一种提高中高铬铁素体不锈钢综合性能的热轧方法

摘要

一种提高中高铬铁素体不锈钢综合性能的热轧方法，属于冶金技术领域，选取中铬或高铬铁素体不锈钢，冶炼、浇注制成板坯，加热至1100～1250℃，保温1～2h，然后在1000～1100℃条件下进行粗轧，粗轧后的板坯以10～100℃/s的速度降温至700～850℃，进入精轧，精轧的累积压下量为50～95％。本发明的方法节约了生产时的能量消耗，采用本发明方法制备的带钢成形性能和表面质量明显提高，与原有技术相比，塑性应变比提高5～40％，平均起皱高度降低10～50％。

权利要求

1.一种提高中高铬铁素体不锈钢综合性能的热轧方法，选取中铬或高铬铁素体不锈钢，步骤包括将浇注的板坯加热至1100～1250℃，保温1～2h，然后在1000～1100℃条件下进行粗轧、精轧和卷取，其特征在于：所述的精轧是将粗轧后的板坯以10～100℃/s的速度降温至700～850℃，进入精轧，精轧的累积压下量为50～95％；所述的中铬或高铬铁素体不锈钢成分按重量百分比为Cr 16～26％，C≤0.03％，N≤0.03％，Nb 0～0.4％，Ti 0～0.4％，Mo 0～5％，Mn≤1％，Si≤0.75％，余量为Fe及其他不可避免杂质，其中P≤0.035％，S≤0.03％，O≤0.005％；所述的以10～100℃/s的降温至700～850℃时采用的降温设备为超快速冷却装置；所述的加热至1100～1250℃，保温1～2h后，空过除鳞箱或只进行第一道次除鳞处理后，进行粗轧。

说明书

一种提高中高铬铁素体不锈钢综合性能的热轧方法

技术领域

[0001] 本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种提高中高铬铁素体不锈钢综合性能的热轧方法。

背景技术

[0002] 铁素体不锈钢除具有不锈性和耐一般腐蚀性能外，其耐氯化物应力腐蚀、耐点蚀、耐缝隙腐蚀等性能优良，并且具有强度高，冷加工硬化倾向低，导热系数高，线膨胀系数较低等特点。同时由于铁素体不锈钢不含镍或者仅含少量的镍，其生产成本低廉，在当前国际镍价暴涨、奥氏体不锈钢价格较高的情况下，其需求量和使用量迅速增长，在厨房用具、家电、食品包装、电梯面板、外墙装饰等方面获得了广泛的使用。

[0003] 目前，传统铁素体不锈钢的生产工艺包括：铸坯加热、除鳞、粗轧、除鳞、精轧、层流冷却、卷曲、退火、酸洗、冷轧及最终退火。中高铬铁素体不锈钢在整个高温区间不存在奥氏体区间，在热轧过程中基本不发生相变。

[0004] 现代铁素体不锈钢向着高铬和低碳氮方向发展，其耐蚀性进一步提高，同时也对生产提出了新的要求。随着铬含量的提高和碳氮含量降低，铁素体不锈钢的高温抗氧化能力增加，并且铁素体不锈钢的高温变形抗力很低，使得在热轧生产过程中铁素体不锈钢表面部分被剥落黏附到轧辊表面破坏了轧辊和板坯的表面质量，发生粘辊现象。粘辊的发生大大恶化了铁素体不锈钢的表面质量，同时缩短了轧辊的换辊周期，增加了带钢的修磨成本。国内外研究表明，铁素体不锈钢带钢粘辊现象容易发生在氧化层较薄、变形抗力较低的精轧阶段，其温度区间在880～1000℃。

[0005] 成形性能是铁素体不锈钢的重要性能指标，良好的成形性能保证了其应用条件，铁素体不锈钢的成形性能可由塑性应变比r值间接衡量，r值越大，成形性能越好。在拉伸和成形过程中，铁素体不锈钢表面容易形成平行于轧向的高低起伏的条纹，称为起皱。起皱的发生恶化了带钢的表面观赏性，消除它要求高成本的研磨和抛光操作，并且严重时难以消除，甚至出现破裂现象，限制了铁素体不锈钢的使用范围。专利CN200610023713.5提出了一种为促进铁素体不锈钢在热轧工程中的再结晶行为，以达到省略热轧退火工艺的条件下保证正品质量的改进工艺，包括在粗轧和精轧阶段实行压下量向后分配，控制粗轧工序与精轧工序之间摆钢时间在10～100s，精轧温度为850～1050℃；此专利带钢成形性能与原有技术相近，没有针对铁素体不锈钢热轧过程中粘辊行为进行控制。

发明内容

[0006] 针对以上问题，本发明提供一种提高中高铬铁素体不锈钢综合性能的热轧方法，目的在于减弱中铬或高铬铁素体不锈钢热轧时发生粘辊现象的同时，提高成品带钢成形性能和表面抗褶皱性能。

[0007] 本发明的方法包括以下步骤：

[0008] 1、选取中铬或高铬铁素体不锈钢，经过冶炼、浇注制成板坯，加热至1100～1250℃，保温1～2h，然后在1000～1100℃条件下进行粗轧。

[0009] 2、将粗轧后的板坯以10～100℃/s的速度降温至700～850℃，进入精轧，精轧的累积压下量为50～95％。

[0010] 3、精轧后的板坯冷却至卷取温度进行卷取，经冷轧和退火后制备成成品带钢。

[0011] 上述的中铬或高铬铁素体不锈钢中铬的含量按重量百分比为16～26％。

[0012] 上述方法中，以10～100℃/s的降温至700～850℃时采用的降温设备为超快速冷却装置。

[0013] 上述方法中，降温至卷取温度采用层流冷却的方法。

[0014] 上述方法中，步骤1中加热至1100～1250℃后，保温1～2h，不进行除鳞处理直接空过除鳞箱或进行第一道次除鳞处理。

[0015] 本发明的原理是在粗轧后经过快速冷却，使板坯的精轧温度低于粘辊温度区间(880-1000℃)，在避开易粘辊温度区间的条件下进行精轧，减少粘辊现象的发生；同时通过控制精轧累积压下量和轧制温度，提高产品的成形性能。本发明的方法由于是采用低温精轧，可适当降低中高铬铁素体不锈钢的板坯加热温度和粗轧开始温度，节约了生产时的能量消耗，采用本发明方法制备的带钢成形性能和表面质量明显提高，与原有技术相比，塑性应变比提高5～40％，平均起皱高度降低10～50％。

附图说明

[0016] 图1为本发明实施例1中的带钢与常规技术制备的带钢的平均塑性应变比对比曲线图，图中A为常规工艺生产获得的带钢产品，B为本发明的方法获得的带钢产品，r为塑性应变比平均值。

[0017] 图2为采用常规技术制备的带钢经15％预变形后的表面粗糙度曲线图。

[0018] 图3为本发明实施例1中的带钢经15％预变形后的表面粗糙度曲线图。

具体实施方式

[0019] 本发明实施例中粗轧后降温至700～850℃时采用的降温设备为超快速冷却装置。

[0020] 本发明实施例中采用的塑性应变比测量设备为CMT7000型微机控制电子万能实验机。

[0021] 本发明实施例中采用的起皱高度测量设备为TR300粗糙度形状测量仪。

[0022] 本发明实施例中采用的铁素体不锈钢的成分按重量百分比为Cr 16～26％，C≤0.03％，N≤0.03％，Nb 0～0.4％，Ti 0～0.4％，Mo 0～5％，Mn≤1％，Si≤0.75％，余量为Fe及其他不可避免杂质，其中P≤0.035％，S≤0.03％，O≤0.005％。

[0023] 本发明实施例中的卷取温度为600～680℃。

[0024] 本发明实施例中的粗轧总压下量为77～90％。

[0025] 本发明实施例中降温至卷取温度采用层流冷却法。

[0026] 实施例1

[0027] 采用的铁素体不锈钢化学成分按重量百分比为：Cr 21％，C 0.006％，N 0.01％，Nb 0.17％，Ti 0.14％，Mn 0.17％，Si 0.06％，余量为Fe和不可避免杂质。

[0028] 采用上述铁素体不锈钢，经过冶炼、浇注制成板坯，加热至1200℃，保温1h，不进行除鳞处理，空过除鳞箱，然后在1050℃条件下进行粗轧，粗轧总压下量为77％。

[0029] 将粗轧后的板坯以50℃/s的速度降温至700℃，进入精轧，精轧的累积压下量为75％。

[0030] 精轧后的板坯经层流冷却至卷取温度640℃进行卷取，经冷轧和退火后制备成成品带钢。

[0031] 制备过程中未发生粘辊现象，获得的带钢厚度为1.0mm，经15％预变形拉伸后测得平均塑性应变比r值为2.0，与常规工艺制备的相同成分的带钢在同等条件下测得的r值(1.6)提高40％；测得凸耳系数Δr为0.24，平均表面起皱高度1.33μm，最大起皱高度4.24μm，平均起皱高度与常规生产工艺获得的同成分的产品相比降低50％。上述方法获得的带钢经15％预变形后的表面粗糙度测试结果如图3所示；常规工艺获得相同成分的带钢经15％预变形后的表面粗糙度测试结果如图2所示。

[0032] 上述方法获得的带钢与常规技术制备的相同成分的带钢的平均塑性应变比对比曲线如图1所示，图1的左侧为常规工艺制备的带钢的三点塑性应变比和塑性应变比平均值，右侧为上述方法的带钢的三点塑性应变比和塑性应变比平均值。

[0033] 实施例2

[0034] 采用的铁素体不锈钢化学成分按重量百分比为：Cr 17％，C 0.004％，N 0.006％，Nb 0.2％，Mn 0.23％，Si 0.23％，余量为Fe和不可避免杂质。

[0035] 采用上述铁素体不锈钢，经过冶炼、浇注制成板坯，加热至1100℃，保温2h，进行第一道次除鳞处理，然后在1100℃条件下进行粗轧，粗轧总压下量为82％。

[0036] 将粗轧后的板坯以10℃/s的速度降温至810℃，进入精轧，精轧的累积压下量为95％。

[0037] 精轧后的板坯经层流冷却至卷取温度680℃进行卷取，经冷轧和退火后制备成成品带钢。

[0038] 制备过程中未发生粘辊现象，获得的带钢厚度为0.9mm，经15％预变形拉伸后测得平均塑性应变比r值为1.74，与常规工艺获得的相同成分的带钢在同等条件下测得的r值(1.48)提高17％；测得凸耳系数Δr为0.24，平均表面起皱高度1.45μm，最大起皱高度5.12μm，平均起皱高度与常规生产工艺获得的产品相比降低11％。

[0039] 实施例3

[0040] 采用的铁素体不锈钢化学成分按重量百分比为：Cr 21.4％，C 0.008％，N0.007％，Ti0.25％，Mn 0.17％，Si 0.01％，余量为Fe和不可避免杂质。

[0041] 采用上述铁素体不锈钢，经过冶炼、浇注制成板坯，加热至1250℃，保温1.5h，不经除鳞处理，空过除鳞箱，然后在1000℃条件下进行粗轧，粗轧总压下量为90％。

[0042] 将粗轧后的板坯以100℃/s的速度降温至850℃，进入精轧，精轧的累积压下量为50％。

[0043] 精轧后的板坯经层流冷却至卷取温度600℃进行卷取，经冷轧和退火后制备成成品带钢。

[0044] 制备过程中未发生粘辊现象，获得的带钢厚度为0.8mm，经15％预变形拉伸后测得平均塑性应变比r值为1.94，与常规工艺获得的相同成分带钢在同等条件下测得的r值(1.80)提高5％；测得凸耳系数Δr为-0.1，平均表面起皱高度1.65μm，最大起皱高度5.68μm，平均起皱高度与常规生产工艺获得的产品相比降低15％。

[0045] 实施例4

[0046] 采用的铁素体不锈钢化学成分按重量百分比为：Cr 26％，C 0.029％，N 0.025％，Ti 0.33％，Mo 4.4％，Mn 0.42％，Si 0.056％，余量为Fe和不可避免杂质。

[0047] 冶炼、浇注、粗轧、降温、精轧、卷取、冷轧和退火方法同实施例1。

[0048] 制备过程中未发生粘辊现象，与常规工艺获得的相同成分带钢在同等条件下测得的平均r值提高22％；平均起皱高度与常规生产工艺获得的产品相比降低17％。

[0049] 实施例5

[0050] 采用的铁素体不锈钢化学成分按重量百分比为：Cr 16％，C 0.01％，N 0.011％，Ti 0.29％，Mo 0.23％，Mn 0.30％，Si 0.019％，余量为Fe和不可避免杂质。

[0051] 冶炼、浇注、粗轧、降温、精轧、卷取、冷轧和退火方法同实施例2。

[0052] 制备过程中未发生粘辊现象，与常规工艺获得的相同成分带钢在同等条件下测得的平均r值提高26％；平均起皱高度与常规生产工艺获得的产品相比降低20％。