精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺的制作方法

本发明总体上涉及轧钢技术领域。更具体地，本发明涉及不锈钢轧制及表面处理领域，特别是精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺。

背景技术：

目前不锈钢产业向着高、精端市场逐步迈进，因此对精密不锈钢的高、精、细产品要求更加多样化，更加需要对产品表面粗糙度、光泽度、色泽等产品特性要求精细、严格。而现有的精密不锈钢生产仍处于一种常态化的生产，不锈钢特殊表面轧制生产是精密不锈钢产品工业化大生产的一大瓶颈，经常出现精密不锈钢表面色差、粗糙度不均、板型不良、硬度不稳定、表面一致性差等缺陷，已经影响到精密不锈钢的高端产业化，也无法满足市场多样化需求。

因此，开发一种精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺，得以改善精密不锈钢表面色差状况、板型情况、硬度波动、粗糙度不均等问题，拓宽精密不锈钢的高端产业，满足市场多样化的需求，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种可以生产表面粗糙度高且无缺陷、在后续加工过程中表面均匀性一致的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺，适于生产表面粗糙度ra在0.2～3.0μm之间、宽度在350-650mm之间的精密不锈带钢。

在一种实施方案中，本发明的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺包括如下步骤：

1)选料：根据目标产品钢种、硬度、厚度及表面类型要求，选取0.8～1.2mm的不锈钢冷轧卷作为原料；

2)初轧：初轧使用轧制油作为润滑冷却剂，轧制油温度控制在34-36℃，按照多道次轧制，初始道次使用粗糙度ra为0.4～0.6μm的工作辊，初始道次轧制速度控制为≤200m/min，中间道次使用粗糙度ra为0.35～0.4μm的工作辊，中间道次轧制速度控制为400～500m/min，成品道次使用粗糙度ra为0.15～0.18μm的工作辊，成品道次轧制速度控制为≤250m/min，初轧过程中板型曲线a6设定为15～18，厚度波动控制为≤5μm；

3)固溶处理：将初轧后的钢卷以35～45m/min的速度通过温度在1020～1150℃的立式光亮连续退火炉进行固溶处理，立式光亮退火炉的马弗炉罩内为高纯度全氢气保护气体，并且卷取过程中卷取张力设定为20～30n/mm²；

4)成品轧制：成品轧制使用轧制油作为润滑冷却剂，轧制油温度控制在34-36℃，对于目标产品表面类型为雾面wm的，按照3道次轧制，第1、2道次使用粗糙度ra为2.8μm的喷砂辊，第3道次使用粗糙度ra为0.12～0.15μm的工作辊，对于目标产品表面类型为喷砂面ps的，按照2道次轧制，第1、2道次使用粗糙度ra为2.8μm的喷砂辊，对于目标产品表面类型为拉丝面ls的，按照2道次轧制，第1道次使用粗糙度ra为0.12～0.15μm的工作辊，第2道次使用粗糙度ra为2.8μm的拉丝辊，使用喷砂辊轧制时，轧制油流量控制在450l/min，轧制速度控制为150m/min，成品轧制过程中板型曲线a6设定为18～20，厚度波动控制在±3μm以内。

在一个优选实施方案中，在所述步骤1)选料中，目标产品钢种要求304不锈钢，硬度要求270-300hv，厚度要求0.3mm，表面类型要求ps30，表面粗糙度ra要求0.8-0.9μm，基于目标产品要求，选取厚度为0.8mm、宽度为610mm的304冷轧不锈钢卷作为原料；在所述步骤2)初轧中，利用sundwig四立柱二十辊轧机对原料进行初轧，采用6道次将原料由0.8mm轧制至0.32mm，第1道次使用粗糙度ra为0.4～0.6μm的高粗糙度粗磨工作辊，变形量控制在23％以内，第2～5道次使用粗糙度ra为0.35～0.4μm的半精磨工作辊，初轧过程中板型曲线a6设定为18；在所述步骤3)固溶处理中，将初轧后的钢卷以45m/min的速度通过温度在1130℃±5℃的立式光亮连续退火炉进行固溶处理，并且卷取过程中卷取张力设定为20n/mm²；在所述步骤4)成品轧制中，经固溶处理后的钢带在sundwig四立柱二十辊轧机上进行成品轧制，采用2道次将钢带由0.32mm轧制至0.3mm，所述2道次轧制使用粗糙度ra为2.8μm的喷砂辊作为工作辊，成品轧制过程中板型曲线a6设定为20。

优选地，在所述步骤2)初轧中，第6道次轧制时使用千分尺测量钢带厚度，如果厚度有偏差，手动微调出口厚度。

优选地，在所述步骤4)成品轧制中，第1道次结束后更换新的工作辊进行第2道次的轧制。

在另一种实施方案中，本发明的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺包括如下步骤：

1)选料：根据目标产品钢种、硬度、厚度及表面类型要求，选取0.8～1.2mm的不锈钢冷轧卷作为原料；

2)轧制：使用轧制油作为润滑冷却剂，轧制油温度控制在34-36℃，按照初始轧程、中间轧程及成品轧程轧制，初始轧程使用粗糙度ra为0.4～0.6μm的工作辊，初始轧程轧制速度控制为≤200m/min，中间轧程使用粗糙度ra为0.35～0.4μm的工作辊，中间轧程轧制速度控制为400～500m/min，初始轧程和中间轧程轧制过程中厚度波动控制为≤5μm，对于目标产品表面类型为雾面wm的，成品轧程分3道次轧制，前两道次使用粗糙度ra为2.8μm的喷砂辊，最后道次使用粗糙度ra为0.12～0.15μm的工作辊，对于目标产品表面类型为喷砂面ps的，成品轧程分2道次轧制，均使用粗糙度ra为2.8μm的喷砂辊，对于目标产品表面类型为拉丝面ls的，成品轧程分2道次轧制，前一道次使用粗糙度ra为0.12～0.15μm的工作辊，最后道次使用粗糙度ra为2.8μm的拉丝辊，使用喷砂辊轧制时，轧制油流量控制在450l/min，轧制速度控制为150m/min，成品轧程轧制过程中板型曲线a6设定为15～18，厚度波动控制在±3μm以内；

3)固溶处理：将轧制后的钢卷以35～45m/min的速度通过温度在1020～1150℃的立式光亮连续退火炉进行固溶处理，立式光亮退火炉的马弗炉罩内为高纯度全氢气保护气体，并且卷取过程中卷取张力设定为20～30n/mm²。

在一个优选实施方案中，在所述步骤1)选料中，在所述步骤1)选料中，目标产品钢种要求304不锈钢，硬度要求180-200hv，厚度要求0.3mm，表面类型要求wm40，基于目标产品要求，选取厚度为0.8mm、宽度为610mm的304冷轧不锈钢卷作为原料；在所述步骤2)轧制中，利用sundwig四立柱二十辊轧机对原料进行轧制，通过初始轧程、中间轧程及成品轧程将原料由0.8mm轧制至0.3mm，初始轧程按1道次轧制，使用粗糙度ra为0.4～0.6μm的高粗糙度粗磨工作辊，变形量控制在23％以内，中间轧程分2道次轧制，使用粗糙度ra为0.35～0.4μm的半精磨工作辊，成品轧程分3道次轧制，第1、2道次使用粗糙度ra为2.8μm的喷砂辊作为工作辊，板型曲线a6设定为16，第3道次使用粗糙度ra为0.12～0.15μm的工作辊，板型曲线a6调整为18；在所述步骤3)固溶处理中，将轧制后的钢卷以35m/min的速度通过温度在1130℃±5℃的立式光亮连续退火炉进行固溶处理，并且卷取过程中卷取张力设定为20n/mm²。

优选地，在成品轧程的第1道次轧制完成后更换新的喷砂辊后进行成品轧程的第2道次轧制。

在本发明的上述精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺中，优选地，立式光亮退火炉的马弗炉罩内为99.999％的全氢气保护气体。

在本发明的上述精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺中，优选地，在对原料进行首次轧制即开坯轧制时，使用粗糙度ra为0.4-0.6μm的粗磨辊轧制，并且在开坯轧制后需更换新的工作辊。

此外，本发明还提供了利用上述精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺生产得到的特殊表面精密不锈钢产品。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺第一实施方案的流程示意图；

图2是本发明的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺第二实施方案的流程示意图；

图3是本发明的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺所适用的喷砂辊的照片；

图4是本发明的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺所适用的拉丝辊的照片；

图5是采用本发明实施例1的工艺生产的表面类型为ps30的钢带产品表面照片；

图6是采用本发明实施例2的工艺生产的表面类型为vm40的钢带产品表面照片。

具体实施方式

定义1：本文中，本文中，术语“304”系指gb牌号为06cr19ni10的不锈钢。

定义2：本文中，术语“精密不锈钢”系指薄规格的冷轧不锈钢，其厚度通常在0.05～0.3mm。

定义3：本文中，术语“wm”、“ps”、“ls”分别指精密不锈钢的表面类型是雾面、喷砂面、拉丝面，其后的诸如30、40等的数字表示表面粗糙度的不同等级，数字越小表面粗糙度越高。

定义4：本文中，术语“板型曲线a6”系指在板型控制中设定标准板型参数时的数据，与板型中间浪有直接关系，板型曲线a6的设定值越大对应的中间浪越大。

定义5：本文中，术语“浪”系指一种板形不良，表现为沿钢带轧制方向呈现高低起伏的波浪形弯曲缺陷，根据波浪在钢带板面上分布的部位不同，分布在板面一侧的叫做“单边浪”，分布在板面两侧的叫做“双边浪”，分布在板面中间部位的叫做“中间浪”，分布在板面1/4处的叫做肋浪即“1/4浪”。

如图1所示，在第一实施方案中，本发明的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺包括如下步骤：

1)选料：根据目标产品钢种、硬度、厚度及表面类型要求，选取0.8～1.2mm的不锈钢冷轧卷作为原料；

2)初轧：初轧使用轧制油作为润滑冷却剂，轧制油温度控制在34-36℃，按照多道次轧制，初始道次使用粗糙度ra为0.4～0.6μm的工作辊，初始道次轧制速度控制为≤200m/min，中间道次使用粗糙度ra为0.35～0.4μm的工作辊，中间道次轧制速度控制为400～500m/min，成品道次使用粗糙度ra为0.15～0.18μm的工作辊，成品道次轧制速度控制为≤250m/min，初轧过程中板型曲线a6设定为15～18，厚度波动控制为≤5μm；

3)固溶处理：将初轧后的钢卷以35～45m/min的速度通过温度在1020～1150℃的立式光亮连续退火炉进行固溶处理，立式光亮退火炉的马弗炉罩内为高纯度全氢气保护气体，并且卷取过程中卷取张力设定为20～30n/mm²；

4)成品轧制：成品轧制使用轧制油作为润滑冷却剂，轧制油温度控制在34-36℃，对于目标产品表面类型为雾面(wm)的，按照3道次轧制，第1、2道次使用粗糙度ra为2.8μm的喷砂辊，第3道次使用粗糙度ra为0.12～0.15μm的工作辊；对于目标产品表面类型为喷砂面(ps)的，按照2道次轧制，第1、2道次使用粗糙度ra为2.8μm的喷砂辊；对于目标产品表面类型为拉丝面(ls)的，按照2道次轧制，第1道次使用粗糙度ra为0.12～0.15μm的工作辊，第2道次使用粗糙度ra为2.8μm的拉丝辊，使用喷砂辊轧制时，轧制油流量控制在450l/min，轧制速度控制为150m/min，成品轧制过程中板型曲线a6设定为18～20，厚度波动控制在±3μm以内。

如图2所示，在第二实施方案中，将第一实施方案的工艺步骤2)初轧和4)成品轧制合并为一个轧制步骤，具体而言，本发明第二实施方案的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺包括如下步骤：

1)选料：根据目标产品钢种、硬度、厚度及表面类型要求，选取0.8～1.2mm的不锈钢冷轧卷作为原料；

2)轧制：使用轧制油作为润滑冷却剂，轧制油温度控制在34-36℃，按照初始轧程、中间轧程及成品轧程轧制轧制，初始轧程使用粗糙度ra为0.4～0.6μm的工作辊，初始轧程轧制速度控制为≤200m/min，中间轧程使用粗糙度ra为0.35～0.4μm的工作辊，中间轧程轧制速度控制为400～500m/min，初始轧程和中间轧程轧制过程中厚度波动控制为≤5μm，对于目标产品表面类型为雾面(wm)的，成品轧程分3道次轧制，前两道次使用粗糙度ra为2.8μm的喷砂辊，最后道次使用粗糙度ra为0.12～0.15μm的工作辊；对于目标产品表面类型为喷砂面(ps)的，成品轧程分2道次轧制，均使用粗糙度ra为2.8μm的喷砂辊，对于目标产品表面类型为拉丝面(ls)的，成品轧程分2道次轧制，前一道次使用粗糙度ra为0.12～0.15μm的工作辊，最后道次使用粗糙度ra为2.8μm的拉丝辊，使用喷砂辊轧制时，轧制油流量控制在450l/min，轧制速度控制为150m/min，成品轧程轧制过程中板型曲线a6设定为15～18，厚度波动控制在±3μm以内；

3)固溶处理：将轧制后的钢卷以35～45m/min的速度通过温度在1020～1150℃的立式光亮连续退火炉进行固溶处理，立式光亮退火炉的马弗炉罩内为高纯度全氢气保护气体，并且卷取过程中卷取张力设定为20～30n/mm²。

有关本发明精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺中所用到的喷砂辊和拉丝辊，请参见图3和图4，其中，喷砂辊是针对工作辊进行喷砂毛化加工而形成的一种轧制工作辊，拉丝辊是针对工作辊进行拉丝毛化加工而形成的一种轧制工作辊。

为使本发明的上述技术方案更加清楚，下面将结合本发明具体实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

本发明实施例1的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺包括如下步骤：

1)选料：目标产品钢种要求304不锈钢，硬度要求270-300hv，厚度要求0.3mm，表面类型要求ps30，表面粗糙度ra要求0.8-0.9μm，基于上述目标产品要求，选取厚度为0.8mm、宽度为610mm的304冷轧不锈钢卷作为原料；

2)初轧：利用德国桑德威(sundwig)四立柱二十辊轧机对原料进行初轧，初轧时所用的润滑冷却剂为轧制油，例如英国石油公司(britishpetroleum，bp)轧制油，轧制油温度控制在34-36℃，采用6道次将原料由0.8mm轧制至0.32mm，第1道次使用高粗糙度粗磨工作辊，例如粗糙度ra为0.4～0.6μm的工作辊，变形量控制在23％以内，轧制速度控制为≤200m/min，第2～5道次使用半精磨工作辊，例如粗糙度ra为0.35～0.4μm的工作辊，轧制速度控制在400～500m/min，第6道次使用粗糙度ra为0.15～0.18μm的工作辊，轧制速度控制为≤250m/min，初轧过程中板型曲线a6设定为18，厚度波动控制为≤5μm；

3)固溶处理：将初轧后的钢卷以45m/min的速度通过温度在1130℃±5℃的立式光亮连续退火炉进行固溶处理，立式光亮退火炉的马弗炉罩内为高纯度全氢气保护气体，并且卷取过程中卷取张力设定为20n/mm²；

4)成品轧制：经固溶处理后的钢带在sundwig四立柱二十辊轧机上进行成品轧制，成品轧制使用例如英国bp轧制油作为润滑冷却剂，轧制油温度控制在34-36℃，采用2道次将钢带由0.32mm轧制至0.3mm，成品轧制使用粗糙度ra为2.8μm的喷砂辊作为工作辊，轧制油流量控制在450l/min，轧制速度控制为150m/min，成品轧制过程中板型曲线a6设定为20，厚度波动控制在±3μm以内。

在本发明实施例1的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺中，优选地，在所述初轧步骤中：第1道次使用高粗糙度粗磨轧辊可以完全破除钝化膜，避免原料色差；轧制速度控制在≤200m/min，可以防止来料缺陷导致断带。第2-5道次使用半精磨工作辊，可以确保钢带表面粗糙度的同时能够避免表面螺旋纹及色差的产生。第6道次时必须用千分尺测量钢带厚度，如果厚度有偏差，需要手动微调出口厚度。

在本发明实施例1的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺中，优选地，在所述成品轧制步骤中，第1道次结束后需更换新的工作辊后进行第2道次的轧制，确保表面粗糙度均匀。成品轧制时必须用千分尺测量钢带厚度，并根据实际测量厚度对轧制厚度进行微调。

采用以上实施例1所述工艺生产的产品的主要技术指标可达到：

1)厚度偏差：0.3±0.003mm；

2)维氏硬度：(270-300)hv；

3)平直度：0.06mm/m；

4)表面粗糙度ra：0.8-0.9μm；

5)表面质量：如图5所示，其中示出了采用实施例1所述工艺生产的表面类型为ps30的钢带产品表面照片，可以看到，该钢带产品的表面均匀一致，无色差、螺旋纹、落砂印等缺陷，表面抗划伤能力强，电镀后光泽度均匀。

实施例2

1)选料：目标产品钢种要求304不锈钢，硬度要求180-200hv，厚度要求0.3mm，表面类型要求wm40，基于上述目标产品要求，选取厚度为0.8mm、宽度为610mm的304冷轧不锈钢卷作为原料；

2)轧制：利用sundwig四立柱二十辊轧机对原料进行轧制，轧制时所用的润滑冷却剂为轧制油，例如英国石油公司(britishpetroleum，bp)轧制油，轧制油温度控制在34-36℃，通过初始轧程、中间轧程及成品轧程将原料由0.8mm轧制至0.3mm，初始轧程按1道次轧制，使用高粗糙度粗磨工作辊，例如粗糙度ra为0.4～0.6μm的工作辊，变形量控制在23％以内，轧制速度控制为≤200m/min，中间轧程分2道次轧制，使用半精磨工作辊，例如粗糙度ra为0.35～0.4μm的工作辊，轧制速度控制在400～500m/min，初始轧程和中间轧程轧制过程中厚度波动控制为≤5μm，成品轧程分3道次轧制，第1、2道次使用粗糙度ra为2.8μm的喷砂辊作为工作辊，并且轧制油流量控制在450l/min，轧制速度控制为150m/min，板型曲线a6设定为16，第3道次使用粗糙度ra为0.12～0.15μm的工作辊，板型曲线a6调整为18，成品轧程轧制过程中厚度波动控制在±3μm以内；

3)固溶处理：将轧制后的钢卷以35m/min的速度通过温度在1130℃±5℃的立式光亮连续退火炉进行固溶处理，立式光亮退火炉的马弗炉罩内为高纯度全氢气保护气体，并且卷取过程中卷取张力设定为20n/mm²。

在本发明实施例2的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺中，优选地，初始轧程使用高粗糙度粗磨轧辊可以完全破除钝化膜，避免原料色差；轧制速度控制为≤200m/min可以防止来料缺陷导致断带。中间轧程使用半精磨工作辊可以确保钢带表面粗糙度的同时避免表面螺旋纹及色差的产生。成品轧程第1、2道次使用喷砂辊作为工作辊并且轧制油流量控制为450l/min，可以避免高粗糙度喷砂辊轧制中出现润滑不足导致表面色差。此外，成品轧程第1、2道次轧制前必需检查钢带表面情况，并且轧制完毕第1道次后必须更换新的喷砂辊才可轧制第2道次，这样可以避免喷砂辊轧制过程中粗糙度衰减产生的头尾表面粗糙度不一致的问题。成品轧程第3道次轧制时必须用千分尺测量厚度，如果厚度有偏差，需要手动微调出口厚度，同时轧制前必须检查钢带表面质量情况，确保板面色泽均匀无缺陷。

采用以上实施例2所述工艺生产的产品的主要技术指标可达到：

1)厚度偏差：0.3±0.003mm；

2)维氏硬度：(180-200)hv；

3)平直度：0.06mm/m；

4)表面粗糙度ra：0.2-0.25μm；

5)表面质量：如图6所示，其中示出了采用实施例2所述工艺生产的表面类型为wm40的钢带产品表面照片，可以看到，该钢带产品的表面均匀一致，无色差、螺旋纹、落砂印等缺陷，表面抗划伤能力强，电镀后光泽度均匀。

在本发明的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺中，优选地，立式光亮退火炉的马弗炉罩内为99.999％的全氢气保护气体，由此可以有效防止钢带表面氧化。

在本发明的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺中，优选地，板型曲线a6设定为15-18，可以确保钢带没有中间浪及1/4浪；板型曲线a6设定为18～20，可以使钢带出现轻微边浪，避免1/4浪出现。

在本发明的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺中，优选地，使用喷砂辊作为工作辊进行轧制时，轧制油流量控制在450l/min，可以避免高粗糙度喷砂辊轧制中出现润滑不足导致表面色差。

在本发明的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺中，优选地，使用喷砂辊作为工作辊进行轧制时，必须2道次轧制，由此可以避免喷砂辊表面粗糙度衰减带来的头尾粗糙度不一致的问题。

在本发明的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺中，优选地，由于不锈钢特殊表面的表面粗糙度较高，表面凹凸不平，因此在计算轧程变形量时必须按照粗糙度核算钢带表面平均厚度，再利用平均厚度核算变形量，否则轧制成品硬度难以满足需求。

在本发明的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺中，优选地，对原料进行首次轧制即开坯轧制时，必须使用粗糙度ra为0.4-0.6μm的粗磨辊轧制，以保证完全破除酸洗钝化膜，并且在开坯轧制后需更换新的工作辊，防止破除酸洗层时的氧化物粘结在工作辊上，而使钢带表面出现色差。

综上所述，本发明的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺，通过采用独特的轧制工艺、轧辊选择，所轧制生产的精密不锈钢的表面粗糙度高、色泽均匀、抗划伤能力强、厚度公差波动小、板型平直度好、表面质量稳定，解决了后续的加工过程中板型差、厚度公差波动大、表面一致性差等生产瓶颈，消除了不锈钢特殊表面色差、粗糙度衰减、板型不良、硬度不稳定、厚度不均匀等缺陷，产品质量显著提升，且适用于工业化大生产，满足特殊表面精密不锈钢的高端行业高品质要求。尤其是，利用本发明的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺生产的喷砂面精密不锈钢，克服了色泽不均问题；利用本发明的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺生产的雾面精密不锈钢，提高了不锈钢表面粗糙度，消除色差及轧制纹理残留问题，提高表面均匀度；利用本发明的精密不锈钢特殊表面轧制生产工艺生产的拉丝面精密不锈钢，使不锈钢表面抗划伤性能更好，表面均匀纹理形状可控。

需要说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的范围。