利用炉卷+连轧机生产高塑性铁素体不锈钢钢带的方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及一种利用炉卷+连轧机生产高塑性铁素体不锈钢钢带的方法。
【背景技术】
[0003] 铁素体不锈钢在我国有广阔的发展前景。目前使用量最大的铁素体不锈钢主要有 410S、430、409等，其中410S、430应用于餐具、家电等领域，409主要应用于汽车排气系统。
[0004] 410S不锈钢是一种低铬含量的铁素体不锈钢，由于410S不锈钢自身固有特性，在 热轧工序阶段很难实现良好的再结晶，热轧带钢主要表现为典型的变形组织(长条状铁素 体晶粒)，具有这种组织的带钢强度、硬度较高，在冷轧工序前需要进行退火酸洗，目的是使 其被拉长的变形晶粒转变为在再结晶等轴晶粒，使带钢软化并调整晶粒同时使形成的马氏 体分解为铁素体和颗粒状或球状碳化物。其传统的生产工艺为：铸坯经过加热、除鳞、粗轧、 除鳞、精轧、层流冷却、卷取、退火、酸洗、冷轧。近年来，国内部分冷轧市场为追求降低生产 成本，取消了 410S热轧卷退火工序，采用热轧黑皮卷直接进行酸洗冷轧的工艺。因此，迫切 需要提出一种改进的生产工艺，在减少一道退火工序、降低生产成本的情况下依然保证钢 带具有良好的塑性和较低的硬度，避免冷轧过程中出现轧制困难、边裂等缺陷。
[0005] 中国专利CN1363710A公开了 一种中铬超纯铁素体不锈钢，其化学成分为： C 彡 0· 03%，Si 彡 2. 0%，Mn 彡 2. 0%，Cr :9-35%，Ni 彡 0· 6%，N 彡 0· 03%，Nb :0· 15-0. 8%。该 技术添加较高的铌元素，利用含Nb析出物对结晶取向的控制作用，改善铁素体不锈钢钢板 的加工性能。在铁素体不锈钢中加入Nb元素可改善加工性能，但添加合金化元素增大了冶 炼难度，增加了生产成本。
[0006] 日本第29694/1976号和第35369/1976号专利公告提出的合金设计减少C、N含 量，加入Ti和Nb改善钢的加工性能，并提出从制钢至冷轧或最终退火步骤中适当控制各种 制造条件的方法。例如，在制钢步骤中铸态至带卷等轴晶体结构的变形，初始温度的降低， 在适宜温度下均热钢带，降低终轧温度和降低在热轧步骤中的带卷温度；在热轧过程中对 钢带与工作轧辊间的摩擦系数的控制也可有效地改善加工性能。这些方法的目的均是破坏 铸坯铸态组织结构，铸态枝晶组织结构对带卷再结晶产生有害的影响。
[0007] 中国专利CN102796960A公开了一种具有优良塑性和表面质量的铁素体不锈钢及 其制造方法，其通过采用大变形量的冷轧加工工艺和高温退火工艺：冷轧减薄率多80%，在 1000-1040°C进行保温1-2分钟，达到细化材料晶粒组织改善塑性的目的。
[0008] 采用传统的大变形量、低温轧制，所生产出来的钢带表层是细小的等轴晶粒，而中 心组织是被拉长了的粗大多边化晶粒，这种多边形化组织为热变形组织，具有较高的强度 和硬度，降低钢带的塑韧，如果在后续生产时不进行退火，将导致冷轧轧制变形困难、边裂 等问题。通过添加 Ti、Nb等合金化元素可改善材料的塑性，但是添加合金化元素将导致冶 炼难度提高和生产成本的增加。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种利用炉卷+连轧机生产高 塑性铁素体不锈钢钢带的方法，在不添加合金化元素的前提下，通过在炉卷轧机和连轧机 上采用控轧控冷工艺消除多边形化组织，促使钢带获得细小的再结晶组织，经过此工艺轧 制的热轧钢带不需退火即可达到软化钢带提高塑性、降低硬度的目的，满足后续冷轧生产 需求。
[0010] 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案： 一种利用炉卷+连轧机生产高塑性铁素体不锈钢钢带的方法，包括以下步骤： 1) 冶炼 按下述成分冶炼、浇注成板坯；其化学成分重量百分比为：C彡0. 05%，Si彡1. 0%， Mn彡1. 0%，Cr : 12-13%，Ni彡0. 06%，N彡0. 035%，其余为Fe和不可避免的杂质； 2) 加热 采用步进式加热炉对板坯进行加热，加热炉各区域温度控制：热回收段温度< 850°C， 加热段和均热段温度均控制在1180~1200°C，要求驻炉时间：200~240min ;出炉温度 1160 ~1180。。； 3) 粗轧制，采用1、3道次除鳞，粗轧轧制7道次，开轧温度为1100~1120°C，第5道次 压下率彡27%，第6道次压下率彡25%，第7道次压下率彡20%，中间坯厚度25~30mm ; 4) 精轧采用炉卷+连轧的工艺，炉卷卷取炉加热温度控制在1KKTC，加热钢带减少轧 制过程中的温降，炉卷轧机采用高温大变形轧制，终轧温度彡880°C ; 5) 对钢带进行高温卷取、堆冷的工艺，制成成品。
[0011] 所述步骤1)中冶炼采用EAF+TSR两步法冶炼。
[0012] 所述步骤4)中精轧采用炉卷轧机+3机架连轧机轧制。
[0013] 所述步骤5)中成品厚度2. 8~8. 0mm。
[0014] 所述步骤5)中钢带轧制后不经层流冷却直接进行高温卷取。
[0015] 本发明中EAF为电弧炉，TSR为"泰山"牌精炼炉，电弧炉和"泰山"牌精炼炉均为 现有设备，在市场中均可购买得到，在此不再赘述。
[0016] 本发明采用TSR+LF两步法冶炼，严格控制钢中的0元素含量，减小夹杂物的尺寸 和数量，避免钢中杂质元素过多对钢带塑性的影响。
[0017] 在热轧工序，主要通过调整加热温度、粗轧除鳞道次、精轧道次压下率、终轧温度、 卷取温度和冷却方式等工艺参数，使晶粒充分再结晶，得到细小均匀的铁素体晶粒，使钢带 获得较高的塑性。
[0018] 板坯厚度为200~220mm，均热段加热温度提高到1190±10°C，保温200-240min， 出炉温度1170±10°C。由于410S铁素体不锈钢高温加热时为铁素体和奥氏体两相组织，由 于铁素体、奥氏体变形行为不同易产生裂纹，降低材料的热加工塑性。通过提高加热温度促 使铁素体相比例提高，改善热加工塑性。当温度超过1200°C时铁素体晶粒快速长大，将导致 材料的高温塑性变差。
[0019] 改变粗轧除鳞方式，采用1、3道次除鳞，尽量减少板坯表面与中心的温差。粗轧轧 制7道次，通过优化粗轧道次压下率，实现粗