一框图。
本发明涉及一种用于在一生产线上连续生产具有改善的表面状态2B的不锈钢板带的方法，该表面状态的特征为沿长度方向和宽度方向的粗糙度Ra小于0．25μm，甚至小于0．15μm，该方法不会产生外观颜色上的变化，没有晕圈，并且不会有微量的氧化物。
按照本发明的方法，首先是使经过热轧的板带受到拉伸矫直。拉伸矫直的目的在于用能使板带产生1％至5％的残余延伸率的拉伸使上述带材上的氧化物层破碎。在本发明方法的这一阶段，伸拉矫直改善了板带的会对随后的工序，如喷砂清理有影响的平直度。在拉伸矫直工序之后，使带材受到酸洗处理，与在上文中所涉及的现有技术中用于生产板带的传统方法相比，该工序保证了板带有改善的表面状态。
在图1中，曲线A和B提供了说明板带就表面粗糙度而论的表面状态在冷轧工序中的演变的示意图，而粗糙度是道次数目和厚度压下量的函数。表面状态在传统方法中的演变用曲线A表示，而本发明的表面状态的演变则用曲线B来表示。
如图1的曲线A和B所示，板带的粗糙度变化一方面作为带材在冷轧过程中的压下量的函数而递减，而另一方面也作为带材在冷轧过程中的道次数的函数而递减。道次数P在图1的曲线A和B上用圆圈中的数字表示。
采用板带在冷轧前要经过退火并继之以喷砂清理和酸洗的传统方法可以得到一粗糙度Rt为25～40μm，而Ra为2．5～4μm的板带。但在按照本发明的方法中，带材在冷轧以前具有Rt为10～20μm，而Ra为1～2μm的粗糙度。尤其是，该带材完全没有氧化物。
为了完善经过拉伸矫直的板带的表面状态，板带最好经过磨耗，例如经过磨刷，该磨刷在初步酸洗工序之前、之后或当中进行。
同样是为了完善在冷轧工序和酸洗前板带的表面状态，可以使板带经过喷砂清理工序，该工序有利于去除氧化皮，但是不会过份地破坏板材的表面。实际上，没有经过退火的热轧板带有着高的机械特性，在受到温和的喷砂处理的条件下，它允许进行喷砂，同时不会对板带的表面造成有害的损伤。
尽管已经认识到，当板带在冷轧工序中经过很多道次时，可以特别地使板带的表面状态得到改善，但是申请人发现，就粗糙度而论，板带的表面状态的质量主要取决于板带在冷轧工序前的表面状态的质量。尽管有很多道次，但是冷轧只能非常渐进地去除冷轧前在板带的处理过程中出现的粗糙度。
根据本发明，有关的拉伸矫直和酸洗工序的目的在于在板带表面上保证这样一种粗糙度状态，即它能大大地减少冷轧工序中的道次数。这可由图1中的曲线B看出。根据本发明，在冷轧中减少道次数给出了一种轧制条件，它可确保减少板带的粗糙度。
板带厚度的总压下量要优化成避免使作用在轧机轧辊上的轧制力在宽度上超过每米800吨。如果超过这一限度，就会在工作辊上形成一厚而粗糙的转移层，它印在轧制的板带上并赋予它一相当于Ra约为1μm的高粗糙度。
轧机轧辊的直径要小于180mm，最好小于150mm，以在轧制力小于800吨每米宽度时能较大的减少带材厚度。
这种轧辊保证在冷轧过程中能改善粗糙度。最后一个机架的轧辊必须抛光，以使之有很小的粗糙度，最好小于0．1μm。
为了达到板带的厚度压下量小于60％，最好采用含有一种或多种可减小摩擦的添加剂的石蜡轧制油，添加剂最好是一种或多种酯，它们在油中的总浓度要高于或等于10％。所用的轧制油可以实现上述的道次数的减少，道次数还可以进一步减少，例如减少两个道次，而不需要增加轧制力。例如，与采用仅含有1％的酯的传统油时所得到的25％厚度压下量相比，采用含有至少10％的酯的石蜡油可在轧制力给定时有35％的板带厚度压下量。
图2示出了两条曲线A和B，它们对应于轧制油的两种酯浓度时作为不同轧制压下量的函数的允许轧制力。
为了完善经过拉伸矫直的热轧带钢的表面状态，上述带材受到可能为磨耗性的刷理，刷理可在化学酸洗工序之前、之后或当中进行。
出于同样的目的，在酸洗和／或刷理之前，经过拉伸矫直的热轧板带可以经过喷砂清理，该操作有利于分离氧化皮。
用按照本发明的方法生产的板带具有相当于粗糙度Ra小于0．25μm的表面质量，并可达到Ra小于0．15μm的粗糙度。
如图3所示，本发明还涉及一用于实施此方法的生产线1，此生产线包括互相联系的拉伸矫直机2和初步酸洗站3，该酸洗站保证在生产线上随着冷轧设备的停止，同时停止酸洗工序。
此外，非常大量地减少钢的酸洗处理的停留时间，可避免带材在生产线的各个设备之间储存或聚集。这种连续生产线有减少中间搬运和储存的优点。
在不锈钢板带的冷轧领域内，对轧机的工作辊的处理必须赋予上述轧辊以足够的耐磨能力，以在轧制至少一个30吨的带卷期间保持其表面的质量。所用的轧辊是用高速钢做成的，用钒进行超渗碳处理或是经过烧结，而且在实际上必须为每一个轧制的带卷进行更换。因此，在每次更换工作辊时，生产线必须按有规律的方式停止。在冷轧设备之前采用酸洗槽会产生经常停止轧机的问题以及在酸洗槽中控制带材的通过时间的问题。事实上，板带在单一的生产线上的不同停止要求有如下所述的一种布置，该布置用放在各种工作站和设备之间的带材存贮器来保证带材的后备供应。
按照本发明，跟在初步酸洗站3后面的是一冷轧设备4。酸洗站3包括一含有一酸槽的贮槽，该酸槽设有一用于将浸没的板带拉出的装置。
比较好的，而且也是为了保证在生产线上经常停止且不会由不受控制的化学侵蚀对带材造成损伤，酸洗站3是喷淋型的。用喷淋方式进行酸洗的工作站可在停止轧机时通过同时停止喷淋来瞬时停止酸洗。
在另一实施例中，初步酸洗站3可以是一个电解酸洗站，它包括一例如中性盐的槽，停止对该电解槽的电力供应，就可使酸洗站停止工作。
装有用于停止酸洗的装置的酸洗站可以减少通常放在酸洗站3与冷轧设备4之间的带材存贮器13的体积或将其取消。
生产线1在最多具有三个机架5的不可逆冷轧设备4的后面包括一用于将冷轧带材退火的设备6、一最终酸洗站7和一“光整”型冷轧设备8。
如图4所示，按照本发明的生产线1可以在拉伸矫直设备2的后面进一步包括一喷砂清理站9和／或可能是磨耗型的磨刷10，它有助于改善板带在冷轧前的表面质量，从而可以在其道次数已经减少的上述冷轧之中获得改善的板带表面状态。
上述生产线还可以在“光整”型冷轧设备的后面进一步包括一与剪切设备12相联的拉伸矫直设备11。在拉伸矫直设备2的后面可以放置一第二剪切设备。
在一个实施例中，具有厚度为2mm的热轧奥氏体钢板带受到产生了3．5％的残余延伸率的拉伸矫直处理。
然后，使该板带在两个硫酸槽中酸洗。在本方法的这一阶段，板带有小于1．5μm的粗糙度。
此后，将板带在ZHi型森吉米尔(sendzimir)冷轧机组上分三个道次冷轧。板带冷轧时的压下量为50％。将带材退火，然后进行酸洗。在这些快速冷轧、退火和酸洗工序之后，板带就具有小于0．25μm的粗糙度Ra。在一个道次中对板带进行可产生0．8％的延伸率的“光整”型冷轧。于是，该板带就具有小于0．1μm的粗糙度Ra。
在另一实施例中，对用钛进行稳定化处理并且厚度为3mm的热轧铁素体钢板带进行可产生4％的残余延伸率的拉伸矫直。
此后，在H2SO4酸槽中酸洗该板带，然后在HNO3酸槽中酸洗。在本发明方法的这个阶段，板带有小于2μm的粗糙度Ra。
之后，将板带在ZHi型森吉米尔轧机上分两个道次以50％的压下量冷轧，退火和酸洗。该板带在快速冷轧、退火和酸洗工序之后有一小于0．25μm的粗糙度Ra。然后，用可产生0．8％的带材延伸率的一个“光整”型道次对板带进行冷轧工序。于是，该板带就具有小于0．15μm的粗糙度。
在此生产线上，为了避免经过处理的带材在依次布置在带材连续生产线上的各种设备之间的不可避免的存贮，会存在酸洗的问题，特别是在一给定的短时间内酸洗的问题。
在另一实施例中，用在溶液中含有盐酸和三价铁和二价铁酸洗离子的水酸洗溶液对不锈钢板带进行酸洗，可通过在酸洗过程中产生的Fe2+离子的氧化来保持盐酸水溶液的恒定的酸洗能力，并保持Fe3+离子的浓度，氧化还原的电势值要保持在0～800mV之间，而此电势要在放在溶液中的一个铂电极及一个Ag／AgCi基准电极之间测量。
在连续生产线上进行轧制之前的酸洗工序保证了带材的表面状态有最佳的质量。根据板带的质量，有效的酸洗可以允许取消拉伸矫直类的机械处理、喷砂、刷理，从而大大地缩短钢板带的生产线。
按照本发明的方法，通过减少冷轧中的道次数，使之可提供一具有减少的冷轧设备的连续生产线，从而减少用以获得优质钢板的投资费用，并且还可大大地减少生产线的维护费用和人员费用。这样，该连续生产线可以非常显著地减少处理的持续时间，从而减少半成品的存贮，并取消那些能引起缺陷和金属损耗的中间搬运。

Claims (23)

1．用于连续生产轧制的不锈钢板带的方法，包括提供一热加工制品并使所述制品经受处理，其特征为，所述处理至少包括以下工序：
用于去掉氧化皮并控制板带的表面状态的初步酸洗，
在最多三个轧制道次中进行的冷轧，
最终退火，
最终酸洗，以及
“光整”型冷轧。
2．如权利要求1所述的方法，它进一步包括，在带材的初步酸洗之前进行可产生1％至5％的残余延伸率的拉伸矫直，用于使氧化物层破碎并使带材平整。
3．如权利要求1或2所述的方法，其特征为，所述板带还要经过磨耗处理，该处理工序可以在初步酸洗工序之前和／或之后和／或当中进行。
4．如权利要求3所述的方法，其特征为，所述磨耗工序用至少一次的刷理达到。
5．如权利要求2所述的方法，其特征为，在进行拉伸矫直以后对所述板带进行喷砂处理，以去除氧化皮。
6．如权利要求1所述的方法，其特征为，对于铁素体钢板带而言，以小于或等于60％的压下量进行带材的冷轧。
7．如权利要求1所述的方法，其特征为，对于奥氏体钢板带而言，以小于或等于50％的压下量进行带材的冷轧。
8．如权利要求1所述的方法，其特征为，使所述板带经过最终退火，退火在氧化性气氛中进行，温度在800和1200℃之间。
9．如权利要求1所述的方法，其特征为，在冷轧与最终退火以后，使板带经过“光整”型冷轧，该冷轧使带材产生0．5％～2％的延伸率。
10．如权利要求1所述的方法，其特征为，在最终酸洗和“光整”型冷轧以后，进一步地拉伸矫直所述板带。
11．如权利要求1所述的方法，其特征为，使所述板带进一步经过一剪切工序，以切去边缘部分。
12．一种用于实施按照权利要求1所述方法来生产不锈钢板带的生产线，依次包括：
一拉伸矫直机；
一初步酸洗站；
一不可逆式连续冷轧设备；
一最终退火设备；
一最终酸洗设备；
一“光整”型冷轧设备。
13．如权利要求12所述的生产线，它进一步包括一喷砂清理站。
14．如权利要求12或13所述的生产线，其特征为，所述的初步酸洗站包括用于在生产线上停止板带的酸洗操作的装置。
15．如权利要求12所述的生产线，其特征为，所述酸洗站包括一含有酸槽的贮槽，该酸槽设有一将浸在槽中的板带从槽中拉出的装置。
16．如权利要求12所述的生产线。其特征为，所述酸洗站为喷淋型的。
17．如权利要求12所述的生产线，其特征为，所述酸洗站为电解型的。
18．如权利要求17所述的生产线，其特征为，电解型酸洗站的贮槽含有一种从中性盐、磷酸或它们的混合物中选取的电解质。
19．如权利要求12所述的生产线，其特征为，所述生产线进一步包括可放在酸洗站之前和／或之后和／或在初步酸洗站中的磨耗装置。
20．如权利要求19所述的生产线，其特征为，所述磨耗装置是刷子。
21．如权利要求12所述的生产线，其特征为，所述的冷轧设备包括至多三个多辊型机架，它们具有直径小于180mm，最好小于150mm的工作辊。
22．如权利要求12所述的生产线，其特征为，所述生产线进一步包括至少一个拉伸矫直站，它与“光整”型冷轧设备相联。
23．如权利要求12所述的生产线，它进一步包括至少一个用于剪切带材的边缘部分的设备。
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