利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法与流程

文档序号:12358323阅读:345来源:国知局

本申请大体上涉及不锈钢领域,更具体地,本申请涉及不锈钢卷板的轧制。



背景技术:

S32750超级双相不锈钢由于具有较高的Cr、Mo及N含量,同时室温组织中奥氏体与铁素体比例按照约1:1共存,因此具有高强度(其屈服强度一般为奥氏体不锈钢的两倍)、良好的耐Cl-点蚀、耐应力腐蚀及焊接性能等突出优点,在石油化工、制盐、水工、造船等领域得到广泛使用。与同级别的超级奥氏体不锈钢254SMO相比,其耐点蚀指数PREN相当,均超过40,但其Ni的含量仅有7%,远低于254SMO的18%,屈服强度约为254SMO的两倍,这样在保证使用寿命的前提下,材料可进一步减薄,经济型更为显著。

概述

一方面,本申请涉及利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法,其包括:a)提供双相不锈钢铸坯,其中所述双相不锈钢铸坯含有0<C≤0.030%,0<Si≤0.80%,0<Mn≤1.20%,0<P≤0.035%,0<S≤0.020%,Cr 24.00%-26.00%,Ni 6.00%-8.00%,Mo 3.00%-5.00%,N 0.24%-0.32%,余量为铁及其他不可避免的杂质;所述双相不锈钢铸坯的氧含量[O]≤30ppm;b)对所述双相不锈钢铸坯加热;c)对所述加热的双相不锈钢铸坯进行轧制,得到热卷板;以及d)对所述热卷板进行冷却卷曲,从而得到所述双相不锈钢卷板。

另一方面,本申请涉及利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法,其包括:a)提供双相不锈钢铸坯,其中所述双相不锈钢铸坯含有0<C≤0.030%,0<Si≤0.80%,0<Mn≤1.20%,0<P≤0.035%,0<S≤0.020%,Cr 24.00%-26.00%,Ni 6.00%-8.00%,Mo 3.00%-5.00%,N 0.24%-0.32%,余量为铁及其他不可避免的杂质;所述双相不锈钢铸坯的氧含量[O]≤30ppm;b)对所述双相不锈钢铸坯加热;c)对所述加热的双相不锈钢铸坯进行轧制,得到热卷板;d)对所述热卷板进行冷却卷曲;以及e)对所述冷却的热卷板进行热处理,从而得到所述双相不锈钢卷板。

再一方面,本申请涉及利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法,其包括:a)提供双相不锈钢铸坯,其中所述双相不锈钢铸坯含有0<C≤0.030%,0<Si≤0.80%,0<Mn≤1.20%,0<P≤0.035%,0<S≤0.020%,Cr 24.00%-26.00%,Ni 6.00%-8.00%,Mo 3.00%-5.00%,N 0.24%-0.32%,余量为铁及其他不可避免的杂质;所述双相不锈钢铸坯的氧含量[O]≤30ppm;b)对所述双相不锈钢铸坯加热;c)对所述加热的双相不锈钢铸坯进行轧制,得到热卷板;d)对所述热卷板进行冷却卷曲;e)对所述冷却的热卷板进行热处理;以及f)对所述热处理的热卷板进行酸洗,从而得到所述双相不锈钢卷板。

详述

在以下的说明中,包括某些具体的细节以对各个公开的实施方案提供全面的理解。然而,相关领域的技术人员会认识到,不采用一个或多个这些具体的细节,而采用其它方法、部件、材料等的情况下仍实现实施方案。

除非本申请中另有要求,在整个说明书和所附的权利要求书中,词语“包括”、“包含”、“含有”和“具有”应解释为开放式的、含括式的意义,即“包括但不限于”。

在整个说明书中提到的“一实施方案”、“实施方案”、“在另一实施方案中”或“在某些实施方案中”意指在至少一实施方案中包括与该实施方案所述的相关的具体参考要素、结构或特征。因此,在整个说明书中不同位置出现的短语“在一实施方案中”或“在实施方案中”或“在另一实施方案中”或“在某些实施方案中”不必全部指同一实施方案。此外,具体要素、结构或特征可以任何适当的方式在一个或多个实施方案中结合。

定义

在本文中,“双相不锈钢”系指铁素体与奥氏体各约占50%,一般较少相的含量最少也需要达到30%的不锈钢。

在本文中,“超级双相不锈钢”系指PREN>40,含25%Cr和高钼(>3.5%),高氮(0.22%-0.30%)的双相不锈钢。

在本文中,“点蚀”系指在金属表面部地区出现纵深发展的腐蚀小孔,其余地区不腐蚀或腐蚀轻微的腐蚀形态。

在本文中,“点蚀当量(Pitting Resistance Equivalent Numbers,PREN)”亦称为耐点蚀当量,系指合金的抗点蚀性能。PREN=1×%Cr+3.3×%Mo+16×%N(w/w),其中w/w系指质量分数,即所含元素质量与总质量的比值。

在本文中,“等轴晶比例”系指铸坯横断面等轴晶的比率。

具体实施方案

一方面,本申请涉及利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法,其包括:

a)提供双相不锈钢铸坯,其中所述双相不锈钢铸坯含有0<C≤0.030%,0<Si≤0.80%,0<Mn≤1.20%,0<P≤0.035%,0<S≤0.020%,Cr 24.00%-26.00%,Ni 6.00%-8.00%,Mo 3.00%-5.00%,N0.24%-0.32%,余量为铁及其他不可避免的杂质;所述双相不锈钢铸坯的氧含量[O]≤30ppm;

b)对所述双相不锈钢铸坯加热;

c)对所述加热的双相不锈钢铸坯进行轧制,得到热卷板;以及

d)对所述热卷板进行冷却卷曲,从而得到所述双相不锈钢卷板。

在某些实施方案中,通过降低有害元素氧的含量来提高钢质纯净度。

在某些实施方案中,通过降低有害元素氧的含量来提高钢质纯净度,并通过提高铸坯等轴晶比例,可以明显提高材料的热加工塑形。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的铸坯的等轴晶比例约大于等于80%。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中可以采用电磁搅拌提高铸坯等轴晶比例。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的加热炉的示例性实例包括但不限于步进式加热炉和推钢式加热炉。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的加热炉的炉温约为1250℃-1280℃。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的加热炉的驻炉时间约为9min/10mm-11min/10mm。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的轧制步骤包括粗轧和精轧。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的粗轧采用多道次轧制。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的粗轧采用5道次轧制。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的粗轧采用6道次轧制。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的粗轧采用7道次轧制。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的粗轧采用8道次轧制。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的粗轧的开轧温度约为1120℃-1160℃。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的粗轧后的铸坯厚度约为28mm-32mm。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的精轧的终轧温度约大于等于980℃。

在某些实施方案中,通过选择合理的铸坯加热制度和/或轧制道次分配、温度控制等工艺制度,可以降低铸坯的高温强度,又可以避免加热温度过高和时间过长导致的晶粒粗化而降低热加工性。

在某些实施方案中,通过粗轧增加道次,减小热变形速率,使得组织中回复再结晶更为充分,从而有利于热变形。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的精轧后的热卷板的厚度约为4mm-10mm。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的冷却卷曲的示例性实例包括但不限于精轧出口处将热卷板投入强制层流冷却。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的卷曲温度约为650℃-750℃。

在某些实施方案中,通过对轧后强制层流冷却以及卷曲温度的设定,可以避免本申请中的双相不锈钢在卷板成卷后析出有害的金属间相,避免后部热处理出现开卷断裂。由于本申请中的双相不锈钢具有更高的Cr、Mo,有害相的析出敏感性更高,稳定存在的温度上限能达到950℃,因此需要严格控制轧后冷却效果。

另一方面,本申请涉及利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法,其包括:

a)提供双相不锈钢铸坯,其中所述双相不锈钢铸坯含有0<C≤0.030%,0<Si≤0.80%,0<Mn≤1.20%,0<P≤0.035%,0<S≤0.020%,Cr 24.00%-26.00%,Ni 6.00%-8.00%,Mo 3.00%-5.00%,N0.24%-0.32%,余量为铁及其他不可避免的杂质;所述双相不锈钢铸坯的氧含量[O]≤30ppm;

b)对所述双相不锈钢铸坯加热;

c)对所述加热的双相不锈钢铸坯进行轧制,得到热卷板;

d)对所述热卷板进行冷却卷曲;以及

e)对所述冷却的热卷板进行热处理,从而得到所述双相不锈钢卷板。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的热处理的示例性实例包括但不限于在连续式退火酸洗线完成热处理。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的热处理的板温约为1050℃-1080℃。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的热处理过程中双相不锈钢卷板的运行速率为8m/min-10m/min。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的热处理出炉后水冷。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的热处理出炉后冷却后的钢板温度约小于等于100℃。

再一方面,本申请涉及利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法,其包括:

a)提供双相不锈钢铸坯,其中所述双相不锈钢铸坯含有0<C≤0.030%,0<Si≤0.80%,0<Mn≤1.20%,0<P≤0.035%,0<S≤0.020%,Cr 24.00%-26.00%,Ni 6.00%-8.00%,Mo 3.00%-5.00%,N0.24%-0.32%,余量为铁及其他不可避免的杂质;所述双相不锈钢铸坯的氧含量[O]≤30ppm;

b)对所述双相不锈钢铸坯加热;

c)对所述加热的双相不锈钢铸坯进行轧制,得到热卷板;

d)对所述热卷板进行冷却卷曲;

e)对所述冷却的热卷板进行热处理;以及

f)对所述热处理的热卷板进行酸洗,从而得到所述双相不锈钢卷板。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的酸洗的示例性实例包括但不限于硫酸+混酸进行酸洗。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的酸洗中硫酸的温度约为75℃-80℃。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的酸洗中硫酸的浓度约为240g/l-280g/l。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的酸洗中的混酸的温度约为40℃-45℃。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的酸洗中的混酸的示例性实例包括但不限于硝酸和氢氟酸、硝酸和盐酸以及盐酸和双氧水。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的酸洗中硝酸的浓度约为140g/l-160g/l。

在某些实施方案中,能够用于本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法中的酸洗中氢氟酸的浓度约为浓度30g/l-40g/l。

在某些实施方案中,使用本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法,较好地解决了卷板的裂边以及防止开卷断裂的难题。

在某些实施方案中,使用本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法,开发出了最小厚度约为4mm的双相不锈钢热卷板。

在某些实施方案中,使用本申请的利用热连轧机进行双相不锈钢卷板的轧制方法,生产效率提高了约两倍。

下文中,本申请将通过如下实施例进行详细解释以便更好地理解本申请的各个方面及其优点。然而,应当理解,以下的实施例是非限制性的而且仅用于说明本申请的某些实施方案。

实施例

实施例1

1.双相不锈钢的化学成分为:

C:0.023%Si:0.55%Mn:0.95%P:0.021%S:0.001%Cr:25.23%Ni:7.04%Mo:4.11%N:0.2547%,余量为铁及其他不可避免的杂质。

铸坯氧含量[O]平均值为22ppm;等轴晶比例为85%

2.对双相不锈钢铸坯加热:

铸坯断面:厚度为200mm、宽度为1250mm;加热炉温为1260℃,驻炉时间为206min

3.粗轧:经过可逆式四辊轧机7道次轧制,开轧温度为1150℃,终轧温度为1085℃,轧后铸坯厚度为32mm

4.精轧:终轧温度为985℃,成品厚度为6.0mm

5.卷曲:精轧出口投入强制层流冷却,卷曲温度为720℃

6.卷板热处理:热处理板温为1050℃-1080℃,钢带炉内运行速度为10m/min,热处理出炉后水冷

7.卷板酸洗:H2SO4温度为75℃-80℃,浓度为240g/l-260g/l;混酸温度为40℃-45℃,HNO3浓度为140g/l-160g/l,HF浓度为30g/l-35g/l

经检测,所得卷板的边部和表面质量较好,性能满足了ASTM-A240/A240M的标准要求,相比炉卷轧制,效率大幅提高。

实施例2

1.双相不锈钢的化学成分为:

C:0.021%Si:0.56%Mn:0.87%P:0.022%S:0.001%Cr:25.27%Ni:7.22%Mo:3.89%N:0.2790%,余量为铁及其他不可避免的杂质。

铸坯氧含量[O]平均值为21ppm;等轴晶比例为88%

2.对双相不锈钢铸坯加热:

铸坯断面:厚度为200mm、宽度为1250mm;加热炉温为1260℃,驻炉时间为195min

3.粗轧:经过可逆式四辊轧机7道次轧制,开轧温度为1140℃,终轧温度为1080℃,轧后铸坯厚度为30mm

4.精轧:终轧温度为980℃,成品厚度为5.0mm

5.卷曲:精轧出口投入强制层流冷却,卷曲温度为700℃

6.卷板热处理:热处理板温为1050℃-1080℃,钢带炉内运行速度为10m/min,热处理出炉后水冷

7.卷板酸洗:H2SO4温度为75℃-80℃,浓度为240g/l-250g/l;混酸温度为40℃-45℃,HNO3浓度为140g/l-160g/l,HF浓度为30g/l-35g/l

经检测,所得卷板的边部和表面质量较好,性能满足了ASTM-A240/A240M的标准要求,相比炉卷轧制,效率大幅提高。

从前述中可以理解,尽管为了示例性说明的目的描述了本发明的具体实施方案,但是在不偏离本发明的精神和范围的条件下,本领域所述技术人员可以作出各种变形或改进。这些变形或修改都应落入本申请所附权利要求的范围。

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