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不锈钢与碳钢的混合轧制技术

来源:原创 日期:2013-12-7 9:49:33 人气:

不锈钢与碳钢的混合轧制是热轧不锈钢带钢生产的先进技术,是提高不锈钢表面质量和生产率的有效途径。在国外,发达国家的不锈钢生产大都采用混合轧制方法,如日本的JFE和德国的蒂森厂。但是在国内,不锈钢与碳钢的混合轧制技术的研究与应用都还处于起步阶段。宝山钢铁公司在2005年首次在国内成功实现了不锈钢和碳钢的1780mm混合轧制。

不锈钢和碳钢混合轧制的最大好处是能够实现产能最大化。因为加热炉在加热碳钢时的设计加热能力及在加热不锈钢时的设计加热能力各不相同,而与轧机平均轧制能力不相匹配,加热能力大于或小于轧制能力,从而造成产能浪费。采用混合轧制时就可以进行有效调配,使加热能力与轧制能力达到基本匹配,实现产能的最大化。此外,在不实行混合轧制的情况下,加热炉频繁切换加热不锈钢和碳钢,也会导致加热能力的浪费,并使加热质量受到影响。

此外,混合轧制也有利于产品质量的提高。对于铁素体不锈钢,轧件和轧辊间容易产生黏着现象,利用一定数量碳钢进行有效过渡来达到对辊面的特殊处理,可以提高不锈钢的表面质量;对于奥氏体不锈钢,高温下轧制力大且对温度敏感,采用窄碳钢的合理插入可以提高生产能力。

轧制条件相近是决定能否实行混合轧制的主要依据,其中热状态下的硬度差异是一个重要因素,其次是目标宽度和目标厚度及冷却温度的限制。在实行混合轧制时,铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢有很大的差别。对于铁素体不锈钢与碳钢的混合轧制,由于轧制条件相近,钢种切换时板形控制相对容易;但对于奥氏体不锈钢与碳钢的混合轧制,由于两者轧制负荷相差较大,板形控制往往难度较大。

因为铁素体不锈钢和碳钢的轧制条件基本接近,工艺上和模型切换上不存在大的问题。铁素体不锈钢在高温下组织比较稳定,表面的氧化控制比较容易,但是该钢种在1000℃以上时,板坯强度会变得很低,板坯在加热时头尾部容易发生“下塌”。日本JFE采用低温加热工艺,以控制加热温度为主;而蒂森厂则采用高温加热,均热段快速加热、快速抽钢的方式,两者都是为了避免板坯在加热过程中发生“下塌”。在同一个轧制计划中,铁素体不锈钢和碳钢应在不同的加热炉中加热,主要是达到铁素体不锈钢快速抽钢的目的,因此碳钢和铁素体不锈钢的加热速度、炉温控制的匹配十分重要。宝钢的生产实践表明,在铁素体不锈钢与碳钢混合轧制时,碳钢的宽度应略大于不锈钢宽度,这样可以改善不锈钢的边部质量。

Cr-Ni奥氏体不锈钢的加热特性和碳钢有较大的区别,奥氏体不锈钢导热不良,因此加热时间比较长;同时变形抗力大,出炉温度高,在加热区和均热区如果超出标准的温度值是很危险的,会使表面烧损,在热轧带钢和冷轧带钢时出现大量的表面缺陷。此外,还容易产生晶格间的氧化,所以必须高度注意对其温度的上限控制。与铁素体不锈钢混合轧制相反,奥氏体不锈钢与碳钢混合轧制时,碳钢的宽度应略小于不锈钢,否则碳钢的边部可能出现质量问题。
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