一种不锈钢双相钢卷取方法与流程

本发明属于冶金压延成型领域，涉及一种不锈钢双相钢卷取方法。

背景技术：

双相钢是具有典型的奥氏体和铁素体1:1的双相组织，含有大量的cr、mo和n等耐腐蚀性强化元素。因此双相钢耐盐腐蚀scc，缝隙腐蚀，磨损及侵蚀的抵抗性非常高，具有高强度，使制品轻量化，焊接性能良好的特点。所以不锈钢双相钢用途广泛，附加价值高。

但是热轧双相钢在生产上容易形成边裂、脆断裂等生产品质事故，作业难度大。其原因和难点主要体现在对850℃的σ相析出区间(700-975℃)和475℃脆性区间(350-525℃)的温度控制上。比如精轧后的双相钢需要快速冷却，避开相变区间。

由于双相钢中的铬、钼、氮等元素使其有强的耐点蚀和耐缝隙腐蚀性能，在大多数环境中的应用优于316l钢或317l钢，因此考虑直接在水介质中长时间进行冷却处理。

在实际生产中如果卷取温度不良可能发生相变脆裂，造成设备或人员伤害，应该坚决予以避免。对2507等超级双相钢应该采取更为严格的温度管理制度。虽然文献上多有说明双相钢有关于σ相和475℃的管理区间的温度管理区间，即压延终了温度控制在σ相析出区间980℃以上，快速冷却至750℃以下(5min以内)，但对如何实现稳定目标温度管理的方法，还没有提出过具体方案。对此，我公司实践了一种可以实现稳定目标温度管理的方法。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种不锈钢双相钢卷取方法，其能对卷炉轧机热轧不锈钢双相钢进行稳定目标温度管理，避免在特定温度区间容易发生脆性相析出，同时避免卷取温度设定过低出现带钢过冷板形不良和表面擦伤等品质缺陷。

为了达到前述的发明目的，本发明提供一种不锈钢双相钢卷取方法，其包括以下步骤：

将经粗轧后的双相钢板坯置于精轧机卷炉中进行精轧压延，得到精轧压延后的双相钢带钢；

将所述精轧压延后的双相钢带钢依次进行层流冷却、卷取和水冷池冷却，冷却至室温后得到双相钢产品；

其中，所述精轧机卷炉的炉温为1000℃-1050℃，

所述卷取的温度为450℃-750℃。

在上述不锈钢双相钢卷取方法中，优选地，所述双相钢板坯包括2205钢种或2507钢种；更优选地，所述2205钢种的卷取温度为600℃-750℃；更优选地，所述2507钢种的卷取温度为450℃-700℃。所述不锈钢双相钢典型牌号2205钢种为astm2205，所述不锈钢双相钢典型牌号2507钢种为astm2507，其他标准对应的牌号同样适用。

在上述不锈钢双相钢卷取方法中，优选地，所述精轧压延的终轧温度为1000℃-1050℃；更优选地，所述2205钢种精轧压延的终轧温度为1000℃-1020℃；所述2507钢种精轧压延的终轧温度为1010℃-1050℃。

双相钢按照工艺要求经过精轧压延达到目标厚度之后，由于steckelmill需要多次穿带，板带头尾需要缠绕在卷鼓上，因此需要严格控制卷取温度，即需控制终轧温度控制在σ相析出的上区间(980℃)以上，如果卷鼓的温度比带钢温度低，则会导致板带头尾温度损失严重，本发明通过升高卷炉温度，提高卷鼓温度(原始炉内温度980℃，现设定1000℃-1050℃)，可以减少卷鼓造成带钢头尾的热量损失，缓解头尾的热量损失，保证精轧机压延终了温度高于σ相析出温度区间(700-975℃)，避免在精轧压延过程中出现大量σ相使所述双相钢的塑性降低，从而达到正常完成压延工作。在卷取完成后再进行水冷降温，避免了卷取温度直接设定475℃以下，引起双相钢带钢过冷、板型不良和表面擦伤。

在上述不锈钢双相钢卷取方法中，优选地，所述层流冷却的冷却速率为500-1300℃/min。

在上述不锈钢双相钢卷取方法中，所述层流冷却通过冷却水流量控制装置与温度检测装置协同控制，首先根据双相钢的终轧温度并参考双相钢带钢的钢种、厚度、前行速度等参数预设冷却水流量，并通过温度检测装置实时检测带钢的表面温度，将检测到的实时温度反馈给冷却水流量控制装置，从而调整层流冷却水喷头(header)的动态开关以控制冷却水流量，直至达到所要求的目标温度，实现对卷取温度的控制。

在上述不锈钢双相钢卷取方法中，优选地，所述2205钢种采用的层流冷却时间≤5min，层流冷却后带钢的温度≤750℃。

在上述不锈钢双相钢卷取方法中，优选地，所述2507钢种采用的层流冷却时间≤3min，层流冷却后带钢的温度≤700℃

在精轧压延至卷取完成的过程中，针对压延终了温度980℃-750℃区间，采取层流冷却ctc(coiltemperaturecontrol)进行温度控制，使2205钢种控制在5min以内冷却至750℃以下，2507钢种控制在3min以内冷却至700℃以下，通过所述层流冷却ctc控制，使所述精轧后的双相钢快速通过以850℃为代表的σ相析出区间(700-975℃)，从而杜绝了双相钢在精轧压延至卷取完成阶段出现大量σ相导致的脆断。

在上述不锈钢双相钢卷取方法中，优选地，所述水冷池的cl^-含量≤70ppm。

在上述不锈钢双相钢卷取方法中，优选地，所述水冷池采用循环冷却水冷却，所述水冷池的水温为30℃-60℃。

在上述不锈钢双相钢卷取方法中，优选地，所述双相钢板在所述水冷池中的冷却速率为1-4.5℃/min，冷却时间为8h-10h。

在上述不锈钢双相钢卷取方法中，优选地，在350℃-525℃阶段所述2205钢种在所述水冷池中的冷却速率为1.5℃/min-4.5℃/min；优选为3.0-4.5℃/min。

在上述不锈钢双相钢卷取方法中，优选地，在350℃-525℃阶段所述2507钢种在所述水冷池中的冷却速率为2.0℃/min-4.5℃/min；优选为4.0-4.5℃/min。在350℃-525℃阶段控制2205钢种和2507钢种的冷却速率，可以避免过多脆性相的析出。

在上述不锈钢双相钢卷取方法中，所述水冷池设置有进水口、溢流口、水温检测装置和进水调节装置。通过水温检测装置实时检测水冷池中的水温，反馈给进水调节装置，然后根据反馈的实时水温，调节进水量，确保水冷池的水温为30℃-60℃。

将卷取后的双相钢置于水冷池中降温，使其快速通过以475℃为代表的脆性区间(350℃-525℃)，可以避免发生脆性相析出导致带钢脆断造成的生产品质事故；同时也避免了卷取温度直接设定在475℃以下引起的带钢过冷板型不良和表面擦伤。通过严格管理水冷池的水质，可以防止冷却时在带钢表面产生新的表面缺陷。

本发明的有益效果：

本发明通过提高精轧机卷炉的温度，控制了合适的精轧终了温度，保证了精轧压延阶段不出现大量σ相析出，防止脆断；

对精轧压延完成后的双相钢带钢的冷却过程实行分阶段控制，第一阶段在轧制-卷取完成的过程中，针对压延终了温度980℃-750℃区间，采取层流冷却温度控制(ctc，coiltemperaturecontrol)，使精轧后的双相钢带钢快速通过以850℃为代表的σ相析出区间，确保了在精轧压延至卷取完成阶段不出现大量σ相，防止脆断；

第二阶段在卷取完成后的750℃以下采取直接水冷温度控制冷却至室温；通过水冷池循环冷却水的冷却作用时卷取后的双相钢迅速通过以475℃为代表的脆性温度区间，有效地避开了脆性相析出，为安全生产提供了保证；在卷取完成后进行水冷降温，避免了卷取温度直接设定475℃以下，引起双相钢带钢过冷、板型不良和表面擦伤；同时，通过严格的水冷池水质管理，避免了水冷过程产生新的表面缺陷。

附图说明

图1是实施例1提供的2205钢种和实施例2提供的2507钢种的冷却过程示意图；

图2是实施例1和实施例2的水冷池结构示意图；

图3是实施例1的2205钢卷的σ相测试图；

图4是实施例2的2507钢卷的σ相测试图；

图5是对比例1的2205钢卷的σ相测试图；

图6是对比例2的2205钢卷的表面实物图；

图7是对比例3的2507钢卷的σ相测试图；

图8是对比例3的2507钢卷脆段断口实物图；

图9是对比例4的2507钢卷的σ相测试图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种2205钢种的卷取方法，其包括以下步骤：

设定精轧机卷炉的炉温温度为1000-1050℃，并控制2205钢种的终轧温度为>1000℃；

将经粗轧后的2205带钢置于精轧机卷炉中进行精轧压延，得到3.0mm-10mm厚精轧压延后的2205带钢；

将上述精轧压延后的2205带钢进行层流冷却，根据2205钢种的终轧温度、厚度和前行速度等参数预设冷却水流量，并通过温度检测装置实时检测2205带钢的表面温度，将检测到的实时温度反馈给冷却水流量控制装置，调整层流冷却水喷头(header)的动态开关以控制冷却水流量，使层流冷却的冷却速率达到500℃-1300℃/min，并在5min内将该2205带钢冷却至＜750℃，具体的冷却过程请参考图1；

将经层流冷却后的2205带钢进行卷取，卷取温度为600℃-750℃，卷取后的2205钢卷的温度为600℃-750℃；

将卷取后的2205钢卷通过行车吊运至水冷池，如图2所示，该水冷池设置有进水口、溢流口、水温检测装置和进水调节装置。通过水温检测装置实时检测水冷池中的水温，反馈给进水调节装置，然后根据反馈的实时水温，调节进水量，控制水冷池的水温为30℃-60℃，并定期检测水冷池中cl^-含量，确保cl^-含量在70ppm以下；该水冷池采用循环冷却水，冷却的速率为1-4.5℃/min，如图1所示，在350℃-525℃阶段，2205钢种在所述水冷池中的冷却速率为3.0℃/min-4.5℃/min，2205钢卷在该水冷池中冷却8h-10hr后达到室温，然后取出，完成冷却过程，得到冷却后的2205钢卷。

将本实施例制得2205钢卷进行性能测试，测试结果如图3所示，图3为2205钢种在700℃温度下卷取的σ相测试图，由图3可知，在700℃进行卷取的2205钢种没有明显出现大量的σ相大量析出，呈现γ相与α相正常比例双相组织，而分析认为σ相大量析出容易导致2205钢种在自体卷取作业时尾部发生脆断；后续多次实验证明，卷取温度控制在780℃以下时，2205钢种的σ相析出少，卷取温度控制在750℃以下时，自体卷取作业时尾部脆断概率较小，满足正常生产作业。

由测试结果可知，本实施例制得的2205钢卷实现了不锈钢双相钢的稳定轧制和正常冷却，且不发生σ相和其他脆性相的大量析出，表面缺陷少，板型好。

实施例2

本实施例提供了一种2507钢种的卷取方法，其包括以下步骤：

设定精轧机卷炉的炉温温度为1010-1050℃，并控制2507钢种的终轧温度为>1020℃；

将经粗轧后的2507带钢置于精轧机卷炉中进行精轧压延，得到5.0m-8.0mm厚精轧压延后的2507带钢；

将上述精轧压延后的2507带钢进行层流冷却，根据2507钢种的终轧温度、厚度和前行速度等参数预设冷却水流量，并通过温度检测装置实时检测2507带钢的表面温度，将检测到的实时温度反馈给冷却水流量控制装置，调整层流冷却水喷头(header)的动态开关以控制冷却水流量，使层流冷却的冷却速率达到500-1300℃/min，并在3min内将该2507带钢冷却至<700℃，具体的冷却过程请参考图1；

将经层流冷却后的2507带钢进行卷取，卷取后的2507钢卷的温度为450℃-700℃；

将卷取后的2507钢卷通过行车吊运至水冷池，如图2所示，该水冷池设置有进水口、溢流口、水温检测装置和进水调节装置。通过水温检测装置实时检测水冷池中的水温，反馈给进水调节装置，然后根据反馈的实时水温，调节进水量，控制水冷池的水温为30℃-60℃，并定期检测水冷池中cl^-含量，确保cl^-含量在70ppm以下；该水冷池采用循环冷却水，冷却的速率为1-4.5℃/min，如图1所示，在350℃-525℃阶段，2507钢种在所述水冷池中的冷却速率为4.0℃/min-4.5℃/min，2507钢卷在该水冷池中冷却8h-10hr后达到室温，然后取出，完成冷却过程，得到冷却后的2507钢卷。

将本实施例制得2507钢卷进行性能测试，测试结果如图4所示，图4为2507钢种在600℃温度下卷取的σ相测试图，由图4可知，600℃下进行卷取的2507钢种没有明显出现大量的σ相大量析出，呈现γ相与α相正常比例双相组织，分析认为σ相大量析出导致了2507钢种在自体卷取作业时尾部发生了脆断；后续多次实验证明，卷取温度控制在700℃以下时，2507钢种的σ相析出少，自体卷取作业时尾部脆断概率较小，满足正常生产作业。

由测试结果可知，本实施例制得的2507钢卷实现了不锈钢双相钢的稳定轧制和正常冷却，且不发生σ相和其他脆性相的大量析出，表面缺陷少，板型好。

对比例1

本对比例提供一种2205钢种的卷取方法，其采用实施例1的步骤进行卷取，区别在于，本对比例采用的卷取温度控制在800℃。

对本对比例卷取获得的2205卷取钢种进行测试，测试结果如图5所示，图5为2205钢种在800℃温度下卷取的σ相测试图，交界黑色位置为σ相，由图5可知，800℃下进行卷取的2205钢种出现大量的σ相大量析出，分析认为σ相大量析出导致了2205钢种在自体卷取作业时尾部发生了脆断。

对比例2

本对比例提供一种2205钢种的卷取方法，其采用实施例1的步骤进行卷取，区别在于，本对比例采用的卷取温度控制在475℃，本对比例的卷取温度低于500℃，理论上不会再大量析出脆性相，但是本对比例获得的厚料板型表现不好。图6为475℃温度下卷取的2205钢种的表面，如图6所示，该2205钢种表面出现了较多的擦伤，这是由于卷取温度过低引起的2205带钢过冷，瓢曲板型不良，在水冷过程中产生了表面缺陷。

对比例3

本对比例提供一种2507钢种的卷取方法，其采用实施例2的步骤进行卷取，区别在于，本对比例采用的卷取温度控制在800℃。

对本对比例卷取获得的2507卷取钢种进行测试，测试结果如图7所示，图7为2507钢种在800℃温度下卷取的σ相测试图，交界黑色位置为σ相，由图7可知，800℃下进行卷取的2507钢种出现大量的σ相大量析出，分析认为σ相大量析出导致了2507钢种在自体卷取作业时尾部发生了脆断，断口如图8所示。

对比例4

本对比例提供一种2507钢种的卷取方法，其采用实施例2的步骤进行卷取，区别在于，本对比例采用的卷取温度控制在760℃。

对本对比例卷取获得的2507卷取钢种进行测试，测试结果如图9所示，图9为2507钢种在760℃温度下卷取的σ相测试图，交界黑色位置为σ相，由图9可知，760℃下进行卷取的2507钢种虽没有出现大量的σ相析出，但还是明显地存在较为细小的σ相析出，导致卷取发生脆断，不能完成正常生产作业。

由实施例1与对比例1-2可知，2205钢种的卷取温度在600-750℃时，可以实现2205双相不锈钢钢卷的稳定轧制和正常冷却，且不发生σ相和其他脆性相的大量析出，表面缺陷少，板型好。由实施例2和对比例3-4可知，2507钢种的卷取温度在450-700℃时，可以实现2507双相不锈钢钢卷的稳定轧制和正常冷却，且不发生σ相和其他脆性相的大量析出，且表面缺陷少，板型好。

综上所述，本发明通过提高精轧机卷炉的温度，控制了合适的精轧终了温度，保证了精轧压延阶段不出现大量σ相析出，防止脆断；

对精轧压延完成后的双相钢带钢的冷却过程实行分阶段控制，第一阶段在轧制-卷取完成的过程中，针对压延终了温度980℃-750℃区间，采取层流冷却温度控制(ctc，coiltemperaturecontrol)，使精轧后的双相钢带钢快速通过以850℃为代表的σ相析出区间，确保了在精轧压延至卷取完成阶段不出现大量σ相，防止脆断；

第二阶段在卷取完成后的750℃以下采取直接水冷温度控制冷却至室温；通过水冷池循环冷却水的冷却作用时卷取后的双相钢迅速通过以475℃为代表的脆性温度区间，有效地避开了脆性相析出，为安全生产提供了保证；在卷取完成后进行水冷降温，避免了卷取温度直接设定475℃以下，引起双相钢带钢过冷、板型不良和表面擦伤；同时，通过严格的水冷池水质管理，避免了水冷过程产生新的表面缺陷。