本鋼SUS304硬態(tài)鋼冷軋生產(chǎn)工藝

供稿|王飛，張群 /

作者單位：1. 本鋼集團(tuán)不銹鋼項目部，遼寧 丹東 118300；2. 本鋼技術(shù)研究院，遼寧 本溪 117022

內(nèi)容導(dǎo)讀

為迎合市場需求，文章對SUS304鋼種的冷軋硬度進(jìn)行了分析并結(jié)合生產(chǎn)實際確定了關(guān)鍵工藝控制參數(shù)，編制了生產(chǎn)試制方案。在本鋼不銹鋼冷軋丹東有限責(zé)任公司采用20輥森吉米爾軋機(jī)一次軋制—冷帶退火酸洗機(jī)組—二次軋制—脫脂清洗—拉矯—檢驗—包裝繳庫—發(fā)貨的工藝流程試制了0.30 mm×1219 mm的SUS304(1/2H)不銹鋼冷軋產(chǎn)品。試制檢驗結(jié)果表明，不銹鋼冷軋產(chǎn)品各項技術(shù)指標(biāo)完全滿足技術(shù)條件要求，而且工藝性能良好，得到了用戶的認(rèn)可。

隨著不銹鋼冷軋產(chǎn)品的普及，對產(chǎn)品性能和表面質(zhì)量的要求也越來越嚴(yán)苛，鑒于硬態(tài)SUS304鋼種具有高硬度，因而其市場前景非常廣闊。硬態(tài)SUS304鋼種根據(jù)不同硬度要求可分為1/4H、1/2H、3/4H和H四種，被廣泛應(yīng)用于餐具、櫥柜、汽車配件(風(fēng)擋雨刷、消聲器、模制品)、醫(yī)療器具、電子、醫(yī)療器械、化工密封件等領(lǐng)域。為迎合市場需求，本鋼不銹鋼冷軋丹東有限責(zé)任公司成功試制了0.30 mm×1219 mm的SUS304(1/2H)不銹鋼，產(chǎn)品各項指標(biāo)均符合技術(shù)條件要求，工藝性能良好，得到了用戶的認(rèn)可。

生產(chǎn)工藝

軋制工藝

生產(chǎn)工藝流程：20輥森吉米爾軋機(jī)一次軋制→冷帶退火酸洗機(jī)組→二次軋制→脫脂清洗→拉矯→檢驗→包裝繳庫→發(fā)貨。原料規(guī)格及軋制目標(biāo)厚度見表1。

表1 原料規(guī)格及軋制目標(biāo)厚度

硬態(tài)鋼最終成品的硬度是根據(jù)加工硬化程度獲得的，產(chǎn)生加工硬化的主要機(jī)制有位錯強(qiáng)化、晶界強(qiáng)化、第二相粒子強(qiáng)化和應(yīng)變誘發(fā)相變強(qiáng)化等。實際上，強(qiáng)化并不是由單一機(jī)制所決定的，多數(shù)情況下是幾種機(jī)制綜合作用的結(jié)果[1]。

對軋制所得的不同變形量的試樣，按GB/T 228.1—2010制作拉伸試樣在拉伸試驗機(jī)上進(jìn)行拉伸實驗，得到SUS304鋼種在不同累積變形量時的常溫屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和延伸率，如圖1-3所示。

本次SUS304硬態(tài)鋼試制采用厚度為0.9 mm的改軋卷作為原料，對該鋼種的變形抗力分析表明軋制工藝是硬態(tài)鋼冷軋生產(chǎn)的重中之重，因此制定的軋制規(guī)程為：

圖1 SUS304鋼屈服強(qiáng)度與累積工程應(yīng)變關(guān)系曲線

圖2 SUS304鋼抗拉強(qiáng)度與累積工程應(yīng)變關(guān)系曲線

圖3 SUS304鋼延伸率與累積工程應(yīng)變關(guān)系曲線

第一次軋制，采用常規(guī)SUS304鋼種軋制規(guī)程，軋制目標(biāo)厚度為0.38 mm。

第二次軋制，采用一道次軋制，目標(biāo)厚度為0.30 mm，具體軋制規(guī)程如表2。

表2 二次軋制規(guī)程

兩個軋程的末道次軋制時，均需檢查表面質(zhì)量并測量帶鋼兩側(cè)的厚度是否符合目標(biāo)厚度公差要求。

配輥工藝

為保證正常軋制，輥系配比及軋輥要求見表3。工作輥上機(jī)前，需要對工作輥輥面進(jìn)行表面質(zhì)量檢查，以保證輥面質(zhì)量滿足配輥要求。在軋制過程中，要實時檢測工作輥表面質(zhì)量，如果造成帶鋼表面缺陷則需要及時更換工作輥。

表3 輥系配比及要求

退火及酸洗工藝

SUS304硬態(tài)鋼的脫脂、退火和酸洗工藝在冷帶退火酸洗機(jī)組進(jìn)行。一次軋程后，采用常規(guī)SUS304鋼種的脫脂、退火和酸洗工藝；二次軋程后，只對帶鋼進(jìn)行脫脂清洗，不進(jìn)行退火和酸洗工藝。脫脂工藝中電導(dǎo)率控制在2～4 μS/cm，溫度控制為80℃，漂洗段的流量控制在5 m3/h。為避免脫脂液和水印殘留，全線輥組通道需保持清潔。

重卷拉矯工藝

重卷拉矯機(jī)組采用兩彎兩矯濕式拉矯對帶鋼板形加以改善。對工藝段中的拉矯單元、抗橫彎單元和矯平單元的工藝參數(shù)以及延伸率的設(shè)定是進(jìn)一步改善帶鋼板形的基本保障，拉矯工藝參數(shù)如表4所示。

表4 拉矯工藝參數(shù)

產(chǎn)品質(zhì)量分析

帶鋼質(zhì)量

兩次軋程后的厚度測量值分別為0.378和0.296 mm，與軋制目標(biāo)厚度相符，滿足公差要求。在重卷機(jī)組切取帶鋼成品試樣，并對試樣兩側(cè)及中間厚度進(jìn)行測量，測量值分別為0.296、0.297和0.296 mm，厚度精度滿足公差要求。經(jīng)拉矯后的板形及表面質(zhì)量良好，均滿足用戶使用要求。

力學(xué)性能

帶鋼成品的力學(xué)性能要求為拉伸性能和硬度兩項指標(biāo)。拉伸性能檢驗按GB/T 228標(biāo)準(zhǔn)測定，技術(shù)條件中的拉伸性能要求按JIS G4305—2005標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。由檢驗結(jié)果可知各項指標(biāo)均滿足技術(shù)條件要求，如表5。

表5 力學(xué)性能檢驗結(jié)果

結(jié)束語

采用20輥森吉米爾軋機(jī)一次軋制→冷帶退火酸洗機(jī)組→二次軋制→脫脂清洗→拉矯→檢驗→包裝繳庫→發(fā)貨的工藝流程，試制0.30 mm×1219 mm的SUS304(1/2H)不銹鋼冷軋產(chǎn)品的各項技術(shù)指標(biāo)完全滿足技術(shù)條件要求，而且工藝性能良好，表面質(zhì)量、力學(xué)性能均得到用戶的認(rèn)可。SUS304(1/2H)的試制成功為完善本鋼不銹鋼品種結(jié)構(gòu)，開拓不銹鋼市場，提高本鋼不銹鋼市場競爭力奠定了堅實的基礎(chǔ)。