表 1原料規格及目標厚度
- 摘要:為進一步提高本鋼不銹鋼高附加值產品比例，樹立本鋼不銹鋼品牌，本文采用本鋼不銹鋼現有工藝裝備將2.5 mm厚度SUS304（No.1）冷軋用熱軋原料通過二次軋程試制生產0.2 mm×1219 mm的SUS304（2B）冷軋產品，解決了生產過程中的控制難點并完成工藝定型，成品各項技術指標完全滿足JIS G4305標準要求，且產品的厚度、精度、力學性能、板形以及表面質量均達到較好的水平，完全滿足用戶的使用要求。
SUS304鋼種因具有良好的耐蝕性、耐熱性和沖壓、彎曲等熱加工性特點，已成為應用最為廣泛的奧氏體不銹鋼鋼種之一，如其冷軋板帶產品被廣泛應用于家庭用品，室內配管，汽車零部件，醫療器具，建筑材料，化學，食品工業，船舶零部件等[1]。隨著國民經濟的快速發展，人民生活水平的顯著提高，我國不銹鋼表觀消費量總體呈逐年增長態勢，為進一步擴寬不銹鋼產品的使用范圍及降低終端產品制造成本，借助一些輔助工藝，使得SUS304鋼種的極薄規格產品的需求逐漸提升，且市場前景廣闊。本次試制寬幅0.20 mm極薄規格產品采用復合壓延工藝，將該厚度產品用于制作不銹鋼鍋及微波爐面板等用途。本鋼不銹鋼冷軋丹東有限責任公司全線設備先進，軋制產品精度高、板形質量好，達到國內領先水平。考慮軋機的設備能力及生產穩定性，本次試制采用二次軋程進行生產，最終成品的厚度精度、表面質量及力學性能均滿足技術條件要求，并得到用戶的認可，標志著本鋼不銹鋼已具備生產SUS304鋼種極薄規格0.20 mm寬幅冷軋產品。
1. 實驗材料及方法
1.1 冷軋原料
本次試制采用SUS304（No.1）冷軋用熱軋原料，其規格、產品目標厚度及公差見表1。該卷化學成分及力學性能均滿足JIS G4304標準的要求。
1.2 工藝流程
本次試制采用兩次軋程，具體工藝流程為：SUS304（No.1）→帶鋼準備機組→20輥森吉米爾軋機（一次軋程）→冷帶退火酸洗機組→20輥森吉米爾軋機（二次軋程）→冷帶退火酸洗機組→平整機組→重卷拉矯機組→檢驗→包裝繳庫→發貨。
2. 生產試制情況
2.1 軋制試制情況
本次試制0.20 mm厚度的SUS304冷軋產品為本鋼20輥森吉米爾軋機的設計極限規格，為保證試制成功，嚴格制定配輥工藝、軋制工藝以及相關的關鍵工藝控制點。
2.1.1 配輥工藝
為保證軋制平穩，保證板形，輥系配比見表2。
更換二中間輥過程中，檢查背襯軸承，發現問題及時進行更換；軋輥上機前，對輥面、輥形進行檢查，以保證軋制的穩定性以及帶鋼的板形和表面質量。
表 2輥系配比及要求
2.1.2 軋制工藝
第一次軋程：按常規軋制生產，軋制目標厚度為0.60 mm，共計軋制9道次，表面質量、板形及厚度精度情況均良好。
第二次軋程：采用7道次進行軋制到目標厚度0.20 mm，設定的軋制工藝見表3。
表 3SUS304冷軋產品厚度為0.20 mm的軋制工藝參數
2.1.3 軋制生產
在軋制過程中，前滑值及跑偏值均在正常范圍內波動，STD值未超過4.5（UI），從上述參數實際數據反饋可知，該卷軋制效果比較穩定，且板形較好。由表3可知，各道次軋制力變化呈逐漸均勻降低，軋制規程設定比較合理。
采用2套工作輥進行軋制，工作輥表面粗糙度（Ra）分別為0.6 µm和0.24 µm，軋制后，帶鋼的板形良好，實際厚度為0.198 mm，符合厚度公差要求。
2.2 退火、酸洗試制情況
冷軋后的SUS304鋼種通過加熱使其產生回復再結晶，從而消除加工硬化，達到軟化目的。SUS304鋼種的再結晶溫度一般從900 ℃開始，在1050~1200 ℃之間完成。隨著退火溫度的升高或退火時間的延長，因晶粒粗化使性能劣化同時也會使帶鋼表面變得粗糙，從而對加工性能和耐晶間腐蝕性能也產生影響[1]。所以，必須制定合理的退火工藝。
一次軋程后的0.60 mm規格帶鋼采用常規的退火工藝；而0.20 mm規格帶鋼厚度極薄，為避免帶鋼在爐內由于溫度過高，而產生起皺的情況，將退火溫度適當降低，本次0.20 mm規格試制的退火溫度為(1090±10) ℃，TV值為10，氧含量控制目標值為4%，同時觀察帶鋼在爐內的運行情況，發現跑偏嚴重時，可適當調整爐內張力。
由于退火過程中帶鋼表面會生成一層致密的氧化鐵皮，因而需采用Na2SO4電解酸洗+HNO3/HF混酸酸洗的酸洗工藝進行去除。其中Na2SO4電解溫度設定為80 ℃，pH值為4~6，電流為15 A/dm2；HNO3/HF混酸的HNO3質量濃度為80~100 g/L，HF質量濃度為6~8 g/L，溫度為48~50 ℃。
由于酸洗工藝段擠干輥、糾偏輥以及刷輥排列較密集，而帶鋼又為極薄規格，所以帶鋼在運行過程中極易產生起皺情況，因而在酸洗前，一方面需要對各類輥子的投入情況進行調整，另一方面也需要根據帶鋼的運行情況對酸洗工藝段的張力進行適當調整。調整原則為在焊縫進酸洗段前完成對輥子投入調整，在焊縫過酸洗工藝段后進行張力調整。
在退火酸洗過程中，退火后帶鋼表面顏色均勻，酸洗后，帶鋼表面氧化鐵皮得以完全去除，同時為保證成品性能，在冷線機組出口對帶鋼進行取樣并做力學性能檢驗，檢驗結果見表4。由檢驗結果可知，該卷鋼的力學達到預期目標。
表 4冷帶退火酸洗機組后帶鋼力學性能檢驗結果
本次試制完成了0.20 mm規格帶鋼在冷帶退火酸洗機組的爐內張力、酸洗工藝段張力以及卷取張力的優化，并確定酸洗工藝段擠干輥和糾偏輥投入情況的調整原則。
2.3 平整試制情況
本次試制平整輥表面粗糙度Ra為0.3 μm，凸度為0.35 mm，平整工藝參數見表5。采用上述平整工藝，板形控制較好，在平整生產中需重點關注出口卷取過程，尤其是墊紙的墊入操作，必須保證墊紙平滑墊入帶鋼之中，以防止帶鋼在卷取過程中由于墊紙打折墊入而產生“鼓包”現象。
表 5平整工藝參數
2.4 重卷試制情況
重卷拉矯機組按合同要求對帶鋼進行切邊、分卷。在切邊過程中，若發現切邊不良，需要及時調整圓盤剪剪刃的重合量和間隙量，同時在重卷機組完成對成品的質量判定工作。
在重卷機組生產過程中對帶鋼厚度及表面質量進行測量和檢查，成品實際規格為0.198 mm×1219 mm，帶鋼的表面質量也較好，色澤均勻，達到合格品的判定標準要求。
按常規要求，重卷機組過程中進行取樣做力學性能，成品力學性能檢驗結果見表6。由檢驗結果可知，成品性能完全滿足標準要求，且性能優良。
表 6成品力學性能檢驗結果
在成品性能滿足要求的前提下，進一步利用金相顯微鏡對成品的晶粒度進行分析，見圖1。通過金相顯微鏡檢測，該成品的晶粒度為8.79，滿足要求。
3. 結束語
（1）本次試制的冷軋寬幅SUS304鋼種0.20 mm極限厚度規格產品的各項指標完全滿足JIS G4305標準要求，且產品的厚度精度、力學性能、板形以及表面質量均達到較好的水平，產品完全滿足用戶的使用要求。
（2）本次成功試制一方面標志著本鋼不銹鋼已具備生產冷軋寬幅SUS304鋼種0.20 mm（2B）極薄規格產品的能力，同時也進一步增加了不銹鋼高附加值產品比例，為公司創造出可觀的經濟效益。另一方面也為本鋼開拓不銹鋼市場，提高不銹鋼市場競爭力奠定堅實的基礎。
來源：金屬世界