专利名称：低磁合结钢冷轧板的退火方法和退火料架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种低磁合结钢冷轧板的退火方法和退火料架，尤其是涉及一种低磁合结钢冷轧板的立装退火方法，经过该退火处理，钢板上下表面不生成厚度约0. 05-0. Imm 的表硬层，能够满足舰艇低磁钢船板要求。
背景技术：
合结钢是指用作机械零件和各种工程构件并含有一种或数种一定量的合金元素的钢。低磁钢(low-magnetic steel)是对铁磁性无感应的钢，通常把导磁率低于1. 5的钢称为低磁性钢。在舰船上需要其所用材料能够防磁性干扰，例如预防水雷和磁搜索，否则容易被敌方磁力探测仪侦测到，或受到敌方磁性水雷等武器的打击。因此，磁性对军舰来说是非常不利的，低磁和无磁钢对舰船“隐身”能起到非常好的效果。低磁合结钢是高锰低磁钢，这类钢含锰大于17%，碳含量一般均在1.0%以下，具有组织稳定、力学性能优良、相对磁导率低的特点，因此，低磁合结钢冷轧板可以用作舰艇低磁钢船板。现有技术中，低磁合结钢冷轧板的工艺流程为中板坯剪切酸洗单张冷轧退火(例如电罩炉)一性能检验一矫直剪切定尺包装、过磅一交库。经过上述工艺流程生产，所得产品厚度规格为3 5mm。在生产过程中，冷轧钢板经退火后，在检验工艺性能冷弯时，产品进行冷弯实验会出现裂纹，使得不满足用作舰艇低磁钢船板的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服低磁合结钢冷轧板进行冷弯实验会出现裂纹的缺陷，提供了一种低磁合结钢冷轧板的退火方法和退火料架，采用钢板立装的方式进行退火，钢板上下表面不会生成表硬层，使得退火钢板的冷弯裂纹质量缺陷得到解决。本发明人通过生产跟踪和多次小批量试验分析得出，冷轧钢板经退火后，钢板上下表面会生成厚度约0. 05 0. Imm的表硬层，该表硬层会使得低磁合结钢冷轧板进行冷弯试验时出现裂纹会。本发明人进一步分析得到表硬层生成的原因主要是低磁合结钢冷轧钢板在轧制过程中，使用的工艺冷却、润滑用乳化液会残留于钢板表面并形成乳化液薄膜，在氮气保护气氛的退火过程中，整垛钢板表面残留乳化液薄膜会被烘干，因其AL含量较高，即而产生的烟气伴随钢板表面会进行氧化、渗氮、脱碳等复杂的化学反应，使得钢板层间上下表面生成约0. 05 0. Imm的表硬层。本发明人跟踪现有退火过程发现，退火升温到350°C时，停止退火，吊出钢板垛，钢板层间的烟气会不断涌出。本发明采用冷轧板(钢板)立装并将冷轧板与冷轧板之间用钢筋隔离的方法进行退火，虽然钢板表面残留乳化液薄膜在退火升温过程中会被烘干产生烟气，但是该烟气会被快速排出(例如通过电罩炉(电罩退火炉)外罩的排气阀)，彻底阻止上述乳化液薄膜产生的烟气与钢板表面的化学反应，预防低磁合结钢冷轧板在退火过程中在钢板的上下表面产生表硬层的质量缺陷。为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于低磁合结钢冷轧板退火的退火料架，该料架包括料架底板1 ；具有间隔的位于料架底板1上的至少两排支撑立柱2 ；斜形块 3，其一端连接在支撑立柱2下部的侧面上，另一端连接在相邻支撑立柱2的相对侧面上，该斜形块与料架底板1形成倾斜角度；以及料架吊钩。退火料架采用具有抗高温变形能力的材料，优选采用40mm厚的成本适中的304不锈钢板材焊制而成。退火料架外形尺寸长、宽、高依据退火设备尺寸和产品尺寸设计，便于摆放、操作即可。由于上述原因，退火料架的支撑立柱的排数没有特殊规定，只要能满足产品尺寸和退火设备尺寸要求即可。立装于退火料架的单张冷轧板之间用钢筋垫块搁开，增加了劳动强度，且操作困难。本发明在料架底板上设有(优选焊制)斜形块，且其表面加工光滑，这样冷轧板立放于斜形块上，能够便于插放钢筋垫块时撬移冷轧板。前述的退火料架，所述斜形块3是焊接在相邻两个支撑立柱2上的斜形块3，所述倾斜角度是W-45度。前述的退火料架，所述料架底板1、支撑立柱2和斜形块3是35-45mm，优选40mm 厚的不锈钢板。本发明提供一种低磁合结钢冷轧板的退火方法，应用上述的退火料架，该方法包括如下步骤第一步骤，将低磁合结钢冷轧板垛立装于退火料架的料架底板上，得到立装的冷轧板垛；第二步骤，在所述立装后的冷轧板垛的每张冷轧板与冷轧板之间放置钢筋垫块， 以将单张冷轧板相互之间间隔；第三步骤，用夹紧装置将立装的冷轧板垛上下两端分别加紧；第四步骤，对步骤三处理后的冷轧板垛采用罩式炉进行退火处理。本发明低磁合结钢冷轧板，是含锰大于17%、碳含量在1.0%以下的冷轧板，优选低磁钢 45Μη17Α13。前述的低磁合结钢冷轧板的退火方法，在第四步骤中，采用升温速率20-50°C /h 进行升温，升温到750-790°C保持恒温4-6h。前述的低磁合结钢冷轧板的退火方法，在第四步骤中，所述升温速率为40°C /h, 升温到780°C保持恒温5小时。前述的低磁合结钢冷轧板的退火方法，所述罩式炉是电罩退火炉。前述的低磁合结钢冷轧板的退火方法，在第四步骤中，恒温处理后，将冷轧板运到外罩，然后冷却到< 280°C后出炉。前述的低磁合结钢冷轧板的退火方法，在第一步骤中，将低磁合结钢冷轧板分垛， 得到冷轧板垛，然后将冷轧板垛立装于退火料架的料架底板上，每两个支撑立柱之间放置一个冷轧板垛。优选的，通常采用常规吊装设备以吊装的方式将冷轧板立装于退火料架中，例如采用天车(桥式起重机)。但是将平放的冷轧板用钢绳变为立式吊装并立装于料架，其操作困难、且存在安全隐患，因此本发明优选采用分垛吊装，用以减少吊装重量，且操作方便，例如对于产品规格为3. 0/4. 0*150(^2500mm，按照约3 5吨为一垛进行分垛；另外，本专利中所述冷轧板垛所具有的冷轧板的张数不受限制，可以是一张。退火料架可以单独先吊入退火炉中，也可以立装冷轧板且安放钢筋垫块后整体掉入退火炉中。
前述的低磁合结钢冷轧板的退火方法，在第二步骤中，所述钢筋垫块的直径是0 10-14mm,优选 C 12mm。前述的合结钢冷轧板的退火方法，在第三步骤中，所述夹紧装置包括第一钢板条和第二钢板条，其中第一钢板条和第二钢板条的两端设有活动紧固件(优选螺丝和配套螺母)；用所述夹紧装置将立装的冷轧板垛上下两端分别加紧时，分别将冷轧板垛两端放入到两个夹紧装置的第一钢板条和第二钢板条之间，调节螺栓进行加紧操作。立装冷轧板垛长时间高温退火状态下产生塌落变形，用上述加紧装置将立放钢板两端上下夹紧，能够防止冷轧板垛长时间高温退火状态下产生塌落变形的问题。采用本发明的技术方案，至少具有如下有益效果1、将冷轧板(钢板)平放退火改为立放退火，彻底解决了合结钢冷轧板退火时在钢板上下表面形成表硬层的缺陷。2、本发明缩短了退火周期(由7天变为3. 5天)，因此虽然本发明退火过程中装炉量减少，但产能没有减少(平放退火装炉量50 60吨，立放退火装炉量25 30吨)。3、冷轧板(钢板)立装退火工艺与常化炉单张钢板退火工艺比较，不受常化炉能力制约，生产节奏可自行控制。4、冷轧板(钢板)立装退火工艺与汽油擦拭钢板残乳后，成垛平放退火工艺比较， 具有生产成本低，劳动效率高，安全可靠的优点。
图1是现有技术45Μη17Α13低磁合结钢冷轧板退火表面硬层金相分析；图2是45Μη17Α13低磁合结钢冷轧板正面的成分分布检测；图3是45Μη17Α13低磁合结钢冷轧板反面的成分分布检测；图4是对45Μη17Α13低磁合结钢冷轧板表面磨掉表面硬层后做的成分分布检测；图5是本发明退火料架简要图。
具体实施例方式为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明。发明人对现有技术的45Μη17Α13低磁合结钢冷轧板退火表面硬层进行了检测，如图1所示。结果显示钢板表层存在约0. Imm厚度的硬层，表硬层硬度较机体高一倍。接着发明人对现有技术的45Μη17Α13低磁合结钢冷轧板按照国标GB222-2006取样，采用GB223的方法进行了化学成分分析。图2是45Μη17Α13低磁合结钢冷轧板正面的成分分布检测，图3是45Μη17Α13低磁合结钢冷轧板反面的成分分布检测，横坐标为从表面到心部的成分变化，单位为微米，纵坐标为元素相对的百分含量。结果显示，现有技术退火处理的冷轧板(钢板)，表硬层中由里到表面显现Mn、AL、N含量逐渐偏高趋势。图4是对 45Μη17Α13低磁合结钢冷轧板表面磨掉表面硬层后做的成分分布检测。结果显示，冷轧板 (钢板)内在成分基本一致。然后，发明人将冷轧板(钢板)表面硬层用盐酸彻底酸洗后，进行冷弯试验，结果显示无冷弯表面裂纹。
于是，发明人得出如下结论现有退火技术会导致冷轧板(钢板)上下表面出现有表硬层，而表面硬层是引起冷弯表面裂纹的主要原因。发明人用汽油擦拭冷轧板(钢板) 正、反表面残乳后，成垛平放电罩炉退火，然后进行冷弯试验，结果显示无冷弯表面裂纹。但是逐张翻钢板汽油擦拭效率低、成本高、存在安全隐患。本发明采用冷轧板(钢板)立装并将冷轧板与冷轧板之间用钢筋隔离的方法进行退火，预防低磁合结钢冷轧板在退火过程中在钢板的上下表面产生表硬层的质量缺陷。本发明提供一种低磁合结钢冷轧板的退火方法，采用冷轧板立装，且冷轧板与冷轧板之间间隔的方式进行退火，该方法包括如下步骤第一步骤，将低磁合结钢冷轧板垛立装于退火料架的料架底板上，得到立装的冷轧板垛；第二步骤，在所述立装后的冷轧板垛的每张冷轧板与冷轧板之间放置钢筋垫块，以将单张冷轧板相互之间间隔；第三步骤，用夹紧装置将立装的冷轧板垛上下两端分别加紧；第四步骤，对步骤三处理后的冷轧板垛采用罩式炉进行退火处理。图5所示是本发明的用于低磁合结钢冷轧板退火的退火料架。根据图5所示，该料架包括料架底板1 ；具有一定间隔的位于料架底板1上的至少两排支撑立柱2 ；位于支撑立柱2之间的料架底板1上的斜形块3 ；以及料架吊钩(图未示)。退火料架采用具有抗高温变形能力的材料，优选采用35-45mm，更优选40mm厚的成本适中的304不锈钢板材焊制而成，包括料架底板1、支撑立柱2、斜形块3、料架吊钩均优选采用35-45mm，更优选40mm厚的耐热不锈钢板。退火料架外形尺寸长、宽、高依据退火设备尺寸和产品尺寸设计，便于摆放、操作即可，优选长*宽*高=M0(^2200*1400mm。由于上述原因，退火料架的支撑立柱的排数没有特殊规定，只要能满足产品尺寸和退火设备尺寸要求即可。图5仅示出具有4排的支撑立柱，实际上，支撑立柱根据退火料架的尺寸可以为至少两排以上的任意值，例如6排、7排、8排等。两排支撑立柱2之间的间距没有特殊的规定，只要能起到支撑冷轧板垛的间距都在本发明的保护范围之内。优选的，两排支撑立柱2之间放置3-5吨冷轧板垛，两排支撑立柱2之间的间距以190-350mm为佳。立装于退火料架1的单张冷轧板之间用钢筋垫块搁开，增加了劳动强度，且操作困难。本发明在料架底板上设有(优选焊制)斜形块3，且其表面加工光滑，这样冷轧板立放于斜形块3上，能够便于插放钢筋垫块时撬移冷轧板。斜形块3的倾斜角度优选25-45度。本发明的低磁合结钢冷轧板在退火料架之前，要经过原料剪切、酸洗、轧制的处理。剪切为常规剪切方法，通常根据冷轧板和需要的产品的尺寸进行。酸洗步骤通常为在 20-40°C温度下，在无机酸溶液，优选质量浓度8-15%的盐酸溶液中浸泡8-15分钟。轧制步骤通常为采用常规乳化液作为冷却剂，采用上辊+0. 05mm，下辊平辊，经过一个或两个轧程，压下量为28. 5-50%。常规乳化液通常包括基础油、乳化剂、极压抗磨剂等，优选还包括抗氧剂、防锈剂、杀菌剂等。基础油通常为动物油脂或合成酯，例如季戊四醇四油酸酯，三羟甲基丙烷三油酸酯等。乳化剂通常为HLB值8-18的表面活性剂(例如0P-10和石油磺酸钠的混合物)，使得乳化液能够形成油水乳状液。极压抗磨剂通常为含硫、磷、氯等元素的极性化合物。本发明优选的乳化液具有如下性能指标，PH值5 8，酸值< 15，皂化值40 60，V40°C粘度35 55，闪点彡150，倾点彡-5，PB值/Kg(最大卡咬负荷)彡50，3%乳化安定性24h≤3. 0皂，ESI≥0. 6。为了进一步改善板形，退火后的冷轧板采用常规十三辊矫直机进行矫直，被矫钢板屈服强度极限850Mpa，被矫钢板最大宽度2100mm，被矫钢板厚度2. 5 6. 0mm。矫直后完全能满足标准和用户使用加工要求，然后裁剪成成品。下面通过具体的实施例来阐述本发明，本领域技术人员应当理解的是，这不应被理解为对本发明权利要求范围的限制。本发明实施例所用设备如下所示
权利要求
1.一种用于低磁合结钢冷轧板退火的退火料架，其特征在于，该料架包括料架底板⑴；具有间隔的位于料架底板(1)上的至少两排支撑立柱O)；斜形块(3)，其一端连接在支撑立柱( 下部的侧面上，另一端连接在相邻支撑立柱 (2)的相对侧面上，该斜形块与料架底板(1)形成倾斜角度；以及料架吊钩。
2.根据权利要求1所述的退火料架，其特征在于，所述斜形块C3)是焊接在相邻两个支撑立柱( 上的斜形块(3)，所述倾斜角度是25-45度。
3.根据权利要求1或2所述的退火料架，其特征在于，所述料架底板(1)、支撑立柱(2) 和斜形块( 是35-45mm，优选40mm厚的不锈钢板。
4.一种低磁合结钢冷轧板的退火方法，应用如权利要求1-3任一项所述的退火料架， 该方法包括如下步骤第一步骤，将低磁合结钢冷轧板垛立装于退火料架的料架底板上，得到立装的冷轧板垛；第二步骤，在所述立装后的冷轧板垛的每张冷轧板与冷轧板之间放置钢筋垫块，以将单张冷轧板相互之间间隔；第三步骤，用夹紧装置将立装的冷轧板垛上下两端分别加紧；以及第四步骤，对步骤三处理后的冷轧板垛采用罩式炉进行退火处理。
5.根据权利要求4所述的低磁合结钢冷轧板的退火方法，其特征在于，在第四步骤中， 采用升温速率20-50°C /h进行升温，升温到750-790°C保持恒温4_6h。
6.根据权利要求5所述的低磁合结钢冷轧板的退火方法，其特征在于，在第四步骤中， 所述升温速率为40°C /h，升温到780°C保持恒温5小时。
7.根据权利要求4所述的低磁合结钢冷轧板的退火方法，其特征在于，所述罩式炉是电罩退火炉。
8.根据权利要求4-7任一项所述的低磁合结钢冷轧板的退火方法，其特征在于，在第一步骤中，将低磁合结钢冷轧板分垛，得到冷轧板垛，然后将冷轧板垛立装于退火料架的料架底板上，每两个支撑立柱之间放置一个冷轧板垛。
9.根据权利要求4所述的低磁合结钢冷轧板的退火方法，其特征在于，在第二步骤中， 所述钢筋垫块的直径是0 10-14mm，优选C 12mm。
10.根据权利要求4所述的低磁合结钢冷轧板的退火方法，其特征在于，在第三步骤中，所述夹紧装置包括第一钢板条和第二钢板条，其中第一钢板条和第二钢板条的两端设有活动紧固件；分别将冷轧板垛两端放入到两个夹紧装置的第一钢板条和第二钢板条之间，调节紧固件进行加紧操作。
全文摘要
本发明提供一种低磁合结钢冷轧板的退火方法和退火料架。该方法包括如下步骤第一步骤，将低磁合结钢冷轧板垛立装于退火料架的料架底板上，得到立装的冷轧板垛；第二步骤，在所述立装后的冷轧板垛的每张冷轧板与冷轧板之间放置钢筋垫块，以将单张冷轧板相互之间间隔；第三步骤，用夹紧装置将立装的冷轧板垛上下两端分别加紧；以及第四步骤，对步骤三处理后的冷轧板垛采用罩式炉进行退火处理。采用本发明的方法，钢板上下表面不会生成表硬层，使得退火钢板的冷弯裂纹质量缺陷得到解决。
文档编号C21D9/46GK102560028SQ20121005837
公开日2012年7月11日 申请日期2012年3月7日 优先权日2011年12月23日
发明者张宇冰, 李 杰, 杨培光, 贾成义, 郝月明 申请人:山西太钢不锈钢股份有限公司