3 不銹鋼帶的生產

3不銹鋼帶的生產不銹鋼是一種高合金鋼，軋制變形抗力較大，加工硬化程度很高，是碳素鋼的2～3倍。為了軋制這種高硬度、冷軋加工硬化傾向大的材料，而且要達到高效率、高精度，必須使用剛性大的軋機。最初，不銹鋼冷軋多采用4輥可逆式軋機。雖然4輥軋機的工作輥、支撐輥直徑大，牌坊龐大，但是軋機剛性不足，軋制精度不高。針對這種情況逐漸開發(fā)出了MWK偏八輥軋機、十二輥軋機、二十輥軋機等多輥軋機。目前，不銹鋼的冷軋大多采用二十輥軋機，而最廣泛采用的是森吉米爾軋機，其次是森德威四柱式軋機。3.1不銹鋼的分類、性能及用途3．1．1不銹鋼的分類不銹鋼通常是指鉻含量(質量分數)為12％--30％的鐵基耐蝕合金。通常將在大氣、水蒸氣和淡水等腐蝕性較弱的介質中不生銹的鋼種稱為不銹鋼；將在酸、堿、鹽等腐蝕性強烈的環(huán)境中具有耐腐蝕性的鋼種稱為耐酸鋼。一般通稱不銹鋼和耐酸鋼為不銹鋼。不銹鋼的發(fā)明已有80多年的歷史。我國從1952年開始生產不銹鋼。不銹鋼的鋼種很多，性能各異，因此，有多種分類方法：(1)按鋼的組織結構分類，如奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼等。(2)按鋼中的主要化學成分或鋼中的一些特征元素來分類，如鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼、鉻鎳鉬不銹鋼，以及超低碳不銹鋼、高鉬不銹鋼、高純不銹鋼等。(3)按鋼的性能特點和用途分類，如耐硝酸(硝酸級)不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐點蝕不銹鋼、耐應力腐蝕不銹鋼、高強度不銹鋼等。(4)按鋼的功能特點分類，如低溫不銹鋼、無磁不銹鋼、易切削不銹鋼、超塑性不銹鋼等。通常按不銹鋼最終熱處理得到的組織結構特點，可將不銹鋼分為5大類：(1)馬氏體不銹鋼。馬氏體不銹鋼含12％～18％Cr、0．1％以上C(質量分數)，和普通鋼一樣能通過淬火強化。當加熱至臨界溫度以上快冷時，可獲得馬氏體組織。這類鋼具有高的硬度和強度，但耐蝕性較差，不宜在苛刻的環(huán)境中使用。(2)鐵素體不銹鋼。鐵素體不銹鋼含12％～30％Cr、0．1％以下C(質量分數)，加熱時不發(fā)生相變，一般不能用熱處理強化。這類鋼具有3種脆性傾向，即475℃脆性、相析出脆性和晶粒長大引起的脆性，常采用退火后急冷獲得良好的性能。(3)奧氏體不銹鋼。奧氏體不銹鋼含12％～25％Cr、8％～30％Ni(質量分數)，為鉻—鎳鋼；或以錳或錳+鎳代替鎳，為鉻—錳鋼，但后者用量較少。其他改善強度或耐酸性的合金元素為碳、銅、鉬、鈮、鈦、鋁等。加熱時組織穩(wěn)定，不能通過淬火強化。(4)雙相不銹鋼。雙相不銹鋼是在奧氏體組織中增加鐵素體形成元素的含量后獲得的，在固溶處理使用狀態(tài)下為奧氏體—鐵素體組織。(5)沉淀硬化不銹鋼。沉淀硬化不銹鋼固溶處理后具有奧氏體或馬氏體組織，經強化處理后具有很高的強度和硬度。鋼的耐蝕性同熱處理及組織有很大的關系。3.1.2不銹鋼的成分、性能及用途3.1.2.1馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼主要是鉻含量(質量分數)不低于12%(一般在12％～18％之間)的高鉻鋼。其鉻含量的下限由不銹性決定，其上限由高溫奧氏體穩(wěn)定區(qū)域決定。馬氏體不銹鋼還含有比鐵素體不銹鋼更高的碳含量(碳的質量分數為0．1％～1．0％)。隨著碳含量的增加，它的強度、硬度、耐磨性、切削性等顯著提高，而耐蝕性則下降。當碳的質量分數為0.1％左右時，淬火后的組織由馬氏體和鐵素體組成；碳的質量分數為0.2％～0．4％時，淬火后得到全部馬氏體組織(當碳含量為上限時，有少量含碳化物)。有時為了提高鋼的力學性能和耐蝕性能，向鋼中加入一定量的鎳、鉬、釩、鈷、硅、銅等元素；為改善鋼的切削加工性，獲得好的表面粗糙度，有時向鋼中加入硫或硒等元素。馬氏體不銹鋼的密度、線膨脹系數、比熱容和彈性模數與未經合金化的中碳鋼區(qū)別不大；由于鉻含量高，鋼的導熱系數較低；碳含量高，塑性和韌性也較奧氏體和鐵素體差；電阻比中碳鋼高4—5倍，并且有鐵磁性。馬氏體不銹鋼經淬火后，變更回火溫度可獲得不同的力學性能。馬氏體不銹鋼可在空氣中淬硬，故焊接性能不良，一般均不作焊接部件。當必須在焊接后使用時，焊前要進行預熱，焊后要進行焊后熱處理或設法消除內應力。碳含量特別高的鋼無法進行焊接。隨著碳含量的提高，馬氏體不銹鋼的焊接性、延伸性、成形性都將變差。高溫淬火或空冷后具有馬氏體及殘余奧氏體的混合組織，內應力大，較脆，其他性能也多不穩(wěn)定，因此必須進行回火，以盡可能地消除內應力和脆性，并調整其他性能?；鼗鹂煞譃楦邷鼗鼗?560～650℃，目的在于調整力學性能)及低溫回火(150~370℃，目的在于消除應力)兩類。由于馬氏體不銹鋼在400~550℃范圍內有第一回火脆性，故一般不在該溫度范圍內進行回火。當馬氏體不銹鋼在加工過程中需要軟化時，常進行工序間的低溫退火(750C)。馬氏體不銹鋼的淬火溫度一般為950一1150℃，碳含量和要求硬度愈高時，淬火溫度應愈高(主要使碳化物較完全地溶解)。馬氏體不銹鋼的化學成分、鋼帶的熱處理制度、力學性能、特性和用途，以及力學性能與回火溫度的關系見表2-1一表2-6。3.1.2.2鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼是指鉻含量(質量分數)一般為12％一30％、結構為體心立方的鐵基合金。鐵素體木銹鋼一般不含鎳，價格較鉻鎳奧氏體不銹鋼低廉，不僅節(jié)省鎳，而且抗應力腐蝕破裂性能好。鐵素體的顯微結構從本質上決定了鐵素體不銹鋼的沖擊韌性差，有各種脆性，焊后塑性和耐蝕性差，對晶間腐蝕敏感，耐點蝕性能差等。雖然其價格較低廉，但是其特性中的缺點卻較大地限制了普通鐵素體不銹鋼的應用，這是鐵素體不銹鋼發(fā)展較早，而在應用上遠比不上鉻—鎳奧氏體不銹鋼的主要原因。加人各種元素后，可以提高鐵素體不銹鋼的耐蝕性。尤其是在20世紀70年代后，運用各種精煉技術，已經能生產出各種碳、氮含量極低的高純級和超純級耐酸不銹鋼。這種不銹鋼基本上克服了上述各種缺點，成為了一種耐蝕性能好又廉價的不銹鋼，其用途正在不斷擴大，研究和開發(fā)工作也在向縱深發(fā)展，是一類很有前途的鋼種。鐵素體不銹鋼的化學成分、熱處理制度、力學性能、特性和用途見表1—7一表1—10。3.1.2.3奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼是不銹鋼種類中鋼種最多、使用量最大的一種，約占不銹鋼總產量的65％一70%。一般認為此種鋼是在鐵—鉻合金系列中加入面心立方元素，例如鎳、錳等，使之在室溫下獲得奧氏體組織。最常用的奧氏體不銹鋼是鐵·鉻·鎳系合金，即美國AISI標準的300系奧氏體不銹鋼。此外還有鐵·鉻—鎳—錳(或稱鐵—鉻—錳)系合金，即美國AISl-200系奧氏體不銹鋼，以及特殊奧氏體不銹鋼。由于奧氏體不銹鋼具有全面、良好的綜合性能，在工業(yè)上獲得了廣泛的應用。奧氏體不銹鋼1913年在德國問世；成分為Crl8Ni8(即18-8)。在隨后的80多年內，其成分在18-8的基礎上有以下幾方面的發(fā)展：(1)加鉬改善了鋼的點蝕和耐縫隙腐蝕性；(2)降低碳含量或加鈦或鈮、鉭穩(wěn)定化元素，減小了焊接材料的晶間腐蝕傾向；(3)加鉻和鎳改善高溫抗氧化性和強度；(4)加鎳改善抗應力腐蝕性能；(5)加硫、硒改善切削性和構件表面精度。奧氏體不銹鋼的化學成分、熱處理制度、力學性能；特性和用途見表1-11一表1—15。3.1.2.4雙相不銹鋼雙相不銹鋼是指鋼的顯微組織主要由兩種相組成而且每種都占有較大的體積比，這不同于一種主相中分布著微細第二相的結構。既然是不銹鋼，那么這兩種主要的相都應該是不銹的，也就是說，每一相中至少應含有12％（質量分數）以上的鉻。最常見的相有面心立方結構的奧氏體相(相)和體心立方結構的鐵素體相(相)，當發(fā)生與馬氏體相變時亦可出現(xiàn)體心立方結構的馬氏體相(M相)，因此，雙相不銹鋼有：鐵素體—奧氏體型、鐵素體—馬氏體型、奧氏體—馬氏體型等幾種形式的雙相不銹鋼，當然也有鐵素體—奧氏體—馬氏體三相共存的情況。然而，大部分實用的雙相不銹鋼中通常是由鐵素體和奧氏體兩相組成的。由奧氏體和部分鐵素體組成的雙相不銹鋼結構不僅可以顯著改善焊縫的耐晶間腐蝕性能，防止焊接熱裂紋的產生，而且還具有一系列其他的優(yōu)點。近年來，雙相不銹鋼的研究開發(fā)非?；钴S，相繼發(fā)展了一系列新型雙相不銹鋼。一般來說，新型雙相不銹鋼具有如下特點：(1)具有較高的屈服強度(約為奧氏體不銹鋼的兩倍)及良好的韌性，在適當溫度下還能顯示超塑性；(2)具有優(yōu)良的耐應力腐蝕、晶間腐蝕、點腐蝕和縫隙腐蝕性能；(3)與奧氏體不銹鋼相比，導熱系數大，線膨脹系數??；(4)可焊接性好，熱裂傾向小，不需要焊前和焊后熱處理；(5)鋼中一般含有18％一25％Cr、5％～7％Ni(質量分數)，由于鎳含量低，價格相對較為便宜；(6)仍具有高鉻鐵素體不銹鋼的各種脆性傾向，特別是當鉻含量較高時(質量分數約為25％)更為明顯。奧氏體—鐵素體不銹鋼的化學成分、熱處理制度、力學性能和用途見表1—16一表1—19。3．1．2．5沉淀硬化不銹鋼沉淀硬化不銹鋼，是在各類不銹鋼中通過單獨或復合加入硬化元素，而獲得高強度，高韌性、高耐腐蝕性的一類不銹鋼。早在1934年美國的Foloy即獲得了沉淀硬化不銹鋼的專利，20世紀40年代正式用于軍工，后期推廣到民用。根據鋼中主要合金元素含量和加入不同的硬化元素，沉淀硬化不銹鋼分為4大類，：馬氏體型(包括馬氏體沉淀硬化不銹鋼、馬氏體時效不銹鋼)、半奧氏體型、奧氏體型、奧氏體+鐵素體型。目前國標中正式使用的鋼種僅有0Crl7Ni7AI、0Crl7Ni4Cu4Nb、0Crl5Ni7M02A13個牌號，而在鋼帶方面僅有0Crl7Ni7AI一個牌號，其化學成分、熱處理制度、力學性能、特性和用途見表1-20一表1—23。3．2冷軋不銹鋼帶原料的生產隨著科學技術的發(fā)展，用戶對冷軋不銹鋼帶的表面質量、厚度偏差和力學性能的要求日益嚴格。但是冷軋鋼帶的性能并不僅僅取決于冷軋工藝過程和熱處理工藝。煉鋼、鑄坯、熱軋、冷軋和熱處理對最終產品的性能都有影響。特別是不銹鋼冷軋鋼帶的質量更直接受原料的內在質量；表面質量、尺寸精度的決定性影響。保證冷軋不銹鋼帶質量的第一個基礎是鋼的質量。冶煉時鋼的化學成分的控制，對冷軋鋼帶的質量起決定性作用；冷軋鋼帶的原料是熱軋鋼帶，熱軋鋼帶的組織和性能直接影響冷軋鋼帶的組織和性能，熱軋鋼帶的幾何尺寸最終也要反映到冷軋帶鋼上。因此，煉鋼的質量和熱軋鋼帶的質量是高質量冷軋不銹鋼帶生產的基礎。冷軋不銹鋼帶原料的生產大體可分為冶煉、澆鑄和熱軋3個階段。3．2．1不銹鋼的冶煉不銹鋼的冶煉決定生產鋼種的化學成分，是不銹鋼內在質量的根本保證。A對冶煉化學成分進行嚴格控制不銹鋼廣泛用于防銹、耐酸等多種用途，為此設計出了多種鋼種，各鋼種有各自不同的化學成分要求，所涉及的元素很多，除常規(guī)的碳、硅、錳、磷、硫元素外，還有合金元素鉻、鎳、鉬、鈮、鈦、銅、鉛及氮等。這些元素的含量，不僅直接影響到產品的使用性能，而且也直接影響生產過程中的軋制加工性能和表面質量。因此，冶煉不銹鋼要求對化學成分進行嚴格控制，不僅要求符合產品標準，而且要求符合廠家更嚴格的內部控制標準。B解決“降碳”和“保鉻”的矛盾不銹鋼中鉻含量(質量分數)在12％以上。為進一步提高不銹鋼的耐蝕性能，鋼中還需加入更多的鉻和一定量的鎳、鉬、鈦等合金元素。而碳卻是對不銹鋼耐蝕性能有不良影響的一個主要元素，除了某些馬氏體不銹鋼外，大多數不銹鋼都要求把碳含量降到較低水平。低碳不銹鋼要求碳含量(質量分數)不大于0．08％，超低碳不銹鋼要求達到0．03％以下，因而脫碳是不銹鋼冶煉中要完成的另一項重要任務。然而，在高鉻鋼液中，鉻比碳優(yōu)先氧化，因此要滿足不銹鋼成分中含有大量的鉻和要求盡量少的碳是相互矛盾的，給不銹鋼的冶煉帶采很大的困難。C降低煉鋼成本不銹鋼是一種高合金鋼，冶煉中要使用大量昂貴的合金料，煉鋼成本在總成本中占有相當大的比例，故降低煉鋼成本在不銹鋼生產中具有特別重要的意義。降低煉鋼成本的途徑主要依靠工藝技術上的改進。降低煉鋼成本的主要措施有：(1)改進原料配比。采用返回法冶煉，節(jié)約合金料，適當配裝鉻原礦(Cr2O3)。(2)選用廉價合金；用NiO、鎳鐵代替電解鎳；采用爐外精煉，用低價的高碳鉻鐵代替微碳鉻鐵。(3)采用連鑄技術。不銹鋼連鑄與模鑄相比，不僅成材率提高10％以上，而且還可以大量降低生產過程中的能耗。(4)提高爐齡，降低耐火材料消耗。D保證表面質量不銹鋼要特別強調保護澆鑄，盡量使鋼液和空氣隔絕。連鑄采用長水口、浸入式水口、中間包氬氣保護、結晶器保護渣等無氧化保護澆鑄，下部工序要修磨。3．2．2不銹鋼的澆鑄方法不銹鋼的澆鑄方法有模鑄和連鑄兩種方法。1960年以前，世界各國的不銹鋼大部分都是采用模鑄，從20世紀60年代以后開始普及連鑄技術，70年代以后不銹鋼連鑄技術發(fā)展很快，到1985年世界不銹鋼的連鑄比已達到70％以上，西方工業(yè)發(fā)達國家已基本上用連鑄取代了模鑄。從模鑄到連鑄是不銹鋼澆鑄工藝的一次大飛躍。它不僅顯著地提高了鋼水收得率，從而使綜合成材率提高10％以上；而且還省去了軋制的開坯工序，大大降低了能耗；與爐外精煉相配合，也顯著地提高了生產率。爐外精煉+連鑄已成為現(xiàn)代化不銹鋼煉鋼工藝的主要標志。我國的不銹鋼連鑄起步較晚，不銹鋼的連鑄比還很低，目前還有相當大的部分不銹鋼是采用模鑄生產。3.2..2.1不銹鋼模鑄模鑄分為上鑄和下鑄兩種。不銹鋼的表面質量至關重要。由于下鑄法鑄出鋼錠的表面質量好，生產效率也較高，因此，采用下鑄法是不銹鋼模鑄的主流。不銹鋼是一種多元素的高合金鋼，鋼中含有以鉻為主和錳、硅、鈦、鋁等多種易氧化元素，如果裸露的鋼液和空氣接觸，就會和空氣中的O2、N2反應生成氧化物，在澆鑄中形成結模、結殼、翻皮、重皮并導致夾雜物增加，影響鋼錠的表面質量和內在質量。這一點對含鈦不銹鋼來說尤其重要。因此，不銹鋼澆鑄無論是模鑄還是連鑄都應該采取保護澆鑄措施。模鑄的保護澆鑄主要從兩方面進行。一是保護鋼錠模內上升的鋼液面不產生二次氧化，其保護措施是在鋼水面上覆蓋保護渣；二是保護從鋼水包流向中鑄管的鋼液不產生二次氧化，一般采用氬封保護，不讓鋼水流與空氣接觸。鑄錠操作中，除采用上述保護措施外，不銹鋼鑄錠中重要的是還要掌握好澆鑄溫度、澆鑄速度、帽口充填和保護、靜置及脫模時間等4個環(huán)節(jié)。3．2．2．2不銹鋼連鑄生產不銹鋼鑄坯的連鑄機與生產普通鋼的連鑄機在設備結構上沒有本質的區(qū)別。生產不銹鋼板坯使用板坯連鑄機生產。不銹鋼連鑄一般都和精煉爐配套，對鋼水的化學成分和溫度要求是很嚴格的。澆鑄溫度要求控制在一個比較窄的范圍內，而且要保持穩(wěn)定。因此，除嚴格控制出鋼溫度外，出鋼后還要向鋼包吹氬，以均勻溫度。為防止鋼水的二次氧化，在連鑄生產過程中要采用無氧化保護澆鑄。主要方法有：鋼水包、中間包的鋼液面保護渣；大包至中間包的鋼水流采用長水口，并在長水口和滑動水口接口處用氬封；中間包加蓋并在鋼液面上吹氬密封；中間包至結晶器采用浸入式水口；結晶器液面用保護渣覆蓋等。用長水口進行無氧化澆鑄的示意圖如圖7—3所示。對鋼水包、中間包、滑動水口、浸入式水口等使用的耐火材料有嚴格的要求；要適當地選材，精心管理。保護渣是影響不銹鋼連鑄坯表面質量的重要的因素，要適當選擇保護渣。保護渣要具有：保護鋼液面不受氧化、吸附結晶器中上浮的夾雜、流入凝固殼和結晶器之間起潤滑作用等3個作用。連鑄過程中因結晶器的振動在鑄坯表面上形成許多振痕，而振痕的谷底處往往是成分偏析、微裂紋和夾雜物集中的地方。不銹鋼連鑄中對振痕要加以控制。主要是控制振頻和振幅，將振頻提高到200次/min，振幅減小到約2mm，可明顯減小振痕的深度。深度超過200的振痕一定要修磨掉。鐵素體不銹鋼凝固中柱狀晶發(fā)達，若不加以控制，往往延伸到板坯的中心部分，且熱軋不能完全使其破壞而被殘留下來，一旦軋成冷軋板就會在板面上出現(xiàn)“起皺”缺陷。改善這種狀況的有效辦法是采用電磁攪拌；促進凝固過程中的鋼液有序流動，破壞柱狀晶而增加等軸晶。因此，鐵素體不銹鋼連鑄中電磁攪拌是不可缺少的。不銹鋼連鑄坯的冷卻工藝也和普通鋼不同。馬氏體不銹鋼在300℃(Ms相變點)以下會發(fā)生馬氏體相變，容易產生變形裂紋。所以，一定要在300℃以上裝入退火爐中退火或者緩冷。鐵素體不銹鋼在350℃以下沖擊值顯著降低，因此，板坯修磨清理須在溫態(tài)下進行。不銹鋼連鑄的工藝參數要根據不同鋼種、規(guī)格、鑄機形式及生產條件具體設定，保證連特設備的正常進行，工藝操作穩(wěn)定，連續(xù)地鑄造出質量穩(wěn)定的鑄坯。3．2．3不銹鋼帶的熱軋不銹鋼具有極高的熱強性(鐵素體鋼除外)，在900℃的變形抗力為普通鋼的兩倍；尤其是隨溫度的降低，熱強度急劇增加；同時不銹鋼的氧化皮非常致密，難以去除；另外，用戶對不銹鋼帶的尺寸精度和表面質量要求很高。因此，不銹鋼帶的熱加工工藝對其裝備水平提出了很高的要求。目前國際上熱軋不銹鋼帶的軋機有連軋機、爐卷軋機和行星軋機3種，但是連軋機已占主導地位，其次是爐卷軋機。3．2．3．1熱軋不銹鋼帶軋機A連軋機生產熱軋不銹鋼帶的主要軋制設備是熱連軋機。目前全世界有30幾臺熱連軋機用于生產熱軋不銹鋼帶。不銹鋼帶熱連軋機多采用半連續(xù)或3／4連續(xù)軋機。具有一臺可逆式粗軋機的3／4連續(xù)軋機更適合于軋制不銹鋼帶?？赡媸酱周垯C可以根據不銹鋼的不同鋼種、明顯不同的軋制變形抗力來安排在該軋機上的軋制道次。目前不銹鋼熱軋鋼帶最大卷重已達到20t以上，寬度1500mm以上，厚度最薄達2mm，鋼帶長度方向的厚度差和橫斷面厚度差分別達到0.1mm和0.04mm以下。軋機成材率已達到98％以上。目前，熱連軋機大多采用HCW，軋機和HCMW軋機，普遍采用液壓AGC和液壓AWC對鋼帶厚度和寬度實施自動控制，并采用板形儀進行板形控制。例如日本住友鹿島廠的1780mm熱連軋機通過板形儀可將無規(guī)程軋制中的板帶凸度偏差控制在±20以內。熱連軋機的生產能力很高，一般年產量在200萬t以上，遠遠大于冷軋不銹鋼帶專業(yè)廠的生產能力，因此，國外有些冷軋不銹鋼帶廠所需的熱軋不銹鋼帶是以帶料加工的方式委托熱軋生產廠加工的。B爐卷軋機爐卷軋機一般是單機架精軋，較適合于小批量、多品種的生產；機前后帶有卷取加熱爐對鋼帶進行多道次的卷取保溫，適合于軋制難變形的合金鋼及軋制溫度范圍較窄的鋼種；并且由于鋼帶邊部溫度較高，所以邊部質量較好。因此，目前世界上仍有很多不銹鋼生產廠家采用爐卷軋機來生產熱軋不銹鋼帶。與多機架的熱連軋機相比，爐卷軋機的生產工藝具有許多突出的優(yōu)點，如：(1)投資成本低；(2)小批量、多品種生產方面具有高度的靈活性；(3)工廠占地面積小。然而，與多機架的熱連軋機相比，老式的爐卷軋機也有它固有的缺點，如：(1)鋼帶頭尾質量差，超厚、超寬；(2)表面質量差；(3)頭尾較長，導致收得率降低；(4)可逆式軋制，導致生產率降低；(5)每道次爐內卷取機穿帶；增加了操作難度。20世紀80年代以后，針對老式爐卷軋機存在的問題；采用了常規(guī)熱連軋機的現(xiàn)代化裝備及控制技術，使傳統(tǒng)的爐卷軋機重獲新生。新型爐卷軋機產品的質量越來越接近于多機架鋼帶熱連軋機。新型爐卷軋機技術裝備上的進步表現(xiàn)在：(1)加大了軋機的剛度，可以進行控制軋制；(2)軋機帶液壓自動厚度控制(HAG(；)系統(tǒng)，設置鋼帶頭、尾壓下補償程序；(3)爐卷軋機前設立輥軋機，進行自動寬度控制<AWC)；(4)采用新機型(CVC)，利用CVC軋機工作輥竄輥并結合彎輥，或者工作輥竄動及強力彎輥技術進行鋼帶板形控制；(5)二次、三次除鱗裝置，提高鋼帶表面質量；(6)自動測量輥形裝置及設工作輥在線磨輥裝置；(7)工作輥快速換輥裝置；(8)提高卷取爐的爐溫及卷取機卷筒溫度，爐溫達1050—1150℃，卷筒表面溫度一般為950℃左右，最高達1000--1050℃(9)在卷取爐結構設計上，充分注意到保溫性能要好、穿帶命中率高、檢修及處理事故方便；(10)采用層流冷卻工藝，使鋼帶達到卷取溫度，對于某些品種的帶材進行控冷；(11)主傳動電機由傳統(tǒng)的直流傳動改奴芝-交變頻傳動j加減速和換向時間縮短。正是新型爐卷軋機技術裝備上的進步，使爐卷軋機獲得了新生，產品的質量和經濟效益不斷提高。新型爐卷軋機的收得率可以提高到95％~97％；’鋼帶的尺寸精度、板形的平直度大大提高，達到德國DIN標準允許偏差值的1／4水平；鋼帶的表面質量也大幅度提高。C行星軋機行星軋機一道軋制壓下率可達95％，工作輥直徑小，軋制力僅為常規(guī)軋機的10％～20％，軋制應力狀態(tài)好，軋制中軋件升溫，因此，適合軋制難變形材料和脆性材料：行星軋機工藝設備少、占地少、投資省，適合于小型板帶廠；軋制；中無張力的影響，除接軋的兩支鋼坯頭尾外，軋制溫度穩(wěn)定，產品厚度精度較高，金相組織均勻；形成的氧化鐵皮少，表面質量好。但是，行星軋機軋制的產品容易產生邊裂；行星軋機設備維護較難解決，備品備件消耗量很大。因此，行星軋機并沒有得到廣泛應用。目前，用行星軋機生產不銹鋼帶的廠家有加拿大的Atlasstellltawillandeut和日本的冶金工業(yè)公司川崎廠。3．2．3．2不銹鋼帶熱軋生產工藝A坯料準備熱軋不銹鋼帶用的坯料多數是連鑄坯和粗軋坯。隨著連鑄技術的發(fā)展，國外基本上都已使用連鑄鋼坯，只有少數仍采用模鑄鋼錠，或者生產某種特殊鋼種的廠家才使用粗軋坯熱軋用坯料的規(guī)格根據產品規(guī)格、軋機能力、連鑄規(guī)格或鋼錠等條件綜合確定，為了提高軋機生產率和成材率，坯料尺寸和質量均向大型化方向發(fā)展，目前世界上大多數廠家的熱軋不銹鋼帶重量均已達到8~15t，最大的已超過20t。因為對不銹鋼帶的表面質量要求十分嚴格，而不銹鋼帶的表面又很容易產生各種缺陷，所以熱軋前的坯料都要經過認真的研磨、清理，特別是用鋼錠軋制的初軋坯，不僅要清除其表面缺陷，而且需要全面剝皮，清除皮下缺陷，金屬損耗率達到3%—7％，其中鉻系不銹鋼坯剝皮率較低，鎳系不銹鋼坯剝皮率較高，而含鈦不銹鋼坯則要求深修磨。為了減少修磨工作量，各廠家著眼于改造連鑄工藝技術以提高不修磨率。目前有的廠家的鉻系不銹鋼連鑄坯的不修磨率已達到90％以上，304鎳系不銹鋼坯的不修磨率已提高到60％以上，但是鈦不銹鋼坯還必須全面修磨。B加熱不銹鋼板坯加熱一般采用推鋼式連續(xù)加熱爐或步進式加熱爐，使用天然氣、發(fā)生爐和焦爐混合煤氣以及重油或重油和煤氣混合燃料等為燃料。不銹鋼的導熱性差(室溫時，低碳鋼的導熱能力是18-8不銹鋼的3．5倍)，如快速加熱，容易產生裂紋。所以不銹鋼坯的加熱在開始階段要緩慢加熱，預熱段的溫度不能超過900℃，板坯的加熱溫度一般是：馬氏體不銹鋼1100—1260℃；鐵素體不銹鋼1100—1180℃；奧氏體不銹鋼1150—1260℃。加熱中既要保證燒透燒勻，又要防止過熱，特別是含鈦奧氏體和鐵素體不銹鋼加熱時尤其要注意。奧氏體不銹鋼高溫下的變形抗力大，若加熱不良，就不能保證軋制塑性。然而這種鋼種是含鈦奧氏體不銹鋼，當成分控制不當時，高溫下就會出現(xiàn)第二相(Q相)。溫度超過1250℃時。相增加特別強烈。在這種情況下軋制反而使塑性惡化，容易出現(xiàn)邊裂和表面缺陷。鐵素體不銹鋼加熱溫度過高，晶粒長大傾向增加，使塑性降低，且易出現(xiàn)裂紋。由于這種鋼軋制變形抗力較小，所以加熱溫度可以控制得較低。鐵素體不銹鋼還有一個特性，即軋制中的寬展率隨溫度而變化，因此要求加熱溫度波動要小。不銹鋼加熱時，應按設定的加熱時間有節(jié)奏地出鋼，防止鋼坯駐爐時間過長，否則會增加氧化鐵皮的厚度，給除鱗帶來困難。特別是鐵素體不銹鋼的抗氧化性差，容易生成鐵鱗，而且除鱗較困難，更需要特別注意。C軋制把不銹鋼與普通碳鋼放到同一套軋機中軋制時，要把不銹鋼單獨分批軋制，以保證不銹鋼生產工藝的穩(wěn)定性。一般連軋機和爐卷軋機的軋制分為粗軋和精軋兩個階段，軋制設備也分為粗軋和精軋兩個區(qū)。粗軋區(qū)設置有若干架二輥或四輥軋機，通過5—7個道次的軋制，將由加熱爐加熱好的板坯，一般厚度為130—160mm，軋成20—30mm的中間坯。半連續(xù)布置的粗軋機為一架，進行可逆軋制；全連續(xù)式粗軋機有若干架軋機，進行不可逆連續(xù)軋制；3／4連續(xù)軋機，第一架粗軋機采用可逆軋制方式，其余粗軋機進行連續(xù)軋制；雙機架爐卷軋機的粗軋機與半連續(xù)軋機的粗軋機一樣，為單機架可逆式軋機。另外，粗軋區(qū)還設置有立輥軋機或立輥破鱗機等寬度壓下裝置控制板寬。鋼帶的成品寬度主要是在粗軋階段決定的。粗軋機前后還設置有高壓水除鱗裝置，以去除板坯在加熱爐中加熱時表面生成的尸次氧化鐵皮和軋制過程中生成的二次氧化鐵皮。高壓水壓力大部分在16MPa以上，現(xiàn)在已用到了18MPa。精軋區(qū)設備包括切頭飛剪和精軋機組。由粗軋機來的中間坯用飛剪切頭后送入精軋機軋制，軋到成品所要求的厚度。精軋機組一般設置6—7架四輥軋機，現(xiàn)代化的軋機大部分為7架。為了改善板形和橫向厚度，有的廠在精軋機組中設置了中間輥可以橫向竄動的六輥軋機(HC軋機)，或者工作輥可以橫向竄動的四輥軋機(HCW軋機)，或者中間輥和工作輥都能橫向竄動的六輥軋機(HCMW軋機)。軋機壓下裝置最初為電動壓下，現(xiàn)在均改為液壓壓下，從而能以高響應速度進行厚度調整。各連軋機機架間設置有活套裝置，以保持連軋中各機架的壓下和張力平衡。為減輕軋制過程中軋輥的磨損、保護軋輥表面和控制軋輥的熱凸度，粗軋和精軋機上設置有軋輥水冷裝置。冷卻水的壓力和水量應適當調整，以避免軋制不銹鋼時因冷卻水而造成很大的溫降。精軋機的開軋溫度，奧氏體和馬氏體不銹鋼應不低于1000℃，鐵素體不銹鋼不低于900℃。終軋溫度均控斜在800℃左右。為了減少軋制過程中的溫降，在粗軋至精軋的中間輸送輥道上往往要設置保溫罩。不銹鋼在精軋后不用水冷，從精軋機出來的鋼帶通過熱輸出輥道送到卷取機。卷取機由夾送輥、側導板、主卷筒、助卷輥等構成，要求在卷取機上將鋼卷卷緊卷齊。為防止卷好的鋼卷松卷，奧氏體和鐵索體不銹鋼帶在卷取過程中應大量噴水冷卻；但對馬氏體不銹鋼帶要防止急冷，卷取中應關閉冷卻水，并焊接鋼卷外圈或及時用鋼帶捆扎D精整向冷軋車間供料的熱軋不銹鋼卷一般不需要精整，只要將鋼卷捆扎起來做好標志(標明鋼種、爐號、批號等)即可。若產品是以熱軋剪板交貨，或者對鋼卷的質量有疑問需要開卷檢查和處理，則需要送到平整機組上開卷。在該機組上可以對板形進行修正，又可以進行鋼卷切邊或剪板，還可以做表面檢查。以熱軋酸洗板交貨時，還需要進行熱處理和酸洗。E熱軋鋼帶的質量控制熱軋鋼帶的質量是指對尺寸精度(厚度、寬度)、板形和表面質量的綜合評價。a厚度精度熱軋鋼卷的厚度公差一般在板厚的5％以內，不過隨著軋鋼技術的進步，這個范圍在逐步縮小。鋼帶的厚度不良有兩種情況：一種是全長或部分超出規(guī)定公差；另一種是雖然鋼帶厚度在規(guī)定的公差范圍之內，但在同一卷鋼帶上厚度波動大。厚度超出公差，一般是由于軋制中變換鋼種、軋制規(guī)程不適當，以及壓下、轉數不平衡產生的。另外，由于軋制事故導致熱軋中間坯料溫度降低也會產生超厚的情況?，F(xiàn)在采用計算機控制以后，厚度不良大大減少。同一卷內的厚度波動，主要是由于坯料溫度不均造成的。熱軋操作過程中坯料各部位的冷卻時間有所不同，造成各部位的溫降不同、軋制溫度不一致、變形抗力各異。從而產生了厚度的波動。另外，連續(xù)加熱爐的“滑道黑印”造成“黑印”部分鋼帶厚度增大；除此之外，軋輥的偏心、油膜軸承的狀態(tài)等因素也影響鋼帶厚度波動。采用步進式加熱爐；精軋快速軋制和使用AGC控制等是防止厚度波動的有效手段。b寬度精度鋼帶的寬度不良分為全長寬度超差和局部寬度超差。全長寬度超差是由于板坯寬度異常或寬度壓下設定錯誤造成的。局部寬度超差是由于板坯局部寬度小或在精軋中張力不均、溫度不均造成的。鋼帶的寬度主要在粗軋中控制；采用測寬儀檢測，用立輥壓下裝置進行調整?，F(xiàn)在采用計算機進行控制，寬度精度提高，不合格品減少。c板形鋼帶的板形不良主要有以下幾種情況：單邊浪形、雙邊浪形、中間浪形、側彎。產生板形不良的原因是多方面的，如：加熱中的板坯形狀不良、燒鋼溫度不均，粗軋中壓下不良和軋輥狀態(tài)不良；精軋中軋程設定不合適、軋輥曲線不良、軋輥磨損、熱膨脹，軋輥冷卻不良，卷取中張力不當等。最重要的控制手段是變更工作輥的曲線和頻繁修正精軋機的負荷平衡。d表面質量熱軋鋼卷的表面缺陷對冷軋成材率和產品質量有很大的影響。表面缺焰按生成原因不同分為冶金缺陷和加工缺陷兩大類。缺陷分布可分為邊部缺陷、線狀缺陷和板面缺陷；冶金缺陷是煉鋼和澆鑄原因產生的缺陷，熱軋本身不能控制。而加工缺陷則是軋制加工中產生的缺陷，在熱軋操作過程中是可以控制的，但是往往不能及時發(fā)現(xiàn)，大多數是在冷軋開卷檢查或酸洗后才能充分暴露，成為不能挽回的事實。因此，熱軋工序的質量控制就顯得尤為重要。不銹鋼熱軋卷最常見的表面缺陷有折邊、鐵鱗壓入和擦傷3種，應作為預防重點。3.3不銹鋼帶的冷軋不銹鋼薄板通常用冷軋方法生產，冷軋不銹鋼主要采用成卷方法生產，只有個別鋼號的小批量的不銹鋼板才單張生產。單張軋制最適合于生產大規(guī)格的較厚的鋼板和試制新鋼號。冷軋不銹鋼帶的生產不是單純的“冷軋”工序，冷軋不銹鋼帶的典型生產工藝還包括：熱軋鋼帶的熱處理、酸洗、修磨等；平整；橫切成鋼板或縱切成鋼帶；分類；清理和包裝。3.3.1冷軋不銹鋼帶生產工藝特性由于不銹鋼的特性和對產品質量的特殊要求，不銹鋼冷軋生產工藝具有以下特點：(1)不銹鋼是一種高合金鋼，軋制變形抗力較大。為了進行高效率、高精度軋制，應采用剛性大的軋機，一般采用多輥冷軋機。(2)多輥冷軋機一般采用單機可逆式軋制方式。軋制時纏繞在卷取機上的頭尾部分得不到軋制，被切除成為廢品。為了提高產品的成材率，軋制前在不銹鋼帶兩端都要焊接一段引帶，引帶部分不軋制；另外，如果熱軋卷質量太小，為了提高軋制效率和收得率；需預先將小鋼卷并焊成大鋼卷；在連續(xù)退火和酸洗機組上，由于是連續(xù)作業(yè)，鋼帶的頭尾連接也需要焊接。所以焊接是不銹鋼帶生產不可缺少的環(huán)節(jié)。不銹鋼的焊接要比普通鋼焊接困難得多，特別是當焊縫需要軋制時，對焊接質量的要求就更嚴格，因此，特殊的焊接工藝也是不銹鋼帶冷軋生產的一個特點。(3)不銹鋼帶冷軋前，原料(熱軋卷)要退火，冷軋過程中要中間退火，最終產品還要成品退火，故退火是生產中的重要環(huán)節(jié)。而不銹鋼的種類繁多，各種鋼的屬性不同，熱處理的目的、方法和要求都不盡相同，有一套獨特的工藝制度。(4)冷軋不銹鋼帶對表面質量的要求十分嚴格，不僅不允許殘留前工序帶來的冶金缺陷和加工缺陷，而且也不允許有冷軋加工過程所造成的明顯缺陷。為此，冷軋生產過程中采取了一系列消除和防護的措施。例如：為消除熱軋的氧化鐵皮，熱軋鋼帶要進行拋丸處理和酸洗；為了消除坯料帶來的缺陷和冷軋；熱處理后造成的缺陷，鋼帶往往要在修磨機組上修磨；為保證冷軋后的表面質量，對軋輥的研磨有非常嚴格的要求，為了防止生產過程中擦劃傷鋼帶，要求各機組的鋼卷要卷緊、卷齊，而且在冷軋前后偽許多機組卷取時都要在鋼卷的層間墊上保護紙；另外，在容易產生擦劃傷的操作和設備上也采取了一些特殊防護措施；為了得到良好的、均勻的表面光澤，有的成品退火后還要酸洗；有特殊要求的光亮鋼板還要進行保護氣氛退火；有的產品表面還要覆膜等?？傊?，冷軋不銹鋼帶的生產是一個精工細作的工藝過程，是其他鋼種不可比擬的。(5)不銹鋼帶的精整有一些特殊的要求。例如平整工序既要改善板形，又要用粗糙度很低(麻面板除外)的軋輥，生產光亮的2B鋼扳，對于鐵素體不銹鋼還要通過控制平整量來改善鋼板的成形性能。不銹鋼由于鋼質較硬；同時對平直度要求嚴格，必須用強力矯直機矯直，而且不同厚度的產品往往需用不同的矯直方法；不銹鋼冷軋產品通常以成卷和切板兩種方式交貨，因此，現(xiàn)代化的不銹鋼冷軋廠分別設置有縱切機組和橫切機組。3.3.2冷軋不銹鋼帶生產工藝技術3.3.2.1冷軋機的類型軋制不銹鋼這種高合金高硬度及冷軋加工硬化傾向大的材料，而且要求軋制達到高效率、高精度，必須使用剛性大的軋機。最初，不銹鋼冷軋多采用四輥可逆武軋杌，四輥軋機雖然工作輥、支撐輥直徑大，牌坊也很大，但是軋機的剛性不足，軋制精度不高。針對這種情況逐漸開發(fā)出了MKW偏八輥軋機、十二輥軋機、二十輥軋機等多輥軋機。多輥軋機與四輥軋機相比有以下優(yōu)點：(1)塔形支撐輥系的多輥軋機(十二輥、二十輥軋機)，工作輥整個輥身以支撐輥的鞍座支撐在軋機牌坊上，軋輥寬度方向的彎曲變形很小，從而能夠使用小直徑的工作輥；(2)由于軋機剛度提高，并使用了高硬度軋輥，同時可以快速更換工作輥，因而有可能生產出高精度、優(yōu)質表面的鋼帶；(3)為生產0.5—0.05mm厚的寬幅薄鋼帶提供了可能性；(4)在多輥軋機上實行強化壓下，使軋機道次減少，并有可能減小軋程，從而提高生產效率，降低成本；軋機的體積小、質量輕；相對降低了設備費用。3．3．2．2影響冷軋的因素A摩擦系數(軋制潤滑劑)不銹鋼冷軋機必須使用軋制潤滑劑，特別是在多輥軋機(十二輥、二十輥軋機)上軋制時。其目的有兩個：一是工藝潤滑，減小軋輥和鋼帶接觸面上的摩擦系數，減小軋制壓力和所需的傳動動力，改善產品的表面狀態(tài)；二是冷卻軋輥和鋼帶，將軋制過程中產生的變形熱帶走，使軋機處于正常工作狀態(tài)。多輥軋機使用的潤滑劑有礦物油和乳化液等，軋輥和鋼帶的摩擦系數因潤滑油的種類和潤滑方式而不同，與軋輥、鋼帶的表面狀態(tài)以及軋制溫度、軋制速度、壓下率等條件有關，通常在0．04~0．15之間。B前后張力冷軋時的張力對軋制壓力有很大的影響，也是影響板形和板厚的重要因素。多輥軋機是采用大張力軋制，不銹鋼帶冷軋需要的張力更大些。在單機架可逆軋機上，張力是在軋機與卷取機之間產生的；形成前張力的卷取機處于電動工作狀態(tài)，而形成后張力的卷取機則處于發(fā)電工作狀態(tài)。在軋制過程中，一般都采用恒張力控制，要維持張力不變動，由于前卷取機帶卷的直徑越來越大，則卷取機應逐漸降速；而后卷取機帶卷直徑越來越小，故應逐漸加速，以保持相應的線速度不變。不同的軋機、不同的材料及不同的產品規(guī)格，設定不同的前后張力。最大單位張力值一般在(0．3—0．5)值的范圍內。采用二十輥森吉米爾軋機軋制Ni-Cr系不銹鋼帶的張力為390~490MPa；軋制鉻系不銹鋼帶的張力為295—390MPa。一般在第一道次軋制時，因酸洗機組等的卷取張力較小，因此不能用大張力，以免造成帶卷層間錯動而擦傷表面。在以后的道次中可以施加大張力軋制，根據軋制品種和規(guī)格，或前張力大于后張力，或后張力大于前張力。當軋制鐵素體不銹鋼帶，軋后采用罩式爐退火時，成品道次的單位張力應適當減小一些，以防止退火中產生粘結。在焊縫過軋輥時，張力也應適當減小一些。C軋制速度軋制速度的變化會對軋輥和鋼帶間的摩擦系數有影響，從而影響軋制壓力和鋼帶厚度。多輥軋機軋制速度高，現(xiàn)代二十輥軋機軋制不銹鋼帶的軋制速度可以達到800m／min(帶寬不小于1110mm)及1000m／min(帶寬為1320mm)。高軋制速度要求熱軋帶坯有完全良好的性能，因為對材料上的某些缺陷，高速軋制時比在較低軋速時會產生更多的影響，導致軋制設備及產品產生較大的損害。因此，安排第一道次軋制時應用較低的軋制速度，以便對軋制的鋼帶做準確的檢查，并記錄下影響高速軋制的缺陷的位置。從第二道開始，才在利用軋機電動機能力和帶鋼張力的條件下，提高軋制速度并減速通過有缺陷的部分。D軋輥冷軋機使用的軋輥必須有高的硬度、強度和耐磨性，同時還必須有一定的韌性。多輥冷軋機使用的軋輥材質為高鉻鋼和高速鋼。不同部位的輥子應選擇不同成分的鋼。為保證冷軋產品的表面質量，對工作輥的表面有嚴格的要求，不僅要有一定的粗糙度，而且不得有任何肉眼可見的缺陷(裂紋、壓坑、壓痕、研磨紋、螺旋紋等)。軋輥在使用前要經過細致研磨和檢查。在軋制過程中還要勤檢查，發(fā)現(xiàn)問題立即換輥。所以軋制不銹鋼帶時換輥很頻繁，一般每軋一卷要換一次工作輥，有時則要換數次。2.3.2.3壓下制度壓下制度包括對軋制道次，壓下量及軋程等的規(guī)定。壓下制度應根據軋機的特點(軋機機型、主電機功率、軋制壓力、軋輥硬度、工藝潤滑、卷取電機功率及張力等)確定，同時隨軋制產品品種、尺寸及熱處理質量等變化。合理的壓下制度對提高軋制效率、產品質量及降低消耗量具有重要意義。實際上，在制定壓下方案時；壓下制度是根據金屬對軋輥的壓力和主電機負荷來確定的。通常在最初兩道次，壓下量受主電機負荷的限制。在冷軋時，經常在第一道次規(guī)定大壓下量，在隨后各道次內壓下量逐步減少，以便在各道次內保持金屬對軋輥壓力趨于一致。在某些情況下，為了生產加工硬化的鋼帶或者生產具有最小翹曲度且厚度均勻的鋼帶，而明顯地增加軋制道次。軋制時，金屬對軋輥的單位壓力和總壓力不得超過設計標準。對于四輥軋機單位壓力不大于1700MPa；對于多輥軋機單位壓力在2000～2500MPa范圍內。各道次的壓下量和一個軋程的總壓下量也取決于被軋鋼帶的力學性能及其在軋制過程中的變化。如經過淬火處理，=320MPa、=50%的1Crl8Ni9Ti不銹鋼帶，在1680mm四輥可逆式冷軋機上從3mm厚軋到1.5mm厚，用7個道次完成；而經過淬火處理，=600MPa、=26％的1Crl8Ni9Ti不銹鋼帶在相同條件下，厚度由3mm軋到1.5mm要用9—11個道次軋制才能完成。工藝潤滑與軋輥表面粗糙度對壓下制度有很大的影響。如1Crl8Ni9Ti不銹鋼帶，在1680mm四輥可逆軋機上，采用20號機油作工藝潤滑劑，用表面粗糙度Ra=0．8或Ra=0．4的軋輥軋制，要用11個道次將厚度從3mm軋到1．5mm。但是，改用表面粗糙度Ra=0．1的軋輥軋制同一規(guī)格產品，軋制道次可能減少到9道，甚至7道。采用有效的工藝潤滑有可能將1個軋程的總壓下率提高到80%或更高一些。按照傳統(tǒng)工藝，使用20號機油時，將厚度為3mm的坯料軋到0．7mm厚的成品要用兩個軋程(帶鋼厚度為1．5mm時進行中間熱處理)，總道次為16道，兩次熱處理之間的總壓下率為50％和53．3％。采用一種叫28的光亮油時，在能將道次降為11道的條件下，用76．7％的總壓下率在一個軋程內軋成。采用聚合物棉子油時，能在13道次內，以81。．6％的總壓下率將厚度為3．8mm的大卷坯料軋制成0．7mm厚的成品，用這樣的壓下量不僅可以軋制塑性良好的奧氏體不銹鋼，也可以軋制難變形的奧氏體-鐵素體、奧氏體—馬氏體不銹鋼。強制壓下制度會促使鋼帶溫度升高，從而改善鋼帶的蛆塑性。在這種條件下，總壓下量雖然相當大，但是，軋制時不會出現(xiàn)鋼帶裂邊現(xiàn)象。在多輥軋機上實行強化壓下，可以減少軋制道次，減少中間退火次數。1Crl8Ni9Ti不銹鋼用四輥軋機從3．0mm厚的坯料軋制0．4—0．5mm厚的成品，需要進行一次中間熱處理，而用多輥軋機軋制，卻不需要中間熱處理，不經中間熱處理而采用大壓下量也能生產出優(yōu)質表面的不銹鋼帶。在總壓下率為97％的條件下，多輥軋機的高強度、高剛度有可能保持每道次的相對壓下量不變，因而能比其他類型軋機更有效地利用主電機的功率。3．3．2．4板形控制板形控制的目的是要軋出橫向厚度均勻和外形平直的帶材。板形控制中，鋼帶的橫向厚度差和鋼帶平直度是兩個不同的物理概念。橫向厚度差是表示鋼帶橫斷面上厚度分布不均勻性的指標；平直度是表示鋼帶失去平坦的外形表面特征而出現(xiàn)浪形、翹曲等形狀缺陷的指標，其直接原因是軋制鋼帶在寬度方向變形的不均勻性。二者沒有必然的聯(lián)系，軋出的鋼帶橫向厚度差很小，但因不均勻變形其平直度可能很差。但是二者也有著非常密切的聯(lián)系，它們都取決于軋制時工作輥輥形曲線的形狀。因此，板形控制是在來料板形良好的條件下，調節(jié)有載輥縫的形狀，使其與來料鋼帶斷面形狀保持一致，以此減小橫向不均勻變形，使軋制的板形平直。調節(jié)有載輥縫的形狀，對于多種形式的二十輥軋機來說都比較容易。由于二十輥軋機的結構特點，都有多種板形調節(jié)手段，一般均有徑向輥形調整機構、軸向輥形調整機構；分體式軋機有軋輥傾斜調整功能；部分直接壓下的二十輥軋機還設有液壓彎輥機構等，對于四輥軋機，板形控制最基本的方法是確定適當的軋輥凸度，也就是考慮鋼帶寬度方向的壓力分布特征，把軋輥磨成中間部分稍有凸起的形狀?，F(xiàn)代化的四輥軋機還采用了其他板形調節(jié)機構，如軋輥傾斜、液壓彎輥、CVC軋機軋輥軸向移動、乳化液流量分段控制等。另外，板形的好壞也要受到其他一些操作因素的影響，例如張力和軋制壓力的適當與否。一般板形的好壞是通過軋制過程中沿鋼帶寬度方向各部位張力的大小反映出來的，這就需要靠操作者的經驗來判斷并進行調整。近年來，板形的在線檢測裝置和各種控制技術在生產中得到了越來越廣泛的應用，特別是在寬鋼帶軋機上，并將成為今后冷軋技術的重要發(fā)展方向。3．3．2．5厚度控制冷軋不銹鋼帶應厚度均勻、偏差小，這是衡量產品質量的一個重要指標?？刂其搸У暮穸?，很大程度上依靠提高冷軋的軋制精度，既要設法減少和消除厚度不均，又要盡量縮小厚度偏差范圍。鋼帶厚度不均勻是由兩方面的原因造成的：一是冷軋原料不良，如熱軋卷的厚度不均勻及坯料退火不良，導致鋼帶長度方向的變形抗力不均等；二是冷軋自身造成的，如張力變化、速度變化、軋輥偏心、軋輥軸承的油膜厚度變化等。對于前者，除要求前部工序改進外，還應在冷軋中設法消除。對于后者，則要靠不斷改進冷軋操作來改進。隨著冷軋機速度和不銹鋼產品質量的不斷提高，手動調節(jié)厚度已不能滿足要求，因此在不銹鋼冷軋機上都裝設有厚度自動控制裝置(AGC-)。AGC是通過測厚儀或傳毖器對鋼帶實際厚度連續(xù)地進行測量，并根據實測值與給定值比較得出的偏差信號，借助于檢測控制回路和裝置或計算機功能程序，改變壓下位置、張力或軋制速度，把厚度控制在允許偏差范圍內的調節(jié)方法。3．3．3冷軋不銹鋼帶生產工藝流程由于不銹鋼的品種繁多，性能各異，對產品質量要求也有很大差別，因此，不銹鋼冷軋鋼帶的生產工序多，生產過程復雜。一般冷軋不銹鋼帶的生產工藝流程如圖7-4所示。對于某些熱軋鐵素體、馬氏體不銹鋼來說，可以在連續(xù)爐中進行退火，但在實際中此類鋼種的退火通常是事先在罩式退火爐中進行的。而在熱軋退火酸洗機組上只進行除鱗和酸洗處理。在機組上進行退火和酸洗處理的是熱軋奧氏體鋼卷。光亮退火是冷軋退火酸洗工序的一種最終退火處理方法，也是用戶所要求的產品表面加工狀態(tài)——光亮熱處理(表面加工等級NO．9)。光亮退火機組的形式有臥式光亮退火機組、立式光亮退火機組及罩式光亮退火爐。鐵素體和馬氏體不銹鋼帶一般在罩式光亮退火爐中進行。為修正鋼帶的板形，成品不銹鋼帶應進行平整。雖然經過平整對板形進行了一次修正，但要生產出完全平直的鋼帶，還必須進行矯直。通常是在輥式矯直機上進行矯直。隨著對產品平直度要求的提高，近年來拉伸彎曲矯直機得到了較大發(fā)展。特別是對于薄的不銹鋼帶，平整的效果甚微，主要依靠拉伸彎曲矯直機來進行板形修正。3．3．4不銹鋼帶冷軋設備3．3．4．1原料準備機組及鋼帶焊接A原料準備機組為了提高不銹鋼帶冷軋成材率，在軋制前需要在每卷鋼帶的兩端焊接引帶；當熱軋卷的單重較小時，為了提高冷軋機生產率和收得率需要將小的鋼卷并為大卷。原料準備機組的作用就是并卷和焊接引帶。在準備機組上還可以進行縱剪切邊。準備機組由開卷機、矯直機、切頭剪、引帶送人裝置、焊接機、圓盤剪、碎邊機、張力裝置及卷取機等主要設備組成。準備機組焊接引帶的過程是：呈小卷的引帶首先上到開卷機上，經開卷、矯直、切頭、切尾后，將引帶尾部停在電焊機的焊接位置；直條的引帶用引帶移人裝置將其送到機組線上，經切頭、切尾后送到焊接機等待焊接不銹鋼。引帶移人裝置采用真空提升機構，將引帶從堆放位置吸起并移送到準備機組線的輥床上。然后，機組上料小車將不銹鋼卷從鋼卷儲備臺送到開卷機卷筒上；鋼卷開頭后經夾送輥、矯直機，送到橫切剪上切頭，再將不銹鋼帶頭送到焊接機與引帶帶尾對正；電焊機將引帶和不銹鋼帶焊接在一起。焊接采用惰性氣體保護金屬電弧焊技術，以對接的方式焊接。焊好頭部引帶后卷取機將引帶和不銹鋼帶一起卷在卷筒上；當不銹鋼帶尾部到達橫切剪時，機組停機進行切尾，并將帶尾停在焊接機處準備焊接尾部的引帶。尾部引帶焊好后，卷取機將整卷鋼卷連同引帶一起卷到卷筒上。機組上設有圓盤切邊剪，根據生產需要，可以在準備機組上進行切邊操作。圓盤剪配有、碎邊剪，將切下來的廢邊切成小段進行回收；或者配置一臺卷繞設備將較薄鋼帶的廢邊卷成球形回收。在圓盤剪人口側配有用于鋼帶喂人的三輥糾偏裝置；圓盤剪刀片的水平和垂直間隙采用電動方式進行調整，并可根據剪切厚度自動設定；可根據鋼帶寬度調整兩側刀片的距離。機組出口區(qū)配備有張力裝置、卷取機、卸卷小車及鋼卷儲放臺等設備。輥式張力裝置使鋼帶在卷取機上建立張力將鋼卷卷緊。并卷的過程與焊接引帶的過程基本一樣，除焊接頭尾的引帶工作外，還要將幾個不銹鋼卷依次焊接成大卷。B鋼帶焊接冷軋不銹鋼帶生產過程中，鋼帶往往要經過多次焊接，除了在準備機組上焊接引帶和并卷外，在連續(xù)退火酸洗機組、修磨機組上，不同鋼卷還需要頭尾連接。焊接引帶和兩卷頭尾連接的焊縫，在生產過程中能經受住彎曲變形不發(fā)生斷帶即可。而并卷焊接的焊縫，要求能夠通過軋機進行冷軋變形而不發(fā)生斷裂?？梢姡搸Ш附訉τ诓讳P鋼帶生產是很重要的。a不銹鋼帶焊接方法不銹鋼帶的焊接方法主要有氬弧焊、等離子焊、點焊、縫焊等，介紹如下：（1）氬弧焊是惰性氣體保護電弧焊的簡稱。氬弧焊有惰性氣體保護鎢極電弧焊(TIG焊)和惰性氣體保護金屬電弧焊(MIG焊)之分。TIG焊采用的保護氣體是純度很高（99.9％）的氬氣(也有的用氮氣)，使用的電極是非消耗性的鎢棒。由于是在保護氣氛下焊接，焊縫的強度、致密度都比較好。焊接時的主要工藝參數是控制焊接電流、電弧長度、電極角度和焊接速度和保護氣體的流量等。這種方法適用于厚度在3mm以下的不銹鋼帶的焊接。MIG焊采用氬氣作保護氣體，使用的電極是消耗性的細實心焊絲，焊絲材質與母材相近，保護氣體的純度要求較低，可以用氬氣，也可以用氬氣加Q、N2、c02的混合氣體。焊接的工藝參數與TIG焊相似，但比TIG焊接速度快、效率高，適用于厚度在3mm以上的不銹鋼帶的焊接。(2)等離子焊是利用等離子電弧進行母材的焊接，也是在保護氣氛下進行的。(3)點焊是電阻焊的一種，是利用兩種以上金屬面上產生的接觸電阻加熱和壓接。這種方法適用于焊接較薄的鋼帶。焊接是將要焊接的兩塊鋼帶頭尾搭接上，用點焊機擠壓搭接的部分，在搭接部分上需要焊接若干個焊點。焊點的數量和強度要保證鋼帶在退火或其他加工過程中不會斷帶。(4)縫焊也是一種電阻焊，和點焊的原理類似，相當于一種“連續(xù)點焊”，適用于焊接較薄的鋼帶。B各種不銹鋼的焊接特性各種不銹鋼的焊接特性如下：(1)奧氏體不銹鋼加熱時不發(fā)生相變，急冷也不會硬化，屈強比較低，延展性好，可以在很寬的溫度范圍內焊接。當采用電阻焊(點焊或縫焊)時，因電阻高焊接部分可獲得良好的力學性能。這種鋼容易焊接，在機組運行中一般不會斷帶。(2)鐵素體不銹鋼一般情況下不發(fā)生相變，冷卻中也不硬化。但是當焊接溫度過高時，晶粒容易粗化，降低延展性。因此，鐵素體不銹鋼焊接時需要防止過熱，尤其是當焊縫要過軋機時，其焊接操作尤需注意。(3)馬氏體不銹鋼受熱后在800—850℃發(fā)生相變，隨后冷卻時會形成馬氏體而硬化。所以這種鋼焊接后必須退火(回火)。采用電弧焊時，在焊機后面要設置退火裝置；采用電阻焊時，可在焊接電流通過后，接著再通人一個回火電流，進行回火。國內一些廠家為改善不銹鋼焊接質量采用了以下措施：(1)選用最適當的焊接方法。實踐表明，并卷和焊引帶以等離子焊接的效果最好，但在大生產中難以全部采用。普遍采用的方法是TIG焊。而國外經常采用MIG焊。(2)改進焊接操作，如控制焊接電流、焊接速度等，以提高焊縫的致密度和強度。(3)為減少焊縫部分的應力集中，在焊縫兩邊打孔，并改進焊縫部位挖邊的形狀(由單弧形改為雙弧形)。(4)馬氏體不銹鋼焊后退火，在退火酸洗機組運行時再進行一次補充退火。3．3．4．2退火酸洗機組(AP)現(xiàn)代化的不銹鋼板帶生產，一般采用熱處理、酸洗聯(lián)合機組來進行冷軋前的原料加工，熱處理的目的是：對于熱軋鋼帶進行軟化恢復塑性；對于冷軋鋼帶消除冷軋后的加工硬化；使成品鋼板達到規(guī)定的力學性能。酸洗的目的是：去掉熱軋及退火時在鋼帶表面生成的氧化鐵皮；對不銹鋼表面進行鈍化處理，賦予鋼板耐蝕性。A不銹鋼熱處理不銹鋼的熱處理方式嚴格分為固溶處理、退火、淬火、回火等方式，但一般生產中習慣地將無論何種熱處理形式統(tǒng)稱為退火。根據不銹鋼帶生產過程，退火可分為原料退火、中間退火及成品退火。a原料退火冷軋不銹鋼帶一般采用熱軋鋼帶為原料。不銹鋼熱軋后硬度都較高，并有碳化物析出。各類不銹鋼退火的目的和方式各不相同，具體介紹如下：(1)奧氏體不銹鋼中含有大量的鎳、錳等奧氏體形成元素，即使在常溫下也是奧氏體組織。但是鋼中含碳較多時熱軋后會析出碳化物。另外，晶粒也會因加工而變形。奧氏體不銹鋼可能含有不大于0．08％或不大于0．15％(質量分數)的碳，而碳在奧氏體中有一定的溶解度。這種鋼的退火是將鋼加熱到退火溫度，使碳化物充分固溶在奧氏體中，然后迅速冷卻，溶人奧氏體中的碳將保持在固溶體中。因此，奧氏體不銹鋼如在足夠高的溫度下退火，并以足夠快的速度冷卻；隨后保持在室溫，那么合金將保持碳的飽和狀態(tài)而無碳化物析出。同時，在退火中調整晶粒度，以達到軟化的目的。奧氏體不銹鋼在920～1150℃之間的溫度范圍內在連續(xù)式退火爐中退火，并緊接著在水中淬火進行固溶處理。淬火溫度根據碳含量及附加合金含量而定。有不穩(wěn)定奧氏體的鋼需要較低的淬火溫度。為防止晶間腐蝕，必須絕對避免碳化物的析出。奧氏體不銹鋼如果長期保持在450～850℃之間，會由于碳化物的析出而變脆。碳化物的析出，除與鉻含量有關外，還與其他合金元素成分有關。(2)鐵素體不銹鋼通常沒有轉變，在高溫和常溫下都是鐵素體組織。但是當鋼中含有一定的碳、氮等奧氏體形成元素時，即使有很高的鉻含量，高溫時也會部分形成奧氏體，在熱軋后的冷卻過程中也會發(fā)生馬氏體轉變，使鋼硬化。這類鋼的退火目的，一方面是使其在軋制中被拉長的晶粒變?yōu)榈容S晶粒；另一方面是使馬氏體分解為鐵素體和晶粒狀或球狀碳化物，以達到軟化的目的。鐵素體不銹鋼的退火，一般在700--950℃溫度范圍在罩式爐中進行。鐵素體不銹鋼的可冷軋性主要取決于晶粒大小，故細晶粒退火最為適宜。細晶粒退火與熱軋鋼帶的結構狀態(tài)相關。粗大的晶粒是不能靠熱處理改正的。(3)馬氏體不銹鋼在高溫下為奧氏體，熱軋后冷卻過程中發(fā)生馬氏體相變，常溫下得到高硬度的馬氏體組織。退火的目的是將這種馬氏體分解為在鐵素體基體上均勻分布的球狀；碳化物，以使鋼變軟。與鐵素體不銹鋼一樣，馬氏體不銹鋼一般在750--900℃溫度范圍內在罩式爐中進行退火，并可采用兩種退火方式：1)在低于Ac3的溫度下退火，快速冷卻；2)在高于Ac3的溫度，下退火，緩慢冷卻。通常采用第二種退火方式，使鋼最大程度地軟化。b中間退火不銹鋼冷軋過程中會產生加工硬化，冷軋變形越大，加工硬化的程度也越高。中間退火的目的是將加工硬化后的冷軋不銹鋼帶通過再結晶退火而軟化，以便進行下一軋程的加工。中間退火的方式與原料退火基本一樣，對于奧氏體不銹鋼采用固溶處理；鐵素體、馬氏體不銹鋼采用退火處理。c成品退火經加工硬化后的成品鋼帶，為了達到所要求的性能往往要進行成品最終退火。成品退火工藝一般與中間退火工藝相同。個別產品根據需方要求而進行特殊處理。例如：對于奧氏體不銹鋼0Crl8NilTi、0Cr18NillNb，可以進行穩(wěn)定化處理，處理溫度為850~930℃；馬氏體不銹鋼可采用淬火、回火處理代替退火，以滿足力學性能的要求。B不銹鋼酸洗不銹鋼表面在加熱時產生的氧化鐵皮或軋制時生成的鐵鱗中，含有Cr3O3和尖晶石FeO.Cr3O3通常呈黑色，有時呈藍色或綠色，為八面體等軸晶系，玻璃光澤，貝殼狀斷面，相對密度為3．5—5．21，熔點高達2435℃；，硬度為7．5—8．5，在80℃溫度下也不溶解于H2S04、HCl或HN03等無機酸。因此，僅采用單獨一種酸進行酸洗，難以除去氧化鐵皮，如果采用混合酸，則能快速除去表面氧化鐵皮。為了加快不銹鋼的酸洗速度，酸洗前還需要對鋼帶進行預處理，以去除部分氧化鐵皮或松脆氧化鐵皮；在酸洗液中則添加強氧化劑或活性劑等。不銹鋼氧化鐵皮中的Cr2O3雖然難溶于酸，但鉻的高價氧化物則易溶于酸，故在酸洗液中添加強氧化劑Fe3+(如Fe2(SO4)3、FeCL3)，這些強氧化劑在其放電還原的同時，把三價鉻氧化成高價鉻，即：把鹵素離子作為活化劑加到酸洗液中，如離子，它們能夠取代氧化鐵皮的氧，也就改變了氧化鐵皮的結構，使其