不锈钢基础知识及轧制工艺介绍.pdf

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1、不锈钢基础知识及生产工艺介绍 不锈钢事业部营销部技术服务室 2009.8 主要内容 ?不锈钢的发展不锈钢的发展 ?不锈钢基础知识简介不锈钢基础知识简介 ?不锈钢炼钢厂工艺概述不锈钢炼钢厂工艺概述 ?不锈钢热轧生产工艺概述不锈钢热轧生产工艺概述 ?不锈钢冷轧生产工艺概述不锈钢冷轧生产工艺概述 ? 1797年，法国的沃克兰发现了化学元素铬。 从红铅矿和盐酸反应的产物里提出 年，法国的沃克兰发现了化学元素铬。 从红铅矿和盐酸反应的产物里提出Cr2O3，用木炭加 热得到金属 ，用木炭加 热得到金属Cr。 ? 1911年德国人蒙娜尔茨年德国人蒙娜尔茨(P.Monnartz)揭示了钢的耐 蚀性原理并提出了

2、钝化的概念。 揭示了钢的耐 蚀性原理并提出了钝化的概念。 ? 1913年，英国人布里尔利（年，英国人布里尔利（H.Brearly）发明了含）发明了含12- 13%Cr的马氏体不锈钢并获得专利。的马氏体不锈钢并获得专利。 一、不锈钢发展史 ? 1914年，美国人Dantsizen发明了含16%Cr,0.10%C的铁 素体不锈钢； 1914年，美国人Dantsizen发明了含16%Cr,0.10%C的铁 素体不锈钢； ? 1914年，德国人毛雷尔(E.Maurer)和施特劳斯 (B.Strauss)发明了0.1%C,15-20%Cr,20%Ni的奥氏体 不锈钢，并于1929年取得了低碳18-8(C

3、r18%,Ni 8%)的专利权； 1914年，德国人毛雷尔(E.Maurer)和施特劳斯 (B.Strauss)发明了0.1%C,15-20%Cr,20%Ni的奥氏体 不锈钢，并于1929年取得了低碳18-8(Cr18%,Ni 8%)的专利权； ? 1931年，在法国的Uniex实验室发现了奥氏体不锈钢中 含有铁素体时，钢的晶间腐蚀性能有明显改善，从而 开发了双相不锈钢。 1931年，在法国的Uniex实验室发现了奥氏体不锈钢中 含有铁素体时，钢的晶间腐蚀性能有明显改善，从而 开发了双相不锈钢。 不锈钢发展史不锈钢发展史 ? 1952年以后我国开始生产加工不锈钢，用于餐具， 钢笔和手表，并从苏

4、联进口不锈钢材 年以后我国开始生产加工不锈钢，用于餐具， 钢笔和手表，并从苏联进口不锈钢材,在军工和重点 项目上使用。 在军工和重点 项目上使用。 ? 1956年仿制了年仿制了1Cr18Mn8Ni5N(AISI204),在此基础上 ，先后开发了 在此基础上 ，先后开发了1Crl8Mn8Ni5Mo3N、0Cr18Mn14N和和 1Cr25Mn5N等。等。 我国不锈钢发展史 ? 60年代初开始生产年代初开始生产0Cr21Ni5Ti，0Cr21Ni5Mo2Ti双相不 锈钢并研制沉淀硬化型不锈钢。在电弧炉中首次冶炼成功 超低碳奥氏体不锈钢。 双相不 锈钢并研制沉淀硬化型不锈钢。在电弧炉中首次冶炼成功

5、超低碳奥氏体不锈钢。 ? 70年代初期，我国开始仿制年代初期，我国开始仿制18-5型双相不锈钢型双相不锈钢 00Crl8Ni5Mo3Si2。 ? 80年代初，我国研制的年代初，我国研制的AOD和引进的和引进的VOD精炼不锈钢装 备开始投入使用。 精炼不锈钢装 备开始投入使用。 ? 90年代初期我国不锈钢钢锭最高年产量达到年代初期我国不锈钢钢锭最高年产量达到34万万t，产品 的内在质量有了很大提高。 ，产品 的内在质量有了很大提高。 我国不锈钢发展史我国不锈钢发展史 ? 90年代以后，不锈钢消费量直线上升，从年代以后，不锈钢消费量直线上升，从2001年表观消费量 超过美国达到 年表观消费量 超过

6、美国达到225万吨，成为世界第一不锈钢消费大国。万吨，成为世界第一不锈钢消费大国。 ? 2008年我国不锈钢表观消费量年我国不锈钢表观消费量624万吨。万吨。 ? 2008年我国不锈钢粗钢生产量年我国不锈钢粗钢生产量694.3万吨。万吨。 ? 2008年我国不锈钢进口量年我国不锈钢进口量121.25万吨。万吨。 ? 2008年我国不锈钢出口量年我国不锈钢出口量105.66万吨。万吨。 我国不锈钢发展史我国不锈钢发展史 二、不锈钢基础知识简介 ? 不锈钢是不锈钢和耐酸钢的总称。在冶金学和材料科学领 域中，依据钢的主要性能特征，将含铬量大于 不锈钢是不锈钢和耐酸钢的总称。在冶金学和材料科学领 域中

7、，依据钢的主要性能特征，将含铬量大于11.7%，且 以耐蚀性和不锈性为主要使用性能的一系列铁基合金称为 不锈钢。 ，且 以耐蚀性和不锈性为主要使用性能的一系列铁基合金称为 不锈钢。 ? 不锈钢是指在大气中不容易生锈的钢。不锈钢是指在大气中不容易生锈的钢。 ? 不锈钢指在特定条件下在酸、碱、盐中耐蚀的钢。不锈钢指在特定条件下在酸、碱、盐中耐蚀的钢。 不锈钢不锈钢 钢钢=Fe-C, %C 小于小于 2% 不生锈不生锈=不氧化不氧化 铬氧化膜铬氧化膜 保护钢的机体保护钢的机体 膜厚度膜厚度 1 to 10nm 不锈钢基础知识不锈钢基础知识 Cr对不锈钢的耐腐蚀性的影响对不锈钢的耐腐蚀性的影响 ? 奥

8、氏体形成元素：奥氏体形成元素：C、Ni、Mn、Cu、N等等 ? 铁素体形成元素：铁素体形成元素：Cr、Si、Ti、Nb、Mo等等 ? Cr当量和当量和Ni当量：当量： Cr=Cr+Mo+1.5Si+1.5Ti+0.5Nb Ni= Ni+30(C+N)+ 0.5Mn+0.3Cu ? 大体上来说，通过某一钢号大体上来说，通过某一钢号Cr Ni 当量的值就能预测最终 成品的组织和性能。 当量的值就能预测最终 成品的组织和性能。 不锈钢基础知识不锈钢基础知识 CrNi当量的概念CrNi当量的概念 不锈钢基础知识不锈钢基础知识 不锈钢的类别 组织类别代表钢种 马氏体不锈钢(400系)1Cr132Cr13

9、3Cr131Cr17Ni2 铁素体不锈钢(400系)00Cr11Ti 00Cr18Mo21Cr17 奥氏体不锈钢（300系）0Cr18Ni90Cr18Ni10Ti 00Cr19Ni1000Cr17Ni14Mo2 双相不锈钢1Cr21Ni5Ti 00Cr18Ni5Mo3Si2 沉淀硬化不锈钢0Cr17Ni7Al 0Cr17Ni4Cu4Nb 不锈钢基础知识不锈钢基础知识 马氏体不锈钢 马氏体不锈钢在高温热轧状态为奥氏体组织，在 随后的冷却过程中，奥氏体转变为马氏体。马氏体不 锈钢具有高的强度和硬度，有磁性，通过热处理可以 调整钢的力学性能。马氏体不锈钢的 马氏体不锈钢在高温热轧状态为奥氏体组织，在

10、 随后的冷却过程中，奥氏体转变为马氏体。马氏体不 锈钢具有高的强度和硬度，有磁性，通过热处理可以 调整钢的力学性能。马氏体不锈钢的Cr含量一般在含量一般在 1218%。 不锈钢基础知识不锈钢基础知识 马氏体不锈钢 B410DB 2Cr13N/ 2Cr13NH 3Cr14N/ 3Cr14MnN S135/165 摩托刹车盘摩托刹车盘 耐磨性和耐蚀性，五金刀具耐磨性和耐蚀性，五金刀具 水轮机叶片和耐磨垫圈水轮机叶片和耐磨垫圈 更高强度和耐蚀性的高档刀具更高强度和耐蚀性的高档刀具 铁素体不锈钢 铁素体不锈钢从高温到室温均为体心立方结构的铁素体 组织，因此不能采用热处理方法改变其组织结构，也就是 不能

11、用热处理方式进行强化。铁素体不锈钢有磁性，易于 成型，有良好的在耐蚀性。铁素体不锈钢的 铁素体不锈钢从高温到室温均为体心立方结构的铁素体 组织，因此不能采用热处理方法改变其组织结构，也就是 不能用热处理方式进行强化。铁素体不锈钢有磁性，易于 成型，有良好的在耐蚀性。铁素体不锈钢的Cr含量一般在含量一般在 1230%。 不锈钢基础知识不锈钢基础知识 铁素体不锈钢 B443NT以其良好的耐蚀性，广泛替代以其良好的耐蚀性，广泛替代304 439提高耐蚀性，用于电梯面板和焊管提高耐蚀性，用于电梯面板和焊管 B430LNT B442 以良好的耐蚀性和成形性，用于家电和制品以良好的耐蚀性和成形性，用于家电

12、和制品 以其良好的耐蚀性，用于集装箱板以其良好的耐蚀性，用于集装箱板 B430KJ良好的深冲性和抗菌性，厨卫医疗良好的深冲性和抗菌性，厨卫医疗 B444/J1耐点腐蚀能力，太阳能和水处理耐点腐蚀能力，太阳能和水处理 交通运输用不锈钢 用于汽车排气系统低温端用于汽车排气系统低温端B409M等等 B436L等等 B441等等 B4003M 301L 用于汽车排气系统中温端用于汽车排气系统中温端 用于汽车排气系统高温端用于汽车排气系统高温端 高强度易焊接，用于铁道车辆高强度易焊接，用于铁道车辆 轨道交通轨道交通 奥氏体不锈钢 奥氏体不锈钢从高温到室温均为面心立方结构的奥氏体 组织。在正常热处理条件下

13、，钢的基体组织为奥氏体，以 及少量的碳化物、相和相等第二相。此类钢不能通过 热处理方法改变它的力学性能，只能采用冷变形的方式进 行强化。奥氏体不锈钢无磁性，有良好的低温性能和成型 性。 奥氏体不锈钢从高温到室温均为面心立方结构的奥氏体 组织。在正常热处理条件下，钢的基体组织为奥氏体，以 及少量的碳化物、相和相等第二相。此类钢不能通过 热处理方法改变它的力学性能，只能采用冷变形的方式进 行强化。奥氏体不锈钢无磁性，有良好的低温性能和成型 性。 不锈钢基础知识不锈钢基础知识 309S/ 310S 309S/ 310S 不锈钢工业板 B316L高强度，罐箱制造高强度，罐箱制造 316LN B304N

14、 B317L B2205/2304 核电核电 核电核电 高耐点蚀性，化工机械高耐点蚀性，化工机械 双相不锈钢双相不锈钢 309S/310S耐热不锈钢耐热不锈钢 双相不锈钢 双相不锈钢有奥氏体双相不锈钢有奥氏体+铁素体、马氏体铁素体、马氏体+铁素体等，常用 的双相钢是指由奥氏体 铁素体等，常用 的双相钢是指由奥氏体+铁素体两相组成的组织。两相之 间的比例可以通过改变合金成分或热处理制度来调整。此 类钢屈服强度高、耐点蚀、耐应力腐蚀，易于成型和焊接 。 铁素体两相组成的组织。两相之 间的比例可以通过改变合金成分或热处理制度来调整。此 类钢屈服强度高、耐点蚀、耐应力腐蚀，易于成型和焊接 。 不锈钢基

15、础知识不锈钢基础知识 沉淀硬化不锈钢 沉淀硬化不锈钢按其组织可分成马氏体沉淀硬化不 锈钢（如 沉淀硬化不锈钢按其组织可分成马氏体沉淀硬化不 锈钢（如0Crl7Ni4Cu4Nb），半奥氏体沉淀硬化不 锈钢（如 ），半奥氏体沉淀硬化不 锈钢（如OCrl7Ni7Al）和奥氏体沉淀硬化不锈钢。）和奥氏体沉淀硬化不锈钢。 Ni3Al, Ni3Cu的金属间化合物的金属间化合物(沉淀硬化沉淀硬化) 不锈钢基础知识不锈钢基础知识 不锈钢牌号体系图 06Cr19Ni10022Cr19Ni10022Cr19Ni10N 12Cr17Ni7022Cr17Ni7022Cr17Ni7N 06Cr23Ni13 022Cr1

16、7Ni12Mo2 06Cr25Ni20 06Cr18Ni9Cu2 022Cr17Ni12Mo2N 06Cr18Ni11Ti 06Cr17Ni12Mo2 10Cr17(430)022Cr18Ti(439) 022Cr18NbTi(441) 10Cr17Mo(434) 019Cr18MoTi (436) 019Cr18Mo2NbTi (444) 10Cr17Cu 不锈钢牌号体系图 20Cr13(420J1) 022Cr22Ni5Mo3N(B2205) 12Cr13(410)06Cr13(410s) 022Cr12(410L) 022Cr11Ti(409L)022Cr11NbTi(409LM) 02

17、2Cr11NiTi(TCS345) 不锈钢牌号体系图 不锈钢被腐蚀有两个基本原因。不锈钢被腐蚀有两个基本原因。 ? 一种是在电解质中发生的电化学腐蚀， 在介质正负离子的作用下发生电子迁移，使金属离子进 入介质而发生腐蚀。 一种是在电解质中发生的电化学腐蚀， 在介质正负离子的作用下发生电子迁移，使金属离子进 入介质而发生腐蚀。 ? 另一种形式的腐蚀是材料表面局部存在空穴、液滴、固 体粒子等所发生的腐蚀。 抵抗这种形式的腐蚀称为材料的不锈性。 另一种形式的腐蚀是材料表面局部存在空穴、液滴、固 体粒子等所发生的腐蚀。 抵抗这种形式的腐蚀称为材料的不锈性。 不锈钢的腐蚀 不锈钢的腐蚀不锈钢的腐蚀 不锈

18、钢电化学腐蚀形式主要有腐蚀五个类型不锈钢电化学腐蚀形式主要有腐蚀五个类型 应力腐蚀应力腐蚀 点蚀点蚀 缝隙腐蚀缝隙腐蚀 晶间腐蚀晶间腐蚀 和均匀（一般）和均匀（一般） 不锈钢的腐蚀不锈钢的腐蚀 腐蚀类型腐蚀类型 应力腐蚀 不锈钢应力腐蚀的影响因素是复杂的，是材料存在静 拉应力与特定的腐蚀介质共同作用下发生的。 不锈钢应力腐蚀的影响因素是复杂的，是材料存在静 拉应力与特定的腐蚀介质共同作用下发生的。 不锈钢点蚀是在特定的介质中 使材料表面产生无规律分布的 小坑状腐蚀，也称孔蚀。 不锈钢点蚀是在特定的介质中 使材料表面产生无规律分布的 小坑状腐蚀，也称孔蚀。 耐点蚀性能的指数（耐点蚀性能的指数（P

19、.I） P.I=%Cr+3.3%Mo+16%N 。 点蚀 不锈钢的腐蚀不锈钢的腐蚀 不锈钢的腐蚀不锈钢的腐蚀 不锈钢的腐蚀不锈钢的腐蚀 不锈钢的腐蚀不锈钢的腐蚀 晶间腐蚀 晶间腐蚀（晶间腐蚀（IGC）是在酸性溶液中发生的另一种腐蚀类 型，是材料在特定介质中沿着晶粒的边界受到腐蚀，使 晶粒间丧失结合力的一种局部性腐蚀。 ）是在酸性溶液中发生的另一种腐蚀类 型，是材料在特定介质中沿着晶粒的边界受到腐蚀，使 晶粒间丧失结合力的一种局部性腐蚀。 不锈钢的腐蚀不锈钢的腐蚀 奥氏体不锈钢晶间腐蚀 用奥氏体不锈钢材料制造设备时，如果在用奥氏体不锈钢材料制造设备时，如果在450-850受 热，就有可能发生 受

20、 热，就有可能发生IGC。这种受热过程被称为敏化，其 所发生的 。这种受热过程被称为敏化，其 所发生的IGC被为敏化态被为敏化态IGC。产生的机制是奥氏体不 锈钢产品都经过了固溶热处理，钢中的碳基本进入了奥 氏体相中， 。产生的机制是奥氏体不 锈钢产品都经过了固溶热处理，钢中的碳基本进入了奥 氏体相中， 不锈钢的腐蚀不锈钢的腐蚀 铁素体不锈钢的晶间腐蚀 铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢一样，也发生铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢一样，也发生IGC。其。其IGC主要取 决于热处理制度，并且与奥氏体不锈钢提高耐 主要取 决于热处理制度，并且与奥氏体不锈钢提高耐IGC性能的热处理 制度倾向相反。对于非添加稳定化

21、元素的奥氏体不锈钢希望提高 热处理温度，快速冷却，以提高碳的固溶度，减少碳化物在冷却 或敏化过程中的析出。但是对于铁素体不锈钢，在高于 性能的热处理 制度倾向相反。对于非添加稳定化元素的奥氏体不锈钢希望提高 热处理温度，快速冷却，以提高碳的固溶度，减少碳化物在冷却 或敏化过程中的析出。但是对于铁素体不锈钢，在高于900软 化退火并快速冷却的条件下，在晶界析出 软 化退火并快速冷却的条件下，在晶界析出Cr2N或或Cr2C3化合物 造成晶界贫铬， 化合物 造成晶界贫铬， 不锈钢的腐蚀不锈钢的腐蚀 ? 为了防止铁素体不锈钢尤其是焊接件的晶间腐蚀，使用碳 、氮合计含量小于 为了防止铁素体不锈钢尤其是焊

22、接件的晶间腐蚀，使用碳 、氮合计含量小于0.02%的超纯铁素体不锈钢是理想的。的超纯铁素体不锈钢是理想的。 ? 添加钛、铌的稳定化铁素体不锈钢是理想的。添加钛、铌 量下限分别为 添加钛、铌的稳定化铁素体不锈钢是理想的。添加钛、铌 量下限分别为0.15%+3.7倍的碳氮量和倍的碳氮量和7倍的碳氮含量。倍的碳氮含量。 晶间腐蚀的防止 不锈钢的腐蚀不锈钢的腐蚀 “ISO”国际标准化组织对标准下的定义为：国际标准化组织对标准下的定义为： 标准由有关各方面根据科学技术与经济成就，共同合 作起草并一致同意的技术规范或其他公开文件。其目 的在于促进最佳的公众利益，并由国家、地区或国际 上公认的主管机构所批准

23、。 标准由有关各方面根据科学技术与经济成就，共同合 作起草并一致同意的技术规范或其他公开文件。其目 的在于促进最佳的公众利益，并由国家、地区或国际 上公认的主管机构所批准。 不锈钢的标准 标准名称缩写标准或者制定相关的名称 日本工业标准JISJapan Industrial Standard 美国钢铁协会标准AISIAmerican Iron and Steel Institute 美国材料试验协会标准ASTMAmerican Society For Testing and Materials 英国国家标准BSBritish Standards 德国国家标准DINDeutche Industr

24、ie-Normen 欧洲标准ENEuropean Standards 中国国家标准GBGuo Jia Biao Zhun 不锈钢的标准不锈钢的标准 生产工艺介绍 不锈钢的生产工艺不锈钢的生产工艺 万吨/年 项目在建工程初步设计扩建工程初步设计 合计（扩建完成后） 初步设计 碳钢223.30223.3 不锈钢7575150 小计298.375373.3 碳钢216.60216.6 不锈钢7272144 小计288.672360.6 碳钢212.40212.4 不锈钢69.869.8139.6 小计282.269.8352 热轧 连铸 炼钢 不锈钢/碳钢生产能力不锈钢/碳钢生产能力 不锈钢的生产工

25、艺不锈钢的生产工艺 炼钢情况简介炼钢情况简介 炼钢厂主要工艺装备 炼钢厂主要工艺装备炼钢厂主要工艺装备 不锈钢的冶炼方法不锈钢的冶炼方法 成本高、周期长、产品质量差等缺点， 目前很少采用此法生产不锈钢 成本高、周期长、产品质量差等缺点， 目前很少采用此法生产不锈钢 一步法一步法 EAF EAF AOD VOD 适合大型不锈钢专业厂 适合小规模多品种的兼容厂 适合大型不锈钢专业厂 适合小规模多品种的兼容厂 二步法 三步法 二步法 三步法 EAFConverter （ （AOD） ）VOD 采用高碳铁水作原料采用高碳铁水作原料 生产超低碳氮不锈钢生产超低碳氮不锈钢 炼钢厂主要工艺装备炼钢厂主要工艺

26、装备 碳钢代 表 钢 号 优质碳素钢 SPHC系列、SPHD、SPHE、SPHT系列、 SPCC、SPCD、SPCE、IF钢 耐候钢 B480、B450、B400 焊接结构钢 SS400系列、SM490系列 管线钢 X42、X52、X60、X65 碳钢代 表 钢 号 优质碳素钢 SPHC系列、SPHD、SPHE、SPHT系列、 SPCC、SPCD、SPCE、IF钢 耐候钢 B480、B450、B400 焊接结构钢 SS400系列、SM490系列 管线钢 X42、X52、X60、X65 不锈钢不锈钢代 表 钢 种代 表 钢 种 奥氏体钢奥氏体钢 304、 304L、 316、316L、317L、

27、 301B、304Cu、0Cr18Ni9、301S、 301L、309S、310S 304、 304L、 316、316L、317L、 301B、304Cu、0Cr18Ni9、301S、 301L、309S、310S 铁素体钢铁素体钢 430、409L、444、430Cu 、410S、 439、B443NT 430、409L、444、430Cu 、410S、 439、B443NT 双相钢双相钢 22052205 马氏体钢马氏体钢 410、 420系列410、 420系列 410S缺陷外观形貌照片 皮状形貌皮状形貌 缺陷的特点是折叠状，其底部有较多的颗粒物存在。能 谱分析结果表明， 缺陷的特点是

28、折叠状，其底部有较多的颗粒物存在。能 谱分析结果表明，Si、Ca、Mg、Al、O含量较高，疑似炼 钢夹杂物。 含量较高，疑似炼 钢夹杂物。 1 32 加 热 炉 加 热 炉 除 鳞 箱 除 鳞 箱 四 辊 粗 轧 机 四 辊 粗 轧 机 热 卷 箱 热 卷 箱 连 轧 机 组 连 轧 机 组 卷 取 机 卷 取 机 不锈钢热轧设备及工艺流程不锈钢热轧设备及工艺流程 三、不锈钢热加工工艺及装备三、不锈钢热加工工艺及装备 不锈钢热加工工艺及装备不锈钢热加工工艺及装备 ? 钢种：奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢钢种：奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢 ? 带钢厚度：带钢厚度：2.010.0mm ? 带钢宽度：带钢

29、宽度：7501600mm ? 钢卷内径：钢卷内径：760mm ? 钢卷外径：钢卷外径：max. 1950mm，min. 1000mm ? 卷重：卷重：max.30t 不锈钢热轧主要规格不锈钢热轧主要规格 高压水除鳞箱 ? 在本机组中有二只高压水除鳞箱，一只装于粗轧之前用 于除去板坯的一次氧化层。另一只装于精轧机之前用于 清除带坯表面的二次氧化层。 在本机组中有二只高压水除鳞箱，一只装于粗轧之前用 于除去板坯的一次氧化层。另一只装于精轧机之前用于 清除带坯表面的二次氧化层。 ? 除鳞手段均采用除鳞手段均采用170190kg/cm2的高压水，对钢坯的上 下两面进行除鳞。 的高压水，对钢坯的上 下两

30、面进行除鳞。 不锈钢热加工工艺及装备不锈钢热加工工艺及装备 板坯尺寸及中间带坯尺寸：板坯尺寸及中间带坯尺寸： 钢种钢种 厚度 （ 厚度 （mm） 宽度 （ 宽度 （mm） 长度 （ 长度 （mm） 重量 （ 重量 （T） 碳钢坯碳钢坯 150，180，200； （ ； （230，250） 7501650 12.5 max13.6 Max30 不锈钢坯不锈钢坯150，180，2007501600 11 max13.6 Max30 碳钢（中间坯）碳钢（中间坯） 2055用热卷箱用热卷箱 2060不用热卷箱不用热卷箱 7501630Max30 不锈钢（中间坯）不锈钢（中间坯）20407501600M

31、ax30 不锈钢热加工工艺及装备不锈钢热加工工艺及装备 轧制压力：轧制压力：max4200t 每道次压下能力：对于低碳钢的道次最大压下量为每道次压下能力：对于低碳钢的道次最大压下量为50mm 工作辊尺寸：辊径工作辊尺寸：辊径12001100(mm)，辊面长，辊面长1780mm 支承辊尺寸：辊径支承辊尺寸：辊径15501400(mm)，辊面长，辊面长1760mm 粗轧机的主要技术参数 不锈钢热加工工艺及装备不锈钢热加工工艺及装备 轧制力：最大为轧制力：最大为400t 辊身直径：辊身直径：12001100，辊身长度：，辊身长度：440mm 立辊间的开口度： 立辊间的开口度：7201780mm 粗轧

32、立辊轧机的主要技术参数: 不锈钢热加工工艺及装备不锈钢热加工工艺及装备 侧压量越大时，狗骨越高侧压量越大时，狗骨越高 温度越低时，狗骨越高且越靠近板坯边缘。温度越低时，狗骨越高且越靠近板坯边缘。 不锈钢热加工工艺及装备不锈钢热加工工艺及装备 不锈钢热轧生产特点不锈钢热轧生产特点 ?混合轧制工艺混合轧制工艺：在线采用碳钢和不锈钢混合轧制生产工 艺，有利于保证高比例的直接热装和高产量的同时实现。 ：在线采用碳钢和不锈钢混合轧制生产工 艺，有利于保证高比例的直接热装和高产量的同时实现。 ?无芯轴热卷箱无芯轴热卷箱：采用无芯轴热卷箱可消除中间坯头、 尾温差，提高轧制精度；精轧机可实行恒速轧制，提高 轧

33、制稳定性；能 ：采用无芯轴热卷箱可消除中间坯头、 尾温差，提高轧制精度；精轧机可实行恒速轧制，提高 轧制稳定性；能缩短缩短粗轧机与精轧机之间的距离，节约 投资成本。 粗轧机与精轧机之间的距离，节约 投资成本。 不锈钢热加工工艺及装备不锈钢热加工工艺及装备 热卷箱示意图热卷箱示意图 不锈钢热加工工艺及装备不锈钢热加工工艺及装备 七台四辊精轧机机座之间以七台四辊精轧机机座之间以5800mm的间距串联布置 形成了一条七机架连轧精轧机组。 的间距串联布置 形成了一条七机架连轧精轧机组。 ? 工作辊：工作辊：F1F4辊子直径辊身长：辊子直径辊身长： 825/735mm1780mm F5F7辊子直径辊身长

34、：辊子直径辊身长： 680/600mm1780mm ? 轧制力：轧制力：F1F4 max4200t F5F7 max3500t 精轧机（F1-F2）精轧机（F1-F2） 不锈钢热加工工艺及装备不锈钢热加工工艺及装备 机座号机座号马 达 参 数马 达 参 数 减速机 速比 减速机 速比 PC轧 机 轧 机 工作辊每轴 承座的弯辊 力（吨） 工作辊每轴 承座的弯辊 力（吨） 液压液压 AGC ORG 轧制速度轧制速度 max辊径辊径 m.p.m F1 AC： 7800kw190/510r.m 5.50+150090240 F2 AC： 7800kw190/510r.m 4.500+12001092

35、94 F3 AC： 7800kw190/510r.m 300+1200164441 F4 AC： 7800kw190/510r.m 1.9100+1200258692 F5 AC： 7800kw190/510r.m 1.20+15000338908 F6 AC： 7800kw190/490r.m 无无0+150004061047 F7 AC： 7800kw190/510r.m 无无0+150004061094 各机座型式及有关技术参数汇总表： ?精轧机组板形控制：精轧机组的精轧机组板形控制：精轧机组的F2F4机架采用了最新的 无间隙 机架采用了最新的 无间隙PC轧机轧机，该轧机上下两对轧辊成对

36、交叉，交叉角度 为 ，该轧机上下两对轧辊成对交叉，交叉角度 为01.2 ，对带钢凸度控制范围大、精度高，并能生产低 凸度带钢和有效控制带钢边部减薄。 ，对带钢凸度控制范围大、精度高，并能生产低 凸度带钢和有效控制带钢边部减薄。 ?精轧机组的精轧机组的F1F7机架设有重力辊弯辊系统（机架设有重力辊弯辊系统（F1、F5F7 为为+150t，F2F4为为+120t），该系统能保持凸度、控制带 钢平直度，获得良好的板形。 ），该系统能保持凸度、控制带 钢平直度，获得良好的板形。 不锈钢热加工工艺及装备不锈钢热加工工艺及装备 ?在线磨辊装置（在线磨辊装置（ORG）：驱动式杯型砂轮的在线磨辊装置 在轧制过

37、程中可以根据指令对工作辊进行全段、分段几组合 等不同形式的进行在线磨辊，延长轧辊换辊周期；改善和提 高带钢表面质量。 ）：驱动式杯型砂轮的在线磨辊装置 在轧制过程中可以根据指令对工作辊进行全段、分段几组合 等不同形式的进行在线磨辊，延长轧辊换辊周期；改善和提 高带钢表面质量。 ?多功能检测仪：在多功能检测仪：在F7出口处设有凸度、平直度以及厚度 、宽度、温度等轧线检测仪表，有效地控制带钢质量。 出口处设有凸度、平直度以及厚度 、宽度、温度等轧线检测仪表，有效地控制带钢质量。 ? 轧制工艺润滑技术轧制工艺润滑技术 ? 层流冷却装置层流冷却装置 ? 带带AJC的全液压卷取机的全液压卷取机 不锈钢热

38、加工工艺及装备不锈钢热加工工艺及装备 序号序号钢种钢种内层内层外层外层 1304Fe3O4、Cr2O3、NiO2Fe3O4、Cr2O3、NiO2 2316LFe3O4、Cr2O3、NiO2Fe3O4、Cr2O3、NiO2 3430Fe3O4、Cr2O3 4439Fe3O4、Cr2O3 热轧卷氧化皮结构 不锈钢热加工工艺及装备不锈钢热加工工艺及装备 热轧氧咬、氧残、氧缺照片热轧氧咬、氧残、氧缺照片 四、不锈钢冷加工工艺及装备四、不锈钢冷加工工艺及装备 四号路 序号分步方案机组组成机组配置数量序号分步方案机组组成机组配置数量 1不锈钢带修磨机组1条 2全连续式五机架冷连轧机组1条 3不锈钢多辊轧机

39、1条 4不锈钢冷退酸洗机组1条 5不锈钢重卷剖分机组1条 6碳钢连续退火机组1条 7热镀锌退火机组1条 8碳钢重卷机组1条 9轧辊磨辊间设施1座 冷轧后续工程冷轧后续工程 ? 不锈钢热轧退火酸洗卷：不锈钢热轧退火酸洗卷：33万万t。(包括包括No.1和和2E表面表面) ? 传统单机架多辊冷轧不锈钢产品：传统单机架多辊冷轧不锈钢产品：14万万t；(0.5-5.0mm) ? 冷连轧不锈钢产品：冷连轧不锈钢产品：21万万t;(0.5-3.0mm) ? 不锈钢冷轧产品中，按表面等级分类的产品结构如下：不锈钢冷轧产品中，按表面等级分类的产品结构如下： ? 表面等级为表面等级为 2B、2D的产品：的产品：

40、31.9万万t； ? 表面等级为表面等级为No.3、No.4、HL产品：产品：1.1万万t。 不锈钢产品结构不锈钢产品结构 不锈钢冷轧技术发展 冷轧不锈钢技术的发展，经历了两个重要的阶段。冷轧不锈钢技术的发展，经历了两个重要的阶段。 ?传统单机架生产工艺传统单机架生产工艺 ?现代多机架连续轧制生产工艺现代多机架连续轧制生产工艺 机架的多少是根据生产规模、生产品种、产品的用途等 因素所决定的。 机架的多少是根据生产规模、生产品种、产品的用途等 因素所决定的。 不锈钢冷加工工艺及装备不锈钢冷加工工艺及装备 单机架冷轧生产工艺 不锈钢热轧卷 热退火酸洗 单机 架冷轧冷退火酸洗（光亮退火） 精整 不锈

41、钢热轧卷 热退火酸洗 单机 架冷轧冷退火酸洗（光亮退火） 精整 不锈钢冷加工工艺及装备不锈钢冷加工工艺及装备 冷退火酸洗线 光亮退火线 20-辊轧机 平整机 横切线 纵剪线 修磨线 抛光线 张力矫直 热退火酸洗线 混合退火酸洗线 热卷 多机架冷连轧形式多机架冷连轧形式 生产工艺 A生产工艺 A 卷取 剪切 检验台 切边 出口活套 拉矫 平整 活套 化学酸洗 电解 退火 活套 清洗 串列轧机 活套 预酸洗 抛丸 活套 焊机 剪切 开卷 卷取 剪切 检验台 切边 出口活套 拉矫 平整 活套 化学酸洗 电解 退火 活套 清洗 串列轧机 活套 预酸洗 抛丸 活套 焊机 剪切 开卷 实例实例: 1999

42、年年3月，法国月，法国Ugine公司在公司在Isbergues厂建成了厂建成了LC2i连续连续 生产线，设计年产生产线，设计年产25万吨冷轧产品。万吨冷轧产品。 多机架冷连轧形式 生产工艺 B 热轧黑卷热轧黑卷 热轧白卷热轧白卷 串列轧机串列轧机退火和酸洗退火和酸洗平整平整 2E（黑卷进）（黑卷进） 2B（白卷进）（白卷进） 第二轧程第二轧程 实例实例: 2001年，芬兰年，芬兰Avesta Polarit厂新建厂新建RAP5连续生产线，设计 年产 连续生产线，设计 年产75万吨不锈钢卷（万吨不锈钢卷（2E板板40万吨；冷轧卷万吨；冷轧卷35万吨），万吨），2003 年年5月投产 。月投产 。

43、 在一条多机架连轧机上同时可以生产碳钢和不锈钢 板卷 在一条多机架连轧机上同时可以生产碳钢和不锈钢 板卷,它的特点是生产规模大、生产效率高。 实例 它的特点是生产规模大、生产效率高。 实例: AK钢铁集团的钢铁集团的Rockport工厂采用工厂采用5机架连轧方式。 退火和回火 机架连轧方式。 退火和回火 60万 普碳钢 万 普碳钢140万 热镀锌 万 热镀锌 80万万 300系列不锈钢系列不锈钢 20万万 400系列不锈钢系列不锈钢 20万万 年产量年产量180万吨万吨 不锈钢/碳钢混合生产工艺不锈钢/碳钢混合生产工艺 不锈钢表面等级 名称表面加工的状态表面加工的方法 No.1银白色而无光泽在

44、热轧后，进行了热处理，酸洗，或者进行了与此相当的过程 No.2D 浅灰色消光加工 （钝化加工） 在冷轧后，进行了热处理，酸洗，还用消光轧辊将之轻轻地进行冷轧 No.2B 比No.2D加工要光滑 稍有光泽的加工 将No.2D加工材料轻轻进行了冷轧，使之有适应的光泽 BA 加工成接近镜面的光 泽 冷轧后进行光亮热处理，为进一步提高光泽度又进行了轻度冷轧 No.3有光泽，粗纹加工将No.2D或No.2B加工材料用100120号磨粒的研磨砂带进行了研磨 No.4有光泽，细纹加工将No.2D或No.2B加工材料用150180号磨粒砂带进行了研磨 No.5细研磨加工将No.2D或No.2B加工材料用240

45、号磨粒的研磨砂带进行了研磨 No.6 比#240更细的研磨加 工 将No.2D或No.2B加工材料用W63号磨粒的研磨砂带进行了研磨 No.7接近BA的光泽将No.2B材料用W50号抛光进行了研磨加工 HL (发丝) 有较长的连续性的研 磨加工 用适当粒度（一般150240号的磨粒）的研磨砂带磨出像毛发一样长 长的连续性的研磨纹 No.8逐渐地用细粒度研磨材料进行磨后,用镜面抛光进行研磨 不同生产工艺2B产品表面粗糙度 类别国内某厂类别国内某厂1国内某厂国内某厂2台湾烨联台湾烨联LC2iAK 钢种钢种304 产品表面产品表面2B 厚度 （ 厚度 （mm） 0.60.61.21.51.5 粗糙度

46、粗糙度Ra （m） 0.0810.1100.100 0.095 0.102 0.15 20辊可逆轧机 冷轧机的辊系有四辊、六辊、八辊、十二辊、二十辊等， 一般以四辊和二十辊轧机使用最为广泛。 冷轧机的辊系有四辊、六辊、八辊、十二辊、二十辊等， 一般以四辊和二十辊轧机使用最为广泛。 不锈钢冷加工工艺及装备不锈钢冷加工工艺及装备 开卷机 处理器切头剪 焊机 活套 剪切机 5机架 连轧机 飞剪 卷取机 机 架 连 轧 机 组 不锈钢冷加工工艺及装备不锈钢冷加工工艺及装备 罩式炉工艺及设备介绍 新建罩式退火炉新建罩式退火炉(HPH 210-5400)9座。由德国座。由德国 LOI公司提供设计和设 备总

47、包。罩式炉年处理 量 公司提供设计和设 备总包。罩式炉年处理 量131，422吨。吨。 钢卷内径钢卷内径762mm 钢卷外径钢卷外径 max.2100mm; min.1100mm 钢卷重量钢卷重量max.30t 堆垛重量堆垛重量max.105t 堆垛高度堆垛高度max.5400mm 吊车主吊钩 负荷能力 吊车主吊钩 负荷能力 40t 吊车辅吊钩 负荷能力 吊车辅吊钩 负荷能力 10t 不锈钢冷加工工艺及装备不锈钢冷加工工艺及装备 罩式炉结构示意图 技术特点技术特点: 强对流、全氢保护强对流、全氢保护 不锈钢冷加工工艺及装备不锈钢冷加工工艺及装备 图2-6 中间对流板结构图 不锈钢冷加工工艺及装

48、备不锈钢冷加工工艺及装备 HAPLHAPLHAPLHAPL机组介绍机组介绍机组介绍机组介绍 不锈钢冷加工工艺及装备不锈钢冷加工工艺及装备 ? 总包商为总包商为ANDRITZ集团集团SUNDWIG公司，机组总长公司，机组总长 475m，高度，高度17m，年生产能力为，年生产能力为870，450吨退火和酸 洗的热卷。 吨退火和酸 洗的热卷。 ? 退火炉和酸洗分包商分别为荷兰退火炉和酸洗分包商分别为荷兰THERMTEC公司与公司与 ANDRITZ RUTHNER公司，焊机由美国公司，焊机由美国Guild公司提供公司提供 ，轧机和破鳞机由德国轧机和破鳞机由德国SUNDWIG公司提供，抛丸由公司提供，抛

49、丸由 DISA公司提供设备。电气系统由公司提供设备。电气系统由ABB公司配套。公司配套。 ? 增加了一台在线增加了一台在线S6轧机。轧机。 机组工艺布置简图 SUNDWIG HAPL机组工艺布置简图 10 出口活套 5 轧机活套 2 入口活套 10 5 2 13 剪切 13 12 检验台 11 双边剪 9 酸洗 8 抛丸机 7 破鳞机 6 退火炉 4 清洗装置 3 轧机 1 焊机 12 11 9 8 7 6 4 3 1 不锈钢冷加工工艺及装备不锈钢冷加工工艺及装备 S6轧机技术特点S6轧机技术特点 ? 最高轧制速度：最高轧制速度：100m/min，最大变形率：，最大变形率：35%； ? 设置有中间辊弯辊系统和中间辊轴向串动调节系统，最 大正弯辊力 设置有中间辊弯辊系统和中间辊轴向串动调节系统，最 大正弯辊力640k