不锈钢薄板轧制过程中的边裂质量问题与控制选读.docxVIP

不锈钢薄板轧制过程中的边裂质量问题与控制 1.1 概述 不锈钢（Stainless Steel）是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢。不锈钢的耐蚀性随含碳量的增加而降低，因此，大多数不锈钢的含碳量均较低，最大不超过1.2%，有些钢的ωc（含碳量）甚至低于0.03%（如00Cr12）。不锈钢中的主要合金元素是Cr（铬），只有当Cr含量达到一定值时，钢材有耐蚀性。因此，不锈钢一般Cr（铬）含量至少为10.5%。不锈钢中还含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。 不锈钢由于其优良的耐蚀性、耐高温性、良好的加工性能、外表美观、耐用等特点，被广泛应用于轻工、家电、建材、包装等工业领域。由于不锈钢具有加工温度范围窄、高温变形抗力大、表面质量控制困难等生产难点，使得其生产工艺及设备选型与普通碳钢生产相比有许多不同之处。不锈钢常按组织状态分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体-铁素体（双相）不锈钢及沉淀硬化不锈钢等，另外，可按成分分为：铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。也可以根据牌号将不锈钢分为200系列、300系列、400系列等。每种型号的不锈钢都有各自的性能特点，在实际应用中应根据具体使用特性选择合适的不锈钢。 不锈钢薄板是一种价格不高的材料，但是客户对它的表面质量要求非常高。不锈薄板在生产过程中不可避免会出现各种缺陷，如边裂、划伤、麻点、折痕等，给生产成本以及稳定性造成极大的影响。 1.2 不锈钢薄板轧制过程中的边裂质量问题的定义与表现 在不锈钢薄板热连轧生产中，卷板的两个边部出现不同深度的裂口缺陷，俗称边裂或边裂缺陷，其表现形式如图1、图2所示。 图1 某钢铁企业不锈钢热轧薄板边裂形貌 图2 不锈钢热轧薄板边裂显微形貌 1.3 不锈钢薄板轧制过程中的边裂质量问题的危害 不锈钢薄板轧制过程中，裂边深度严重的达5mm～15mm，轻的≤5mm。这不仅要求冷轧前必须切边, 增加了冷轧工序的切边损失，使冷轧不锈钢厂生产成本增加，而且一旦裂口切不干净，冷轧时裂口，就有扩展和断带的可能性。同时热轧轧制过程中，也存在带钢折断、碎片飞出等轧制稳定性问题和人身安全问题。因此，热轧边裂已成为不锈钢生产、降低成本和保障安全的重大障碍。 1.4 不锈钢薄板轧制过程中的边裂质量问题的成因分析 1.4.1 不锈钢薄板轧生产工艺简介 不锈钢热轧薄板主要由热连轧为主，常规连轧机组有1/2 、3/4 及全连续等几种布置型式。在满足产量要求的前提下, 目前国内使用较多则是单粗轧机架, 即采用1架强力四辊粗轧机进行3～7 道次可逆轧制来满足精轧的坯料要求。这种布置形式可以大大缩短粗轧区长度，有利于减少板坯温降。 表1 国内不锈钢热轧生产厂生产规模及机组配置 序号生产厂家生产品种生产规模机组配置热卷箱精轧立辊1宝钢1780mm200、300、400系I期:不锈钢70万t/a 碳钢216万t/a II期:不锈钢144万t/a 碳钢216万t/aR1+F1～F7有有2联众1780mm200、300、400系60万t/aR1+F1～F7有无3太钢2250mm300、400系不锈钢196.4万t/a 碳钢196.4万t/aR1+F1～F7有有4唐钢1580400系为主60万t/aR1+F1～F7有有5西南不锈1450300、400系80万t/aR1+F1～F7有有 1）加热炉 不锈钢导热能力与碳钢有较大区别（图3）。一般相同尺寸的不锈钢板坯加热时间大于碳钢板坯，由于板坯内外温度差大，不锈钢板坯的热应力也较碳钢大，使得铁素体和奥氏体不锈钢承受因加热速度产生热应力的能力也不尽相同。因此，尺寸较长的加热炉对不锈钢板坯的加热控制有利。 图3 不锈钢、普通钢导热系数对比 2）粗轧区域 不锈钢对表面质量要求比较高, 通常来说在热轧过程中通过高压水粗除鳞去除板坯表面的一次氧化铁皮，可最大限度地减小氧化铁皮覆盖层厚度。根据国内各钢厂的对比，除鳞喷嘴处的出口压力设计为20～25MPa较为合适。 一般热连轧粗轧机前都配置有立辊轧机，与粗轧机近接布置。用于控制带钢宽度和形状，同时将板坯的边部由铸态组织变为轧态组织，避免在水平轧制中出现边裂。这些功能对于防止不锈钢的热轧边裂尤为重要。 由于不锈钢加工温度范围窄、高温变形抗力大的特性，为了减少轧件在轧制过程中的温降，粗轧阶段采用高温快轧、抢轧的方法。以尽可能少的轧制道次将板坯轧制成中间坯厚度。因此，轧机的力能参数选择上比同规格的碳钢轧机要大一些。 3）热卷箱 热卷箱的主要作用是：精轧机组可以不采用升速轧制，可减少主电机功率和轧机速度，且可以缩短轧线长度，减少投资。相同情况下可以降低板