不锈钢生产工艺概述培训资料.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,不锈钢生产工艺概述,季志雷,2009,年,5,月,8,日,主要内容,一、不锈钢基础知识,二、不锈钢炼钢工艺及装备,三、不锈钢热轧工艺及装备,四、不锈钢冷轧工艺及装备,在大气、水、酸、碱和盐等溶液，或其他腐蚀介质中具有化学稳定性的钢的总称,耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的通常称为,不锈钢,耐酸、碱和盐等强介质腐蚀的通常称,不锈耐蚀钢,耐高温环境中介质腐蚀的通常称为,不锈耐热钢,不锈钢在石油化工、原子能、轻工、纺织、食品、家用器械、电器、汽车等方面应用广泛,不锈钢的定义,一、不锈钢基础知识,1904-1906,年，法国人吉耶（,L.B.Guillet,）首先对,Fe-Cr-Ni,合金进行了基础研究,1907-1911,年，法国人波特万,(A.M.Portevin),和英国人吉森,(W.Giesen),分别发现了,Fe-Cr,和,Fe-Cr-Ni,合金耐蚀性,1908-1911,年，德国人蒙娜尔茨,(P.Monnartz),揭示了钢的耐蚀性原理并提出了钝化的概念,19121913,年，英国人布里尔利（,H.Brearly,）发明了含,12-13%Cr,的,马氏体,不锈钢并获得专利,1911-1914,年，美国人,Dantsizen,发明了含,14-16%Cr,0.07-0.15%C,的,铁素体,不锈钢,19121914,年，德国人毛雷尔,(E.Maurer),和施特劳斯,(B.Strauss),发明了,18-8,奥氏体,不锈钢，并于,1929,年取得专利权,1931,年，在法国的,Uniex,实验室开发了,双相,不锈钢,一、不锈钢基础知识,不锈钢的历史,不 锈,钢,钢,=,Fe-C,%C,小于 2%,不生锈=不氧化,铬氧化膜,保护钢的机体,Cr,2,O,3,不锈钢的耐腐蚀原理,Cr,是比,Fe,更容易氧化的金属,Cr,与空气中的,O,2,反应生成铬的氧化层,稳定的氧化膜要求,Cr 12%,一、不锈钢基础知识,一、不锈钢基础知识,Cr,对不锈钢的耐腐蚀性的影响,Fe-Cr,二元合金相图,一、不锈钢基础知识,Fe-Cr,二元相图,碳、氮对,Fe-Cr,二元相图的影响,一、不锈钢基础知识,相界,相界,合金元素对组织的影响:,扩大铁素体元素:,Cr,Mo,Si,Nb,Ti,扩大奥氏体元素,:,C,N,Ni,Mn,Cu,不锈钢分类（按组织）:,马氏体,M,artensitic,铁素体,F,erritic,奥氏体,A,ustenitic,双相,duplex(ferritic-austenitic),不锈钢的分类,一、不锈钢基础知识,合金元素与组织的关系,Schaeffler-Delong,图,420J1,Cr=Cr+2Si=,13.91,Ni=Ni+25C+30N+0.5Mn,=,5.98,BN1P,Cr=Cr+2Si=,15.66,Ni=Ni+25C+30N+,0.5Mn+0.3Cu=,12.37,一、不锈钢基础知识,420J1,BN1P,不锈钢,铬系,（,AISI400,系）,铬镍系,（,AISI300,系）,马氏体不锈钢,铁素体不锈钢,奥氏体不锈钢,双相不锈钢,沉淀硬化不锈钢,Fe-Cr-C,Fe-Cr-Ni,2Cr13(420),1Cr13(410),1Cr17Ni2(431),0Cr17(430),0Cr11Ti(409),AISI200,系,0Cr19Ni9(304),0Cr17Ni12Mo2(316),1Cr17Mn6Ni5(201),1Cr18Mn8Ni5N(202),1Cr25Ni5Mo1.5(329),Cr25Ni5Mo3N,0Cr17Ni7Al,AISI600,系,钢种分类,代表钢种,按组织结构,按化学成分,00Cr25Mo2(446M),一、不锈钢基础知识,奥氏体不锈钢的发展简图,1Cr18Ni9,0Cr19Ni13Mo3,00Cr19Ni13Mo3,超级不锈钢,0Cr17Ni12Mo2,00Cr18Ni14Mo2Cu2,00Cr17Ni14Mo2,00Cr19Ni15Mo4.5N,00Cr17Ni13Mo2N,0Cr17Ni12Mo2N,316NG,0Cr23Ni13,0Cr18Ni10Ti,0Cr18Ni9,0Cr18Ni11Nb,00Cr19Ni10,0Cr18Ni11Nb,0Cr19Ni9N,00Cr19Ni10N,304NG,0Cr20Ni11,1Cr18Ni12,0Cr18Ni9Cu3,Y1Cr18Ni9,Y1Cr18Ni9Se,1Cr17Mn6Ni5N,2Cr17Mn15NiN,1Cr18Mn10Ni5Mo3N,1Cr17Ni7,强度,N,、,Mn,代,Ni,强度,C added,N,、,Mn,代,Ni,耐蚀性,Mo added,切削性能,S added,表面加工,Se added,降低加工硬化,Ni added,冷加工性,Cu added,焊后耐蚀性,C Lowered,耐晶间腐蚀性,C Lowered,强度,N added,耐蚀性、强度,耐晶间腐蚀性,Ti,added,耐晶间腐蚀性,Nb added,焊接性,Cr Ni increased,强度,N added,核工业,Ta,、,Co Lowered,耐蚀性,Mo,added,强度,N added,耐晶间腐蚀性,C lowered,强度、耐晶间腐蚀性,N added,耐还原介质,Cu added,强度,N added,耐蚀性,Mo added,耐晶间腐蚀性,C lowered,Cr Ni lowered,加工硬化,一、不锈钢基础知识,低铬系不锈钢的发展简图,410,409L,409SR,410S,410L,耐蚀性、成型性,C lowered,焊接性、成型性,C Cr lowered Mn Cu added,焊接性,C lowered,焊接性、成型性,C Cr lowered Ti added,高温抗氧化性,Si added,410DH,420J1,420J2,耐磨性、硬度,C increased,耐磨性、硬度,C increased,420H,429J1,440A,C increased,耐磨性、硬度,Cr added,硬度,C added,耐磨性、硬度,410DB,Cr lowered Mn added C N controlled,未回火处理下提高硬度,一、不锈钢基础知识,中高铬系不锈钢的发展简图,430,430CuN,430LN,445MT,430LNM,434LN1,SX1,30-2,430UD,430XT,429EX,439L,MH1,432LTM,436LT,430AB,430LNAB,18-3SR,20-5USR,高温氧化性,C lowered Al added,高温抗氧化性,C lowered Al increased La Zr added,抗细菌性,Ag added,焊接性、耐蚀性、成型性,C lowered Nb added Cr increased,高温强度、焊接性、成型性,C Lowered Nb Si added,高温强度,Mo added,成型性,C lowered Ti added,耐蚀性,Mo added,耐蚀性,Cu added,耐蚀性、焊接性,Cr increased,耐蚀性、焊接性、成型性,C lowered Cr increased Nb added,耐蚀性,Mo added,耐腐蚀性,C lowered Mo increased,耐蚀性,C Increased,耐蚀性,Mo added,耐蚀性,Cu added,430J1,436J1,436L,焊接性、耐蚀性,Mo added,焊接性、耐蚀性,C lowered,444,445J1,445J2,447J1,434LN2,Mo Increased Ti added,耐蚀性、深冲性,耐蚀性,Cr Mo Increased Nb added,深冲性能,Mo increased,耐蚀性,C lowered Nb N added,耐蚀性,Cr added,耐蚀性,C lowered Ti added,耐蚀性,Cr added,耐蚀性,一、不锈钢基础知识,特性,马氏体,铁素体,奥氏体,双相,沉淀硬化,耐蚀性,不锈性,耐全面腐蚀,耐点蚀、缝隙腐蚀性,耐应力腐蚀性,耐热性,高温强度,抗氧化性、抗硫化性,热疲劳性,焊接性,冷加工,焊接性,深冲性能,深拉性能,易切削性,强度,塑性,韧性,室温强度,室温塑性、韧性,低温韧性、塑性,其它,磁性,有,有,无,有,有无,导热性,线膨胀系数,小,小,大,中,中,优,良,中,差,一、不锈钢基础知识,钢的物理性能,一、不锈钢基础知识,钢种,比重,热膨胀系数,导热率,(20,下,),比热,电阻系数,(20200),(20,下,),(20,下,),马氏体,7.7,10.510,-6,30,460,0.55,铁素体,7.7,1010,-6,25,460,0.60,奥氏体,7.93,16,10,-6,15,500,0.73,双相钢,7.8,1310,-6,15,500,0.80,碳钢,7.85,1110,-6,50,502,0.17,钢种,特性,用途,SUS304,用途广泛，具有良好的耐蚀性、耐热性、低温强度和机械性能，冲压弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象，无磁性,家庭用品（,1,、,2,类餐具）、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸、汽车配件、医疗器具、建材、化学、食品工业、农业、船舶部件,SUS304Cu,由于加入,Cu,改善了成型性，有利于深加工，特别是深冲加工,家庭用品，暖瓶，水槽、浴槽,SUS304Ni9,由于提高,Ni,含量,改善了成型性，有利于深加工，特别是深冲加工,家庭用品，暖瓶，水槽、浴槽,SUS304L,碳含量比,SUS304,低，耐晶间腐蚀性能优越，用于焊接后难以进行热处理的部件类。,需要较高耐腐蚀性的化学、煤炭、石油产业部门的设备、建筑材料、耐热部件和难以进行热处理的部件。,SUS316,比,SUS304,更耐海水和其他溶剂腐蚀，高温强度特别好，可在苛刻的条件下使用，加工硬化性好，无磁性,海水、化学、染料、造纸、草酸、肥料生产设备、照相、食品工业、沿海设施,SUS316L,碳含量比,SUS316,低,耐晶间腐蚀性比,SUS316,好，高温强度稍差，可在苛刻的条件下使用，加工硬化性好，无磁性,海水用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料生产设备、照相、食品工业、沿海设施，铁别适用于机械及化工工业设备,SUS321,添加,Ti,含量，耐晶间腐蚀性好、耐热性，高温强度及高温抗氧化性良好，加工性、焊接性能良好，不推荐用于表面装饰件,耐热材料，汽车、飞行器排气管管路，锅炉炉盖、管道，化学装置、热交换器、喷气发动机、高压锅,SUS301,Cr,、,Ni,含量低于,304,，通过冷轧加工后强度及硬度提高。冷轧后带有一定磁性,列车、航空器、车辆、弹簧,SUS301L,在,301,的基础上降低,C,的含量，从而改善了晶间腐蚀。添加,N,，弥补,C,含量降低而引起的强度下降,列车车辆结构及外部装饰,SUH409L,加工性能、焊接性能良好，高温抗氧化性能良好，能够承受的温度范围从室温直到,575,C,广泛用于汽车尾气排气系统,SUS410L,与,409L,相比，含铬高,0.5%,，在常温下含有少量马氏体组织，屈服强度、硬度较高，延伸率较低；不含,Ti,，与,SUH409L,钢种相比表面质量较好，但焊接性能稍差。,SUS410L,钢种主要用于汽车排气系统部件、冷藏集装箱内衬、西餐刀具、餐具等。由于,SUS410L,钢种的机械性能接近于,SUS430,钢种，在耐蚀性要求不高的某些场合可替代,SUS430,使用。,SUS430,典型的铁素体不锈钢，热膨胀率低，成型性及耐氧化性好,耐热器具、燃烧器、家电产品、,2,类餐具、厨房设备、装饰物及建筑装饰品,SUS436L,因添加了,Mo,、,Ti,及,Nb,，其耐蚀性、加工性、焊接性等优秀，极高度抗汽车尾气冷凝物性能,汽车排气管、电磁炉锅具,439,由于,Ti,稳定元素的加入和,C,的降低，焊接后热影响区耐晶间腐蚀和点蚀的能力加强。高温氧化性能增加。耐全面腐蚀能力稍有增加,由于良好的焊接性、耐蚀性和高温氧化性，其,2B,、,HL,产品普遍应用在汽车排气管部件、电梯面板、家用电器、水槽等。,SUS444,因添加了,Mo,、,Ti,及,Nb,，其耐蚀性、加工性、焊接性等优秀，与,SUS316,相比应力耐蚀和点蚀性能更好,热水器、水箱、汽车排气管,SUS420J2,淬火后强度硬度高，用于高强度机械性质的部件材料。,刀具、管嘴、阀门、板尺、餐具,一、不锈钢基础知识,不锈钢常见表面加工等级,等级,特征及用途,NO.1,热轧,后施以,热处理,及,酸洗,处理的表面。一般用于冷轧材料，工业用槽罐、化学工业装置等。,NO.2D,经,冷轧,后施以,热处理,及,酸洗,得到的无光泽冷轧产品。用于汽车零件、建筑材料、管类等。,NO.2B,NO.,2D,经过调质轧制（,平整,）后的产品，光泽度和平坦度比,NO.2D,表面好。采用改善机械性能的表面处理后，几乎满足所有用途。,NO.3,100120,号研磨带,研磨,出来的产品。具有较佳的光泽度，具有不连续的粗纹。用于建筑内外装饰材料、电器产品及厨房设备等。,NO.4,用,150180,号研磨带,研磨,出来的产品。具有较佳的光泽度，具有不连续的粗纹，条纹比,NO.3,细。用于浴池、建筑内外装饰材料、电器产品、厨房设备及食品设备等。,#240,将,No.2D,或,No.2B,加工材料用,240,号磨粒的研磨砂带进行了,研磨,，厨房器具。,#320,用,320,号研磨带,研磨,出来的产品。具有较佳的光泽度，具有不连续的粗纹，条纹比,NO.4,细。用于浴池、建筑内外装饰材料、电器产品、厨房设备及食品设备等。,#400,将,No.2B,材料用,400,号抛光进行了,研磨,加工，建筑材料，厨房用品。,HL,经适当粒度抛光砂带的连续,研磨,生成研磨花纹的产品（细分,150320,号）。主要用于建筑装饰，电梯，建筑物的门、面板等。,BA,经,冷轧,后施以,光亮退火,，并经过,平整,得到的产品。表面光泽度极好，有很高的反射率。如同镜面的表面。用于家电产品、镜子、厨房设备、装饰材料等。,一、不锈钢基础知识,晶间腐蚀,贫,Cr,理论,Cr,是钢耐腐蚀性的重要元素，无,Cr,不成其为不锈钢,Cr,23,C,6,在晶界析出，由内而外形成,Cr,含量的降低梯度,晶界附近的,Cr,含量小于,12%,，形成局部贫,Cr,区,贫,Cr,区钝化能力不足或完全失去，晶界被腐蚀,晶粒间失去结合力，剥落、开裂,一、不锈钢基础知识,晶间腐蚀,对策措施（,A,钢）,室温状态,C,的溶解度约,0.02%,合金元素方法：,降低碳含量，避免多余的,C,形成,Cr,23,C,6,。,如：,304L,添加稳定化元素：,Ti,、,Nb,，稳定化处理，使多余的,C,形成,TiC,或,NbC,析出。如：,321,、,347,热处理方法：对于上述之外的不锈钢（如：,304,），加热到溶解温度以上，快速冷却，固溶处理，同时，要避免在,Cr,23,C,6,析出敏感温度长期保温（,450,850,）,一、不锈钢基础知识,晶间腐蚀,试验方法,检验材料是否被正确地进行热处理,对于超低碳、稳定化不锈钢（,304L,、,321,），必须先对试样进行,650*2h,的敏化热处理,对于普通不锈钢（,304,），直接进行晶间腐蚀试验,一、不锈钢基础知识,试验介质,评定类型,被腐蚀的部位,硫酸铜,-,硫酸,-,铜屑,弯曲后的形貌,贫鉻区,草酸,腐蚀类型,碳化物,硫酸铁,-,硫酸,单位面积失重,贫鉻区,沸腾硝酸,单位面积失重,贫鉻区、,、碳化物,硝酸,-,氢氟酸,单位面积失重,贫鉻区（含,Mo,钢）,不锈钢的冶炼方法,一步法,EAF,EAF,AOD,VOD,二步法,三步法,EAF,Converter,（,AOD,）,VOD,二、不锈钢炼钢工艺,及装备,过程：熔化期,-,氧化期,-,还原期,-,精炼期,-,连铸,CC,对降低,p,CO,的研究，催生了冶炼技术的进步,真空法,VOD,（,V,acuum,O,xygen,D,ecarburization,）,稀释法,AOD,（,A,rgon,O,xygen,D,ecarburization,）,2,C,+O,2,=2CO,(1),4/3,Cr,+O,2,=2/3Cr,2,O,3,(2),脱碳保铬,二、不锈钢炼钢工艺,及装备,AOD,精炼技术,1968,年美国联合碳化物公司发明，该工艺生产的不锈钢已占到世界总产量的,80,优点,可利用廉价的高碳铬铁和返回钢生产不锈钢,产能比,EAF,单炼提高,4050%,设备简单、基建投资低（,VOD,的,1/3,）,操作方便，在大气下稀释脱碳,可造渣、测温、取样，脱,S,好,缺点,氩气消耗量大,耐火材料单耗高,二、不锈钢炼钢工艺,及装备,AOD,二步法,冶炼,304L,工艺,O,2,/Ar,或,N,2,电炉熔化,出钢,C=1.5-,4,%,脱碳期,1,Ar,：,O,2,=1,：,3,C=0.3%,还原期,加,FeSi,、,SiCr,石灰、萤石造渣,连铸,脱碳期,2,Ar,：,O,2,=1,：,2,C=0.13-0.15%,脱碳期,3,Ar,：,O,2,=2,：,1,C0.03%,还原期,C0.02%,二、不锈钢炼钢工艺,及装备,VOD,精炼技术,1976,年德国,Witten,发明,优点,真空下精炼，脱气效果好,低碳区真空搅拌脱氧，,C,、,N,含量低,在高真空度和强搅拌下进行自由脱碳,缺点,要求,EAF,低的的终点碳（,0.5%,），配料成本高,脱,S,差,生产效率低,二、不锈钢炼钢工艺,及装备,电炉熔化,粗脱碳,C=0.3-,0.4,%,还原脱氧,出钢,钢包除渣,真空吹氧,C0.02%,加冷却剂,合金料,真空脱气,C0.02%,连铸,VOD,二步法,冶炼,304L,工艺,二、不锈钢炼钢工艺,及装备,AOD,与,VOD,二步法,工艺参数、钢质比较,冶炼方法,钢水条件,脱碳条件,冶炼时间,C,O,N,S,温度,碳,吹炼气体强度,脱碳时间,真空度,AOD,1500,1.5-,4.0,0.8-1.8,45-60,0,60-90,100,3-100,80-130,10,VOD,1600,0.2-,0.5,0.33-0.80,40-50,20-0.2,60-90,10,3,5,100,二、不锈钢炼钢工艺,及装备,三步法,冶炼不锈钢特点,原材料适应性强，适合于吹炼高配碳（,C1.8%-4.0%,）的入炉粗钢水，生产成本降低,以,N,代,Ar,，,Ar,气消耗大幅度降低（,1.0Nm3/t,）,AOD,或转炉采用高供氧强度，脱碳速度很高（,0.1%/min,），可快速脱碳至,0.2-0.3%,，温度至,1650-1700,，,Cr,的回收率高,VOD,中真空条件下氮分压很低，低碳区脱碳速度较,AOD,也高，加上良好的底吹搅拌，有良好的的脱氮效果,产品范围广、质量高，可生产超低,C,、,N,钢，气体及夹杂物含量低,二、不锈钢炼钢工艺,及装备,大包回转台,钢水包,中间包,结晶器,弧形连铸机,二冷,火焰切割,不锈钢连铸,二、不锈钢炼钢工艺,及装备,连铸关键技术,温度控制,T,凝固温度,=1538-65C-13Si-4.8Mn-1.5Cr-4.3Ni-2.5Mo-5Cu,无氧化保护浇注：钢包、中间包、水口、结晶器,保护渣,结晶器振动,M-EMS,电磁搅拌,S-EMS,电磁搅拌,二、不锈钢炼钢工艺,及装备,不锈钢薄带连铸连轧工艺,薄带连铸技术是冶金及材料研究领域内的一项前沿技术，它的出现正为钢铁工业带来一场革命，它改变了传统治金工业中薄型钢材的生产过程。将连续,铸造,、,轧制,、甚至,热处理,等整合为一体简化了生产工序，缩短了生产周期。最有发展前途的当属,双辊薄带连铸技术,。该技术在生产,0.72,mm,厚的薄钢带方面具有独特的优越性。,二、不锈钢炼钢工艺,及装备,美国纽克公司（,Nucor,）薄带连铸,Castrip,工艺,2002,年,5,月开始热试车，成为世界上第一套全商业化的双辊薄带钢连铸厂，用来生产碳钢和不锈钢。,二、不锈钢炼钢工艺,及装备,二、不锈钢炼钢工艺,及装备,铸机类型：,VSB,（垂直固态弯曲，,Vertical solid bending,）,弯曲半径：,3250mm,钢包容量：,180t,中间包容量：,25t,，工作液面,1000mm,结晶器类型：漏斗形，宽,1000-1560mm,，长,1100mm,板坯厚度：,70/60,或,60/50mm,，带液芯压下,冶金长度：,9250mm,，,5,个扇形段,浇注速度：,5.1m/min,意大利,AST,特钢公司,CSP,薄板坯连铸连轧生产线,二、不锈钢炼钢工艺,及装备,炉卷轧机,不锈钢热轧带钢生产方式,常规热连轧机组,三、不锈钢热轧工艺及装备,1,3,2,加热炉,除鳞箱,四辊粗轧机,热卷箱,连轧机组,层流冷却,卷取机,1780,不锈钢热连轧工艺流程,三、不锈钢热轧工艺及装备,1780,的产品构成,碳钢、不锈钢混合热连轧机，成品钢卷,281.4,万,t,不锈钢,69.8,万,t,，,2.0,10.0750,1600,，包括,200,、,300,、,400,系列，奥氏体不锈钢约占总量的,70,，铁素体不锈钢占,25,27,，马氏体不锈钢占,3,5,碳钢,211.6,万,t,，,1.2,12.7750,1630,，包括双相、多相微合金钢，高强度钢及特殊用途钢等。以薄规格为主，厚度,1.2,3.5mm,约占,80,三、不锈钢热轧工艺及装备,板坯在立轧时形成狗骨,侧压量越大时，狗骨越高,温度越低时，狗骨越高且越靠近板坯边缘。,三、不锈钢热轧工艺及装备,大侧压时板坯的头、尾部宽度不均,板坯头部由于二侧材料在长度方向上的延伸所受限制较小，所以延伸较大，狗骨较小,立轧压缩变形不能穿透整个宽度，板坯二侧的延伸大于中间，板坯的头部二侧形成扣向中间的园弧形，头部宽度收缩,随轧出长度的增加，板坯二侧在长度方向上的延伸所受到的限制不断增加，并在轧出长度约等于板宽之半时达到稳定。同时，板坯二侧的狗骨形凸起也从小到大，并达到稳定,狗骨凸起越靠近板坯二侧，在随后的水平辊轧制时宽展就越大，反之宽展就越小,三、不锈钢热轧工艺及装备,头、尾形状控制技术，立辊侧压缸带钢压下，板坯头、尾分别轧成楔形，二侧的狗骨凸起也从小到大到稳定,随后的水平轧机轧制中，头、尾部的返回宽展最小，向内部逐渐增加，直到稳定值,通过立辊与水平轧制的宽度叠加，头、尾部的宽度与正常部位的宽度基本保持一致。可大大减少切废长度,三、不锈钢热轧工艺及装备,随粗轧道次增加，散热面积变大，温降速度快。中间坯厚度,25mm,时，温降可达,1.7/S,。,80m,的中间坯，头、尾温差将大于,100,。影响带钢头、尾厚度公差精度，影响薄规格品种的轧制，也限制了坯料尺寸的加大及成材率的提高,热卷箱的功能是将粗轧的中间坯先卷取再开卷送入精轧机组。中间坯的头尾颠倒，上下表面翻转，并成卷保温，大大减少了温降和头尾温差,可缓冲精轧区域短时故障，减少报废,热卷箱技术（,COILBOX,）,三、不锈钢热轧工艺及装备,热卷箱示意图,三、不锈钢热轧工艺及装备,热卷箱的使用特点,缩短轧线长度,20,米,减少中间坯温降。轧件温降可减少,95%,，沿中间坯的长度方向温度趋于均匀，有利于恒速恒温轧制,降低能耗。板坯的出炉温度可降低,50,度，可降低燃耗,4%10%,，同时在无须加速轧制的情况下可降低燃耗,5%-10%,。,有利于扩大产品范围及提高产品收得率,有利于中间坯的除鳞。中间坯在热卷箱内卷取和开卷，对表面的氧化铁皮有剥落作用，有利提高产品的表面质量,三、不锈钢热轧工艺及装备,精轧机组,F1,和,F5,F7,为常规轧机，,F2,F4,为,PC,轧机，采用成对的轧辊交叉来达到对板材的凸度控制,F5,F7,在线磨辊，采用恒压力控制，可全程磨削和限程磨削，工作方式有空载磨削和轧制中间磨削,F2,F4,的,PC,轧机和,F5,F7,在线磨辊的配置，可实现自由轧制,F1,F7,机架设有重力工作辊弯辊系统（,F1,、,F5,F7,为,+150t,，,F2,F4,为,+120t,），控制凸度、带钢平直度，获得良好的板形,三、不锈钢热轧工艺及装备,不锈钢冷轧生产工艺流程图,2D,No.1/2E,产品,BAF,热轧黑皮卷,HAPL,CGL,CRM,TCM,CAPL,BAL,CGL,SPM,RCL,CTL/STL,钢卷,/,钢板,四、不锈钢冷轧工艺及装备,2B,2B,No.3/No.4/HL,冷轧卷,冷轧厂平面布置简图,四、不锈钢冷轧工艺及装备,奥氏体、铁素体单相钢、双相钢（,A+F),：连续退火,热轧卷在连续式加热炉中加热到,高温,、,均热,然后,急冷,，在热轧冷却过程中析出的碳化物重新分解，碳,固溶,于奥氏体中。通过急冷使固溶了碳的奥氏体保持到常温，退火温度根据合金元素含量及含,C,量来定,马氏体、铁素体,(,带有部分马氏体,),：罩式退火,热轧卷在电热或煤气加热的罩式炉加热到,高温,、,均热,，并按规定的速度,缓冷,。退火后马氏体,分解,得到均匀的铁素体,+C,化物组织,热卷退火,四、不锈钢冷轧工艺及装备,冷轧卷的热处理均属于再结晶热处理，在连续炉中进行，除温度不同外，,300,系和,400,系没有多大差异，均采用加热,+,保温,+,快冷生产工艺,氧化退火,在,空气,介质中进行，带钢的表面,有氧化层,保护退火,在,保护气体,（,H2,或,H2+N2,混合）中进行，表面,无氧化层,冷卷退火,四、不锈钢冷轧工艺及装备,钢种,热轧卷,冷轧卷,马氏体,罩式炉（,BAF,）,通常均采用,CAPL,铁素休,罩式炉（,BAF,）或,连续炉（,HAPL,）,连续炉,CAPL,或,BAL,等,奥氏体,连续炉（,HAPL,）,连续炉,CAPL,或,BAL,等,退火形式选择,四、不锈钢冷轧工艺及装备,退火后氧化层结构,由表及里：,Fe,2,O,3,、,Fe,3,O,4,、,FeOCr,2,O,3,随钢中,Cr,含量的增加，,Cr,2,O,3,层厚度增大，强度越大。,Cr,2,O,3,和,FeOCr,2,O,3,不溶于酸,Fe,3,O,4,致密、无孔、无裂纹，酸液不易渗透,400,系,Cr,2,O,3,含量比,300,系要大得多，而且,Fe,3,O,4,的含量较高，因此,400,系的酸洗更困难,钢种,Fe,2,O,3,Fe,3,O,4,FeO,Cr,2,O,3,304,90.08,-,4.01,3.47,420J1,45.4,25.35,-,12.06,430,45.04,34.7,-,18.47,碳素钢,44.3,-,54.04,0.63,四、不锈钢冷轧工艺及装备,机械除鳞：可去除约,8085,的铁鳞，内层破裂,弯曲破鳞：破鳞机,喷射破鳞：抛丸机,化学除鳞,电解酸洗：,Cr,2,O,3,溶解生成,Cr(OH),3,混酸酸洗：去除贫,Cr,层，钝化生成,Cr,2,O,3,热卷酸洗,四、不锈钢冷轧工艺及装备,机械除鳞不可用，会影响冷轧后得到的高光泽表面，因此冷带的酸洗只依靠（电）化学酸洗来进行,常用配置：中性盐电解酸洗,+HNO,3,电解酸洗,+,混酸酸洗,中性盐电解酸洗：,Cr,2,O,3,溶解生成,Cr(OH),3,HNO,3,电解酸洗：去除贫,Cr,层，钝化生成,Cr,2,O,3,混酸酸洗：去除贫,Cr,层，钝化生成,Cr,2,O,3,400,系不锈钢耐卤族酸性能较差，,HF,酸会造成酸洗后带钢表面粗糙，使冷带钢表面失去光泽，影响外观质量。因此,400,系一般采用,中性盐电解,酸洗,+,HNO,3,电解,酸洗的方法。,对,300,系可采用,中性盐电解,酸洗,+,混酸,酸洗,冷卷酸洗,四、不锈钢冷轧工艺及装备,按轧制方式,单张轧制法,成卷轧制法,按轧机型式,单机架可逆式轧机,多机架连续轧机,6,辊,12,辊,20,辊,小批量的特殊钢种、特殊规格,机架刚性好，轧制精度高，工作辊直径小，道次压下率大,2-5,机架,6,辊轧机，工作辊直径较大，乳化液润滑，生产效率高,不锈钢冷轧分类,四、不锈钢冷轧工艺及装备,单机架冷轧生产工艺,四、不锈钢冷轧工艺及装备,单机架冷轧生产工艺特点,多道次冷轧，累积变形率最高可达约,85,；,冷轧工序采用纯矿物油作为润滑介质；,冷轧工作辊辊径小，换辊频繁；,头尾未轧段长，成材率低；,单机架年产量在,10,万吨左右。,四、不锈钢冷轧工艺及装备,多机架连续轧制生产工艺,四、不锈钢冷轧工艺及装备,一般为,5,道次，,300,系不锈钢压下率约,50,；,冷轧工序采用乳化液作为润滑介质；,冷轧工作辊辊径大，换辊相对较少；,头尾未轧段短，成材率高,产线年产量在,100,万吨以上。,多机架冷连轧生产工艺特点,四、不锈钢冷轧工艺及装备,不锈钢冷轧生产组合技术,1999,年,3,月，法国,Ugine,公司在,Isbergues,厂建成了,LC2i,连续生产线，设计年产,25,万吨冷轧产品。,卷取,剪切,检验台,切边,出口活套,拉矫,平整,活套,化学酸洗,电解,退火,活套,清洗,串列轧机,活套,预酸洗,抛丸,活套,焊机,剪切,开卷,四、不锈钢冷轧工艺及装备,不锈钢冷轧生产组合技术,热轧黑卷,热轧白卷,串列轧机,退火和酸洗,平整,2E,（黑卷进）,2B,（,白卷进）,2001,年，芬兰,Avesta Polarit,厂新建,RAP5,连续生产线，设计年产,75,万吨不锈钢卷（,2E,板,40,万吨；冷轧卷,35,万吨），,2003,年,5,月投产。,四、不锈钢冷轧工艺及装备,精整是不锈钢冷轧生产的后部工序。产品的尺寸规格和质量能否满足用户要求，精整有很大作用。,修磨,平整,纵切,横切,不锈钢精整,四、不锈钢冷轧工艺及装备,冷轧不锈钢板卷的表面质量极其重要，修磨机组是保证带钢具有良好表面质量的关键设备。修磨包括中间修磨和成品修磨。,中间修磨,是为了消除热轧和退火酸洗工序造成的表面缺陷，为获得高质量的成品表面创造条件。而,成品修磨,是为了获得某种特定的表面加工等级。,修磨,四、不锈钢冷轧工艺及装备,平整机的主要作用有：改善力学性能，保证产品的成形加工性；冷轧不锈钢退火酸洗后，在随后的冲压加工中，在材料屈服点附近会产生屈服延伸台阶或花纹，尤其是铁素体不锈钢。但经过平整加工后，可,消除屈服点,，避免出现屈服延伸台阶或花纹；,修正板形,，得到平直的钢板；,改善带钢的表面质量,，可根据用户的使用要求，加工光面（,2B,）或麻面板（,2D,）。,平整,四、不锈钢冷轧工艺及装备,横切机组的主要用途是，根据合同要求，将钢卷分切成单张的板，或则进行补取样等操作,横切,四、不锈钢冷轧工艺及装备,重卷剖分机组的主要用途是：按合同要求，将钢卷切边并重卷；按合同要求，将钢卷纵切剖分成若干小卷；对卷取质量不好的钢卷，通过重卷来改善；对带钢进行仔细的表面检查。,纵切,四、不锈钢冷轧工艺及装备,谢谢大家！,