一种高碳高铬不锈钢盘卷的生产方法
【专利摘要】本发明提供一种高碳高铬不锈钢盘卷的生产方法，以所述高碳高铬不锈钢盘卷的总质量为基准，所述碳的含量为0.90-1.0重量％，所述铬的含量为17.0-19.0重量％，该方法包括将高碳高铬不锈钢盘卷坯料依次进行加热、轧制、卷取、冷却、退火，所述轧制包括粗轧、中轧、预精轧和精轧，其特征在于，所述预精轧的入口轧件温度为1000±10℃，精轧的入口轧件温度为1100±10℃。采用本发明的方法能够以轧制成材率高于90％得到高碳高铬不锈钢盘卷。
【专利说明】一种高碳高铬不锈钢盘卷的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高碳高铬不锈钢盘卷的生产方法。
【背景技术】
[0002]目前，常见的高碳高铬不锈钢，例如95Crl8系不锈钢，其金相组织特征为马氏体，一般用于制作要求具有不锈性或耐弱酸介质及耐氧化性酸、有机酸和盐类等腐蚀的滚珠、轴承、优质刀剪、外科刀具和高耐磨设备零件等。该种不锈钢具有高硬度、高耐磨性和耐腐蚀性能，但自身塑性较差，具有一定的生产加工难度。现有技术在轧制高碳高铬不锈钢的过程中，轧制难度很大，在热轧初期经常出现头部开裂的现象，且在整个生产过程中也易出现劈头劈尾，成材率低。
[0003]另一方面，为了满足后续加工的需求，热轧后的结构钢条一般是按卷状交货，现有技术在生产高碳高铬不锈钢盘卷的过程中，为了将钢条做成盘卷要对钢条进行卷取，由于该种不锈钢碳含量较高，塑性较差，卷取时不锈钢易产生脆断和开裂问题，成材率较低。此外，现有技术生产的高碳高铬不锈钢盘卷大多采用130mm*130mm*3000mm或150mm*150mm*9000mm规格铸坯进行生产，生产的盘卷重仅为0.02-1.4吨，盘重低，生产效率较低，而且产品硬度较大，延伸率低，不能够满足用户对高碳高铬不锈钢盘卷拉拔性能的要求,造成拉拔成材率低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有生产高碳高铬不锈钢盘卷的方法高碳高铬不锈钢盘卷成材率低的缺陷，提供一种轧制成材率高的高碳高铬不锈钢盘卷的生产方法。
[0005]本发明提供一种高碳高铬不锈钢盘卷的生产方法，以所述高碳高铬不锈钢盘卷的总质量为基准，所述碳的含量为0.90-1.0重量％ ,所述铬的含量为17.0-19.0重量％ ,该方法包括将高碳高铬不锈钢盘卷坯料依次进行加热、轧制、卷取、冷却、退火，所述轧制包括粗车U中轧、预精轧和精轧，其中，所述轧制的条件包括预精轧的入口轧件温度为1000± 10°C，精轧的入口轧件温度为1100±10°C。
[0006]采用本发明提供的高碳高铬不锈钢盘卷的生产方法，能够有效避免高碳高铬不锈钢在轧制过程中劈头劈尾现象的发生，有效提高了高碳高铬不锈钢盘卷的成材率。
[0007]本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0008]以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0009]本发明提供一种高碳高铬不锈钢盘卷的生产方法，以所述高碳高铬不锈钢盘卷的总质量为基准，所述碳的含量为0.9-1重量％，所述铬的含量为17-19重量％，该方法包括将高碳高铬不锈钢盘卷坯料依次进行加热、轧制、卷取、冷却、退火，所述轧制包括粗轧、中车U预精轧和精轧，其中，所述轧制的条件包括预精轧的入口轧件温度为1000± 10°C，精轧的入口轧件温度为1100±10°C。
[0010]本发明通过控制预精轧的入口轧件温度为1000±10°C，精轧的入口轧件温度为1100±10°C，能够保证获得的高碳高铬不锈钢盘卷具有较好的塑性，避免出现劈头劈尾造成废品。
[0011]在本发明中，所述坯料的制备方法可以采用本领域常规的方法，只要使得本发明所述高碳高铬不锈钢盘卷中，以所述高碳高铬不锈钢盘卷的总质量为基准，所述碳的含量为0.9-1重量％，所述铬的含量为17-19重量％即可。一般来说，所述坯料的制备方法包括:将铁水进行初炼，得到钢水，并将初炼得到的钢水出钢到钢包中；在出钢过程中对钢水进行预脱氧合金化和增碳；出钢后对钢包中的钢水进行钢包炉精炼，所述钢包炉精炼通常包括LF炉精炼调温处理和真空精炼，以进一步去除钢水中的夹杂物并进行合金微调，然后将精炼后的钢水注入中间包，并从中间包连续地浇注到结晶器中以被连续拉动和冷却，即连铸得到坯料。其中，在所述预脱氧合金化和增碳步骤中，通过控制增碳剂以及铬铁合金的加入量使得钢水中的组分优选满足本发明的要求。
[0012]在本发明中，所述轧制是指将金属坯料通过一对旋转轧辊的孔型，因受轧辊的压缩使材料截面减小，长度增加的压力加工方法。通常情况下，所述轧制包括粗轧、中轧、预精轧和精轧，其中，粗轧是指使用轧制生产线的第一个轧机机组对轧件进行轧制的过程，该过程中，轧件变形量比较大，对轧件轧制变形精度要求不高；中轧是指使用轧制生产线的第二个轧机机组对轧件进行轧制的过程；预精轧是指线材减定径机组的前一个轧机机组，轧件的变形量较中轧过程小，其为精轧过程提供精度比较高的轧件尺寸；精轧是指使用线材减定径机组对轧件进行轧制的过程，该过程中，轧件具有微小的变形，对轧件轧制变形精度要求较高。优选情况下，所述轧制过程还包括控制轧件头部表面与中心的温度差为20-40°C，更优选情况下，所述轧制过程在高压水除鳞装置关闭的状态下进行。在上述优选情况下进行轧制，能够进一步防止坯料在轧制过程中出现劈头现象，且使轧件表面不易出现铁皮缺陷、质量较好。可以通过关小每个轧机组冷却水并且轧机冷却模式采用头部不冷却来更好的控制轧件头部表面与中心的温度差。
[0013]优选情况下，所述中轧过程中轧件温度差不超过50°C，以有效控制所述预精轧的入口轧件温度为1000±10°c。本发明对温差的控制方法并没有特别的限定，只要使精轧的入口轧件温度为1000± 10°C即可，例如，可以通过在粗轧后安装加热装置来减小中轧过程中轧件温度差。优选情况下，本发明采用简易天然气烧嘴加热装置。
[0014]在本发明中，所述加热是指使所述坯料进行软化，增强其可塑性，便于对其进行轧制。所述加热的方法可以为本领域常规的加热方法，本发明为了使所述坯料进行缓慢加热，优选情况下，所述加热采用步进梁式加热炉对所述坯料进行，所述炉膛绝压为2-4Pa，所述空燃比为8-10:1。
[0015]本发明将所述加热炉的加热过程制定了预热段、加热一段、加热二段和均热段，可以防止坯料头部降温过快，更进一步地避免轧制过程的劈头和角裂问题的发生，优选情况下，所述预热段、加热一段、加热二段和均热段各段的温度分别为620-680°C，880-92(TC、1000-1150°C和 1160-1200°C ;所述坯料的出炉温度为 1160_1200°C。
[0016]在本发明中，所述卷曲是指将经精轧后的轧件放入吐丝机中，经吐丝机卷曲形成盘圆。本发明对卷曲的温度没有特别的限定，只要满足其高碳高铬不锈钢盘圆在卷曲过程不发生脆断和开裂问题即可，优选情况下，所述卷曲温度彡1050°C，优选为1050-1070°C。
[0017]在本发明中，本领域技术人员应当理解的是，为了避免高碳高铬不锈钢盘圆出现脆断和开裂问题，需要控制高碳高铬不锈钢盘圆的降温速率，优选情况下，所述冷却采用斯太尔摩风冷线缓冷技术，所述斯太尔摩风冷线辊道速度为0.2-0.4m/s,出斯太尔摩风冷线的温度彡600°C，优选为600-650°C。
[0018]优选情况下，所述斯太尔摩风冷线保温罩处于关闭状态，以便于隔绝热量，更好的控制降温速率。
[0019]使用上述斯太尔摩风冷线缓冷工艺，可以更好的控制所述盘圆的降温速率，不仅能够防止盘圆出现脆断和开裂问题，而且使生产效率从原来的10吨/小时提高到25吨/小时，生产效率提高了 150%。
[0020]在本发明中，所述退火是指将高碳高铬不锈钢盘卷缓慢加热到再结晶温度以上，保持足够时间，然后以适宜速度冷却的一种热处理工艺，其目的是使经过轧制的钢软化，降低其硬度，改善塑性和韧性，去除残余应力，得到预期的物理性能。根据本发明的方法，在保证提高所述高碳高铬不锈钢盘卷轧制成材率的前提下，为了满足用户对盘卷冷拔性能的要求，需要进一步提高所述盘卷的塑性和韧性。为了达到上述目的，优选情况下，所述退火采用N2保护的罩式炉进行软化和球化退火处理，所述软化退火保温温度为850±10°C，保温时间为6-8h ;所述球化退火保温温度为710±10°C，保温时间为2-4h。通过采用上述退火工艺，可以保证交货硬度小于235HB，面缩率大于25%，进一步满足用户拉冷性能需求。
[0021]在本发明的方法中，在退火后对所述高碳高铬不锈钢盘卷进行再次打卷，以便于包装和运输。
[0022]在本发明中，为了提高所述高碳高铬不锈钢盘卷的单卷重量，优选情况下，所述坯料为 200mm*200mm*6000mm 模铸方还。
[0023]在本发明中，优选情况下，所述高碳高铬不锈钢盘卷为高碳高铬马氏体不锈钢盘卷；更优选情况下，所述高碳高铬不锈钢盘卷为95Crl8热轧盘卷，例如，95Crl8、95Crl8Mo、95Crl8MoV、102Crl7、102Crl7Mo 和 102Crl7MoV 等热轧盘卷。
[0024]以下通过实施例对本发明作进一步说明。以下实施例中，高碳高铬不锈钢盘卷的交货硬度采用国家标准(GB231-84)规定布氏硬度试验方法测得，面缩率采用国家标准(GB/T228-2002)规定断面收缩率的测定方法测得。
[0025]实施例1
[0026]本实施例用于说明本发明提供的生产高碳高铬不锈钢盘卷的方法。
[0027]将规格为200mm*200mm*6000mm的95Crl8不锈钢模铸方坯(以坯料的总重量为基准，C:0.90-1.0重量％、Cr:17.0-19.0重量％ )在步进梁式加热炉中分别进行预热段(620-6500C )、加热一段(880-9000C )、加热二段(1000-1050°C )、和均热段(1160-1170。。)的加热，同时控制炉膛压力为2.0Pa，空燃比控制为8:1。在轧制之前，关闭高压水除鳞装置，使轧制过程轧件头部表面和中心的温度差为40°C，然后用粗轧机将坯料直径轧制成Φ98πιπι，在粗轧之后和中轧之前采用简易天然气烧嘴对坯料进行加热，中轧的入口轧件温度差为50°C，使用预精轧机将坯料直径轧制成Φ7.2mm，再使用线材减定径机对坯料进行精轧，将坯料直径轧制成Φ5.5mm。采用吐丝机进行卷曲，控制吐丝温度为1050°C，同时打卷。采用斯太尔摩风冷线缓冷工艺进行缓冷，关闭斯太尔摩风冷线保温罩，并控制辊道速度为0.2m/s,出斯太尔摩风冷线的温度为600°C。采用N2保护的罩式炉进行退火，软化退火保温温度为840°C，保温时间为6h ;球化退火保温温度为700°C，保温时间为2h，将退火后的盘卷再次进行打卷，得到高碳高铬不锈钢盘卷XI。
[0028]连续生产300卷高碳高铬不锈钢盘卷，发现轧制过程中很少出现劈头劈尾的现象，轧制成材率为91.8%，高碳高铬不锈钢盘卷Xl成材率为91.3%，交货硬度为230HB，面缩率为28%。
[0029]实施例2
[0030]本实施例用于说明本发明提供的生产高碳高铬不锈钢盘卷的方法。
[0031]将规格为200mm*200mm*6000mm的95Crl8MoV不锈钢模铸方坯(以坯料的总重量为基准，C:0.90-1.0重量％、Cr:17.0-19.0重量％ )在步进梁式加热炉中分别进行预热段(650-6800C )、加热一段(900-9200C )、加热二段(1050-1150°C )、和均热段(1170-1180°C )的加热，同时控制炉膛压力为4.0Pa，空燃比控制为9:1。在轧制之前，关闭高压水除鳞装置，使轧制过程轧件头部表面温度和中心的温度差为30°C ;然后用粗轧机将坯料直径轧制成Φ98πιπι，在粗轧之后和中轧之前采用简易天然气烧嘴对坯料进行加热，中轧的入口轧件温度差为40°C，使用预精轧机将坯料直径轧制成Φ8.6_，再使用线材减定径机对坯料进行精轧，将坯料直径轧制成Φ6.5πιπι。采用吐丝机进行卷曲，控制吐丝温度为1060°C，同时打卷。采用斯太尔摩风冷线缓冷工艺进行缓冷，关闭斯太尔摩风冷线保温罩，并控制辊道速度为0.4m/s,出斯太尔摩风冷线的温度为650°C。采用N2保护的罩式炉进行退火，软化退火保温温度为850°C，保温时间为7h ;球化退火保温温度为710°C，保温时间为3h，将退火后的盘卷再次进行打卷，得到高碳高铬不锈钢盘卷X2。
[0032]连续生产300卷高碳高铬不锈钢盘卷，轧制过程中很少出现劈头劈尾的现象，轧制成材率为92%，高碳高铬不锈钢盘卷X2成材率为91.5%，交货硬度< 220HB，面缩率为32%。
[0033]实施例3
[0034]本实施例用于说明本发明提供的生产高碳高铬不锈钢盘卷的方法。
[0035]将规格为200mm*200mm*6000mm的95Crl8Mo模铸方坯(以坯料的总重量为基准，C:1.0重量％、Cr:19.0重量％ )在步进梁式加热炉中分别进行预热段(660°C )、加热一段(9000C )、加热二段(IlOO0C )和均热段(1180。。)的加热，同时控制炉膛压力为4.0Pa,空燃比控制为10:1。在轧制之前，关闭高压水除鳞装置，使轧制过程轧件头部表面和中心的温度差为20°C，然后用粗轧机将坯料直径轧制成Φ98_，在粗轧之后和中轧之前采用简易天然气烧嘴对坯料进行加热，中轧的入口轧件温度差为30°C，，使用预精轧机将坯料直径轧制成Φ9.2mm,再使用线材减定径机对还料进行精轧,将还料直径轧制成Φ7.0mm。采用吐丝机进行卷曲，控制吐丝温度为1070°C，同时打卷。采用斯太尔摩风冷线缓冷工艺进行缓冷，关闭斯太尔摩风冷线保温罩，并控制辊道速度为0.3m/s,出斯太尔摩风冷线的温度为700°C。采用N2保护的罩式炉进行退火，软化退火保温温度为860°C，保温时间为8h ;球化退火保温温度为720°C，保温时间为4h，将退火后的盘卷再次进行打卷，得到高碳高铬不锈钢盘卷X3。
[0036]连续生产300卷高碳高铬不锈钢盘卷，轧制过程中很少出现劈头劈尾的现象，轧制成材率为92.8%，高碳高铬不锈钢盘卷X3成材率为92.3%，交货硬度为210HB，面缩率为35%。
[0037]实施例4
[0038]按照实施例1的方法生产高碳高铬不锈钢盘卷，不同的是，使轧制过程轧件头部表面和中心的温度差为50°C，得到高碳高铬不锈钢盘卷X4。
[0039]连续生产300卷高碳高铬不锈钢盘卷，轧制过程中很少出现劈头劈尾的现象，轧制成材率为91.0%，高碳高铬不锈钢盘卷X4成材率为90.5%，交货硬度为230HB，面缩率为28%。
[0040]实施例5
[0041]按照实施例1的方法生产高碳高铬不锈钢盘卷，不同的是，控制轧件进入中轧机组通条差温度60°C，得到高碳高铬不锈钢盘卷X5。
[0042]连续生产300卷高碳高铬不锈钢盘卷，轧制过程中很少出现劈头劈尾的现象，轧制成材率为91.4%，高碳高铬不锈钢盘卷X5成材率为91.0%,交货硬度为230HB，面缩率为28%。
[0043]实施例6
[0044]按照实施例1的方法生产高碳高铬不锈钢盘卷，不同的是，控制吐丝温度为950°C，得到高碳高铬不锈钢盘卷X6。
[0045]连续生产300卷高碳高铬不锈钢盘卷，轧制过程中很少出现劈头劈尾的现象，轧制成材率为91.8%，高碳高铬不锈钢盘卷X6成材率为90.5 %，交货硬度为230HB，面缩率为28%。
[0046]实施例7
[0047]按照实施例1的方法生产高碳高铬不锈钢盘卷，不同的是，控制斯太尔摩风冷线辊道速度为0.5m/s，得到高碳高铬不锈钢盘卷X7。
[0048]连续生产300卷高碳高铬不锈钢盘卷，轧制过程中很少出现劈头劈尾的现象，轧制成材率为91.8%，高碳高铬不锈钢盘卷X7成材率为90.3 %，交货硬度为230HB，面缩率为28%。
[0049]实施例8
[0050]按照实施例1的方法生产高碳高铬不锈钢盘卷，不同的是，所述软化退火保温温度为830°C，得到高碳高铬不锈钢盘卷X8。
[0051]连续生产300卷高碳高铬不锈钢盘卷，轧制过程中很少出现劈头劈尾的现象，轧制成材率为91.8%，高碳高铬不锈钢盘卷X8成材率为91.3 %，交货硬度为245HB，面缩率为20%。
[0052]实施例9
[0053]按照实施例1的方法生产高碳高铬不锈钢盘卷，不同的是，所述球化退火保温温度为690°C。得到高碳高铬不锈钢盘卷X9。
[0054]连续生产300卷高碳高铬不锈钢盘卷，轧制过程中很少出现劈头劈尾的现象，轧制成材率为91.8%，高碳高铬不锈钢盘卷X9成材率为91.3 %，交货硬度为248HB，面缩率为22%。
[0055]对比例I
[0056]该对比例用于说明参比的生产高碳高铬不锈钢盘卷的方法。
[0057]按照实施例1的方法生产高碳高铬不锈钢盘卷，不同的是，所述预精轧机入口轧件温度为900°C，得到高碳高铬不锈钢盘卷Dl。
[0058]连续生产300卷高碳高铬不锈钢盘卷，轧制过程中易出现劈头劈尾的现象，轧制成材率为80.0 %，高碳高铬不锈钢盘卷Dl成材率为79.5 %，交货硬度为230HB，面缩率为28%。
[0059]对比例2
[0060]该对比例用于说明参比的生产高碳高铬不锈钢盘卷的方法。
[0061]按照对比例I的方法生产高碳高铬不锈钢盘卷，不同的是，精轧机入口轧件温度为1000°C，得到高碳高铬不锈钢盘卷D2。
[0062]连续生产300卷高碳高铬不锈钢盘卷，轧制过程中易出现劈头劈尾的现象，轧制成材率为82.3%，高碳高铬不锈钢盘卷D2成材率为81.5%，交货硬度为230HB，延伸率为28%。
[0063]对比例3
[0064]按照对比例I的方法生产高碳高铬不锈钢盘卷，不同的是，所述预精轧机入口轧件温度为960°C，精轧机入口轧件温度为1020°C，得到高碳高铬不锈钢盘卷D3。
[0065]连续生产300卷高碳高铬不锈钢盘卷，轧制过程中易出现劈头劈尾的现象，轧制成材率为85.6%，高碳高铬不锈钢盘卷D3成材率为84.5%，交货硬度为230HB，延伸率为28%。
[0066]由此可见，采用本发明的方法使高碳高铬不锈钢盘卷轧制成材率高于90%，高碳高铬不锈钢盘卷成材率高于90%。另一方面，其力学性能能够满足用户对高碳高铬不锈钢盘卷冷拔性能的要求，冷拔成材率较高。
[0067]以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0068]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0069]此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【权利要求】
1.一种闻碳闻络不镑钢盘卷的生广方法，以所述闻碳闻络不镑钢盘卷的总质量为基准，所述碳的含量为0.9-1重量％，所述铬的含量为17-19重量％，该方法包括将高碳高铬不锈钢盘卷坯料依次进行加热、轧制、卷取、冷却、退火，所述轧制包括粗轧、中轧、预精轧和精轧，其特征在于，所述预精轧的入口轧件温度为1000± 10°C，精轧的入口轧件温度为1100±10°C。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在轧制过程中，轧件头部表面与中心的温度差为20-40 0C，优选轧制过程在高压水除鳞装置关闭的状态下进行。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，中轧的入口轧件温度差不超过50°C。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述加热采用步进梁式加热炉，炉膛绝压为2_4Pa，空燃比为 8-10:1。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其中，加热炉的预热段、加热一段、加热二段和均热段的温度分别为620-680°C、880-920 V、1000-1150 V和1160-1200 V，坯料的出炉温度为1160-1200。。。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述卷曲温度>1050°C。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述冷却采用斯太尔摩风冷线缓冷技术，所述斯太尔摩风冷线辊道速度为0.2-0.4m/s,出斯太尔摩风冷线的温度> 600°C，优选所述斯太尔摩风冷线保温罩处于关闭状态。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述退火包括依次进行的软化退火过程和球化退火过程，并且所述退火采用N2保护的罩式炉进行，软化退火过程的保温温度为850±10°C，保温时间为6-8h ;球化退火过程的保温温度为710±10°C，保温时间为2_4h。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述高碳高铬不锈钢盘卷坯料为200mm*200mm*6000mm 模铸方还。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述高碳高铬不锈钢盘卷为高碳高铬马氏体不锈钢盘卷，优选高碳高铬不锈钢盘卷为95Crl8系列热轧盘卷。
【文档编号】B21B37/74GK104249079SQ201410487693
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】孙慎宏, 郭强, 荀家平 申请人:攀钢集团江油长城特殊钢有限公司