3 不锈钢带的生产

3不锈钢带的生产不锈钢是一种高合金钢，轧制变形抗力较大，加工硬化程度很高，是碳素钢的2～3倍。为了轧制这种高硬度、冷轧加工硬化倾向大的材料，而且要达到高效率、高精度，必须使用刚性大的轧机。最初，不锈钢冷轧多采用4辊可逆式轧机。虽然4辊轧机的工作辊、支撑辊直径大，牌坊庞大，但是轧机刚性不足，轧制精度不高。针对这种情况逐渐开发出了MWK偏八辊轧机、十二辊轧机、二十辊轧机等多辊轧机。目前，不锈钢的冷轧大多采用二十辊轧机，而最广泛采用的是森吉米尔轧机，其次是森德威四柱式轧机。3.1不锈钢的分类、性能及用途3．1．1不锈钢的分类不锈钢通常是指铬含量(质量分数)为12％--30％的铁基耐蚀合金。通常将在大气、水蒸气和淡水等腐蚀性较弱的介质中不生锈的钢种称为不锈钢；将在酸、碱、盐等腐蚀性强烈的环境中具有耐腐蚀性的钢种称为耐酸钢。一般通称不锈钢和耐酸钢为不锈钢。不锈钢的发明已有80多年的历史。我国从1952年开始生产不锈钢。不锈钢的钢种很多，性能各异，因此，有多种分类方法：(1)按钢的组织结构分类，如奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化不锈钢等。(2)按钢中的主要化学成分或钢中的一些特征元素来分类，如铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢，以及超低碳不锈钢、高钼不锈钢、高纯不锈钢等。(3)按钢的性能特点和用途分类，如耐硝酸(硝酸级)不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、高强度不锈钢等。(4)按钢的功能特点分类，如低温不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢、超塑性不锈钢等。通常按不锈钢最终热处理得到的组织结构特点，可将不锈钢分为5大类：(1)马氏体不锈钢。马氏体不锈钢含12％～18％Cr、0．1％以上C(质量分数)，和普通钢一样能通过淬火强化。当加热至临界温度以上快冷时，可获得马氏体组织。这类钢具有高的硬度和强度，但耐蚀性较差，不宜在苛刻的环境中使用。(2)铁素体不锈钢。铁素体不锈钢含12％～30％Cr、0．1％以下C(质量分数)，加热时不发生相变，一般不能用热处理强化。这类钢具有3种脆性倾向，即475℃脆性、相析出脆性和晶粒长大引起的脆性，常采用退火后急冷获得良好的性能。(3)奥氏体不锈钢。奥氏体不锈钢含12％～25％Cr、8％～30％Ni(质量分数)，为铬—镍钢；或以锰或锰+镍代替镍，为铬—锰钢，但后者用量较少。其他改善强度或耐酸性的合金元素为碳、铜、钼、铌、钛、铝等。加热时组织稳定，不能通过淬火强化。(4)双相不锈钢。双相不锈钢是在奥氏体组织中增加铁素体形成元素的含量后获得的，在固溶处理使用状态下为奥氏体—铁素体组织。(5)沉淀硬化不锈钢。沉淀硬化不锈钢固溶处理后具有奥氏体或马氏体组织，经强化处理后具有很高的强度和硬度。钢的耐蚀性同热处理及组织有很大的关系。3.1.2不锈钢的成分、性能及用途3.1.2.1马氏体不锈钢马氏体不锈钢主要是铬含量(质量分数)不低于12%(一般在12％～18％之间)的高铬钢。其铬含量的下限由不锈性决定，其上限由高温奥氏体稳定区域决定。马氏体不锈钢还含有比铁素体不锈钢更高的碳含量(碳的质量分数为0．1％～1．0％)。随着碳含量的增加，它的强度、硬度、耐磨性、切削性等显著提高，而耐蚀性则下降。当碳的质量分数为0.1％左右时，淬火后的组织由马氏体和铁素体组成；碳的质量分数为0.2％～0．4％时，淬火后得到全部马氏体组织(当碳含量为上限时，有少量含碳化物)。有时为了提高钢的力学性能和耐蚀性能，向钢中加入一定量的镍、钼、钒、钴、硅、铜等元素；为改善钢的切削加工性，获得好的表面粗糙度，有时向钢中加入硫或硒等元素。马氏体不锈钢的密度、线膨胀系数、比热容和弹性模数与未经合金化的中碳钢区别不大；由于铬含量高，钢的导热系数较低；碳含量高，塑性和韧性也较奥氏体和铁素体差；电阻比中碳钢高4—5倍，并且有铁磁性。马氏体不锈钢经淬火后，变更回火温度可获得不同的力学性能。马氏体不锈钢可在空气中淬硬，故焊接性能不良，一般均不作焊接部件。当必须在焊接后使用时，焊前要进行预热，焊后要进行焊后热处理或设法消除内应力。碳含量特别高的钢无法进行焊接。随着碳含量的提高，马氏体不锈钢的焊接性、延伸性、成形性都将变差。高温淬火或空冷后具有马氏体及残余奥氏体的混合组织，内应力大，较脆，其他性能也多不稳定，因此必须进行回火，以尽可能地消除内应力和脆性，并调整其他性能。回火可分为高温回火(560～650℃，目的在于调整力学性能)及低温回火(150~370℃，目的在于消除应力)两类。由于马氏体不锈钢在400~550℃范围内有第一回火脆性，故一般不在该温度范围内进行回火。当马氏体不锈钢在加工过程中需要软化时，常进行工序间的低温退火(750C)。马氏体不锈钢的淬火温度一般为950一1150℃，碳含量和要求硬度愈高时，淬火温度应愈高(主要使碳化物较完全地溶解)。马氏体不锈钢的化学成分、钢带的热处理制度、力学性能、特性和用途，以及力学性能与回火温度的关系见表2-1一表2-6。3.1.2.2铁素体不锈钢铁素体不锈钢是指铬含量(质量分数)一般为12％一30％、结构为体心立方的铁基合金。铁素体木锈钢一般不含镍，价格较铬镍奥氏体不锈钢低廉，不仅节省镍，而且抗应力腐蚀破裂性能好。铁素体的显微结构从本质上决定了铁素体不锈钢的冲击韧性差，有各种脆性，焊后塑性和耐蚀性差，对晶间腐蚀敏感，耐点蚀性能差等。虽然其价格较低廉，但是其特性中的缺点却较大地限制了普通铁素体不锈钢的应用，这是铁素体不锈钢发展较早，而在应用上远比不上铬—镍奥氏体不锈钢的主要原因。加人各种元素后，可以提高铁素体不锈钢的耐蚀性。尤其是在20世纪70年代后，运用各种精炼技术，已经能生产出各种碳、氮含量极低的高纯级和超纯级耐酸不锈钢。这种不锈钢基本上克服了上述各种缺点，成为了一种耐蚀性能好又廉价的不锈钢，其用途正在不断扩大，研究和开发工作也在向纵深发展，是一类很有前途的钢种。铁素体不锈钢的化学成分、热处理制度、力学性能、特性和用途见表1—7一表1—10。3.1.2.3奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢是不锈钢种类中钢种最多、使用量最大的一种，约占不锈钢总产量的65％一70%。一般认为此种钢是在铁—铬合金系列中加入面心立方元素，例如镍、锰等，使之在室温下获得奥氏体组织。最常用的奥氏体不锈钢是铁·铬·镍系合金，即美国AISI标准的300系奥氏体不锈钢。此外还有铁·铬—镍—锰(或称铁—铬—锰)系合金，即美国AISl-200系奥氏体不锈钢，以及特殊奥氏体不锈钢。由于奥氏体不锈钢具有全面、良好的综合性能，在工业上获得了广泛的应用。奥氏体不锈钢1913年在德国问世；成分为Crl8Ni8(即18-8)。在随后的80多年内，其成分在18-8的基础上有以下几方面的发展：(1)加钼改善了钢的点蚀和耐缝隙腐蚀性；(2)降低碳含量或加钛或铌、钽稳定化元素，减小了焊接材料的晶间腐蚀倾向；(3)加铬和镍改善高温抗氧化性和强度；(4)加镍改善抗应力腐蚀性能；(5)加硫、硒改善切削性和构件表面精度。奥氏体不锈钢的化学成分、热处理制度、力学性能；特性和用途见表1-11一表1—15。3.1.2.4双相不锈钢双相不锈钢是指钢的显微组织主要由两种相组成而且每种都占有较大的体积比，这不同于一种主相中分布着微细第二相的结构。既然是不锈钢，那么这两种主要的相都应该是不锈的，也就是说，每一相中至少应含有12％（质量分数）以上的铬。最常见的相有面心立方结构的奥氏体相(相)和体心立方结构的铁素体相(相)，当发生与马氏体相变时亦可出现体心立方结构的马氏体相(M相)，因此，双相不锈钢有：铁素体—奥氏体型、铁素体—马氏体型、奥氏体—马氏体型等几种形式的双相不锈钢，当然也有铁素体—奥氏体—马氏体三相共存的情况。然而，大部分实用的双相不锈钢中通常是由铁素体和奥氏体两相组成的。由奥氏体和部分铁素体组成的双相不锈钢结构不仅可以显著改善焊缝的耐晶间腐蚀性能，防止焊接热裂纹的产生，而且还具有一系列其他的优点。近年来，双相不锈钢的研究开发非常活跃，相继发展了一系列新型双相不锈钢。一般来说，新型双相不锈钢具有如下特点：(1)具有较高的屈服强度(约为奥氏体不锈钢的两倍)及良好的韧性，在适当温度下还能显示超塑性；(2)具有优良的耐应力腐蚀、晶间腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀性能；(3)与奥氏体不锈钢相比，导热系数大，线膨胀系数小；(4)可焊接性好，热裂倾向小，不需要焊前和焊后热处理；(5)钢中一般含有18％一25％Cr、5％～7％Ni(质量分数)，由于镍含量低，价格相对较为便宜；(6)仍具有高铬铁素体不锈钢的各种脆性倾向，特别是当铬含量较高时(质量分数约为25％)更为明显。奥氏体—铁素体不锈钢的化学成分、热处理制度、力学性能和用途见表1—16一表1—19。3．1．2．5沉淀硬化不锈钢沉淀硬化不锈钢，是在各类不锈钢中通过单独或复合加入硬化元素，而获得高强度，高韧性、高耐腐蚀性的一类不锈钢。早在1934年美国的Foloy即获得了沉淀硬化不锈钢的专利，20世纪40年代正式用于军工，后期推广到民用。根据钢中主要合金元素含量和加入不同的硬化元素，沉淀硬化不锈钢分为4大类，：马氏体型(包括马氏体沉淀硬化不锈钢、马氏体时效不锈钢)、半奥氏体型、奥氏体型、奥氏体+铁素体型。目前国标中正式使用的钢种仅有0Crl7Ni7AI、0Crl7Ni4Cu4Nb、0Crl5Ni7M02A13个牌号，而在钢带方面仅有0Crl7Ni7AI一个牌号，其化学成分、热处理制度、力学性能、特性和用途见表1-20一表1—23。3．2冷轧不锈钢带原料的生产随着科学技术的发展，用户对冷轧不锈钢带的表面质量、厚度偏差和力学性能的要求日益严格。但是冷轧钢带的性能并不仅仅取决于冷轧工艺过程和热处理工艺。炼钢、铸坯、热轧、冷轧和热处理对最终产品的性能都有影响。特别是不锈钢冷轧钢带的质量更直接受原料的内在质量；表面质量、尺寸精度的决定性影响。保证冷轧不锈钢带质量的第一个基础是钢的质量。冶炼时钢的化学成分的控制，对冷轧钢带的质量起决定性作用；冷轧钢带的原料是热轧钢带，热轧钢带的组织和性能直接影响冷轧钢带的组织和性能，热轧钢带的几何尺寸最终也要反映到冷轧带钢上。因此，炼钢的质量和热轧钢带的质量是高质量冷轧不锈钢带生产的基础。冷轧不锈钢带原料的生产大体可分为冶炼、浇铸和热轧3个阶段。3．2．1不锈钢的冶炼不锈钢的冶炼决定生产钢种的化学成分，是不锈钢内在质量的根本保证。A对冶炼化学成分进行严格控制不锈钢广泛用于防锈、耐酸等多种用途，为此设计出了多种钢种，各钢种有各自不同的化学成分要求，所涉及的元素很多，除常规的碳、硅、锰、磷、硫元素外，还有合金元素铬、镍、钼、铌、钛、铜、铅及氮等。这些元素的含量，不仅直接影响到产品的使用性能，而且也直接影响生产过程中的轧制加工性能和表面质量。因此，冶炼不锈钢要求对化学成分进行严格控制，不仅要求符合产品标准，而且要求符合厂家更严格的内部控制标准。B解决“降碳”和“保铬”的矛盾不锈钢中铬含量(质量分数)在12％以上。为进一步提高不锈钢的耐蚀性能，钢中还需加入更多的铬和一定量的镍、钼、钛等合金元素。而碳却是对不锈钢耐蚀性能有不良影响的一个主要元素，除了某些马氏体不锈钢外，大多数不锈钢都要求把碳含量降到较低水平。低碳不锈钢要求碳含量(质量分数)不大于0．08％，超低碳不锈钢要求达到0．03％以下，因而脱碳是不锈钢冶炼中要完成的另一项重要任务。然而，在高铬钢液中，铬比碳优先氧化，因此要满足不锈钢成分中含有大量的铬和要求尽量少的碳是相互矛盾的，给不锈钢的冶炼带采很大的困难。C降低炼钢成本不锈钢是一种高合金钢，冶炼中要使用大量昂贵的合金料，炼钢成本在总成本中占有相当大的比例，故降低炼钢成本在不锈钢生产中具有特别重要的意义。降低炼钢成本的途径主要依靠工艺技术上的改进。降低炼钢成本的主要措施有：(1)改进原料配比。采用返回法冶炼，节约合金料，适当配装铬原矿(Cr2O3)。(2)选用廉价合金；用NiO、镍铁代替电解镍；采用炉外精炼，用低价的高碳铬铁代替微碳铬铁。(3)采用连铸技术。不锈钢连铸与模铸相比，不仅成材率提高10％以上，而且还可以大量降低生产过程中的能耗。(4)提高炉龄，降低耐火材料消耗。D保证表面质量不锈钢要特别强调保护浇铸，尽量使钢液和空气隔绝。连铸采用长水口、浸入式水口、中间包氩气保护、结晶器保护渣等无氧化保护浇铸，下部工序要修磨。3．2．2不锈钢的浇铸方法不锈钢的浇铸方法有模铸和连铸两种方法。1960年以前，世界各国的不锈钢大部分都是采用模铸，从20世纪60年代以后开始普及连铸技术，70年代以后不锈钢连铸技术发展很快，到1985年世界不锈钢的连铸比已达到70％以上，西方工业发达国家已基本上用连铸取代了模铸。从模铸到连铸是不锈钢浇铸工艺的一次大飞跃。它不仅显著地提高了钢水收得率，从而使综合成材率提高10％以上；而且还省去了轧制的开坯工序，大大降低了能耗；与炉外精炼相配合，也显著地提高了生产率。炉外精炼+连铸已成为现代化不锈钢炼钢工艺的主要标志。我国的不锈钢连铸起步较晚，不锈钢的连铸比还很低，目前还有相当大的部分不锈钢是采用模铸生产。3.2..2.1不锈钢模铸模铸分为上铸和下铸两种。不锈钢的表面质量至关重要。由于下铸法铸出钢锭的表面质量好，生产效率也较高，因此，采用下铸法是不锈钢模铸的主流。不锈钢是一种多元素的高合金钢，钢中含有以铬为主和锰、硅、钛、铝等多种易氧化元素，如果裸露的钢液和空气接触，就会和空气中的O2、N2反应生成氧化物，在浇铸中形成结模、结壳、翻皮、重皮并导致夹杂物增加，影响钢锭的表面质量和内在质量。这一点对含钛不锈钢来说尤其重要。因此，不锈钢浇铸无论是模铸还是连铸都应该采取保护浇铸措施。模铸的保护浇铸主要从两方面进行。一是保护钢锭模内上升的钢液面不产生二次氧化，其保护措施是在钢水面上覆盖保护渣；二是保护从钢水包流向中铸管的钢液不产生二次氧化，一般采用氩封保护，不让钢水流与空气接触。铸锭操作中，除采用上述保护措施外，不锈钢铸锭中重要的是还要掌握好浇铸温度、浇铸速度、帽口充填和保护、静置及脱模时间等4个环节。3．2．2．2不锈钢连铸生产不锈钢铸坯的连铸机与生产普通钢的连铸机在设备结构上没有本质的区别。生产不锈钢板坯使用板坯连铸机生产。不锈钢连铸一般都和精炼炉配套，对钢水的化学成分和温度要求是很严格的。浇铸温度要求控制在一个比较窄的范围内，而且要保持稳定。因此，除严格控制出钢温度外，出钢后还要向钢包吹氩，以均匀温度。为防止钢水的二次氧化，在连铸生产过程中要采用无氧化保护浇铸。主要方法有：钢水包、中间包的钢液面保护渣；大包至中间包的钢水流采用长水口，并在长水口和滑动水口接口处用氩封；中间包加盖并在钢液面上吹氩密封；中间包至结晶器采用浸入式水口；结晶器液面用保护渣覆盖等。用长水口进行无氧化浇铸的示意图如图7—3所示。对钢水包、中间包、滑动水口、浸入式水口等使用的耐火材料有严格的要求；要适当地选材，精心管理。保护渣是影响不锈钢连铸坯表面质量的重要的因素，要适当选择保护渣。保护渣要具有：保护钢液面不受氧化、吸附结晶器中上浮的夹杂、流入凝固壳和结晶器之间起润滑作用等3个作用。连铸过程中因结晶器的振动在铸坯表面上形成许多振痕，而振痕的谷底处往往是成分偏析、微裂纹和夹杂物集中的地方。不锈钢连铸中对振痕要加以控制。主要是控制振频和振幅，将振频提高到200次/min，振幅减小到约2mm，可明显减小振痕的深度。深度超过200的振痕一定要修磨掉。铁素体不锈钢凝固中柱状晶发达，若不加以控制，往往延伸到板坯的中心部分，且热轧不能完全使其破坏而被残留下来，一旦轧成冷轧板就会在板面上出现“起皱”缺陷。改善这种状况的有效办法是采用电磁搅拌；促进凝固过程中的钢液有序流动，破坏柱状晶而增加等轴晶。因此，铁素体不锈钢连铸中电磁搅拌是不可缺少的。不锈钢连铸坯的冷却工艺也和普通钢不同。马氏体不锈钢在300℃(Ms相变点)以下会发生马氏体相变，容易产生变形裂纹。所以，一定要在300℃以上装入退火炉中退火或者缓冷。铁素体不锈钢在350℃以下冲击值显著降低，因此，板坯修磨清理须在温态下进行。不锈钢连铸的工艺参数要根据不同钢种、规格、铸机形式及生产条件具体设定，保证连特设备的正常进行，工艺操作稳定，连续地铸造出质量稳定的铸坯。3．2．3不锈钢带的热轧不锈钢具有极高的热强性(铁素体钢除外)，在900℃的变形抗力为普通钢的两倍；尤其是随温度的降低，热强度急剧增加；同时不锈钢的氧化皮非常致密，难以去除；另外，用户对不锈钢带的尺寸精度和表面质量要求很高。因此，不锈钢带的热加工工艺对其装备水平提出了很高的要求。目前国际上热轧不锈钢带的轧机有连轧机、炉卷轧机和行星轧机3种，但是连轧机已占主导地位，其次是炉卷轧机。3．2．3．1热轧不锈钢带轧机A连轧机生产热轧不锈钢带的主要轧制设备是热连轧机。目前全世界有30几台热连轧机用于生产热轧不锈钢带。不锈钢带热连轧机多采用半连续或3／4连续轧机。具有一台可逆式粗轧机的3／4连续轧机更适合于轧制不锈钢带。可逆式粗轧机可以根据不锈钢的不同钢种、明显不同的轧制变形抗力来安排在该轧机上的轧制道次。目前不锈钢热轧钢带最大卷重已达到20t以上，宽度1500mm以上，厚度最薄达2mm，钢带长度方向的厚度差和横断面厚度差分别达到0.1mm和0.04mm以下。轧机成材率已达到98％以上。目前，热连轧机大多采用HCW，轧机和HCMW轧机，普遍采用液压AGC和液压AWC对钢带厚度和宽度实施自动控制，并采用板形仪进行板形控制。例如日本住友鹿岛厂的1780mm热连轧机通过板形仪可将无规程轧制中的板带凸度偏差控制在±20以内。热连轧机的生产能力很高，一般年产量在200万t以上，远远大于冷轧不锈钢带专业厂的生产能力，因此，国外有些冷轧不锈钢带厂所需的热轧不锈钢带是以带料加工的方式委托热轧生产厂加工的。B炉卷轧机炉卷轧机一般是单机架精轧，较适合于小批量、多品种的生产；机前后带有卷取加热炉对钢带进行多道次的卷取保温，适合于轧制难变形的合金钢及轧制温度范围较窄的钢种；并且由于钢带边部温度较高，所以边部质量较好。因此，目前世界上仍有很多不锈钢生产厂家采用炉卷轧机来生产热轧不锈钢带。与多机架的热连轧机相比，炉卷轧机的生产工艺具有许多突出的优点，如：(1)投资成本低；(2)小批量、多品种生产方面具有高度的灵活性；(3)工厂占地面积小。然而，与多机架的热连轧机相比，老式的炉卷轧机也有它固有的缺点，如：(1)钢带头尾质量差，超厚、超宽；(2)表面质量差；(3)头尾较长，导致收得率降低；(4)可逆式轧制，导致生产率降低；(5)每道次炉内卷取机穿带；增加了操作难度。20世纪80年代以后，针对老式炉卷轧机存在的问题；采用了常规热连轧机的现代化装备及控制技术，使传统的炉卷轧机重获新生。新型炉卷轧机产品的质量越来越接近于多机架钢带热连轧机。新型炉卷轧机技术装备上的进步表现在：(1)加大了轧机的刚度，可以进行控制轧制；(2)轧机带液压自动厚度控制(HAG(；)系统，设置钢带头、尾压下补偿程序；(3)炉卷轧机前设立辊轧机，进行自动宽度控制<AWC)；(4)采用新机型(CVC)，利用CVC轧机工作辊窜辊并结合弯辊，或者工作辊窜动及强力弯辊技术进行钢带板形控制；(5)二次、三次除鳞装置，提高钢带表面质量；(6)自动测量辊形装置及设工作辊在线磨辊装置；(7)工作辊快速换辊装置；(8)提高卷取炉的炉温及卷取机卷筒温度，炉温达1050—1150℃，卷筒表面温度一般为950℃左右，最高达1000--1050℃(9)在卷取炉结构设计上，充分注意到保温性能要好、穿带命中率高、检修及处理事故方便；(10)采用层流冷却工艺，使钢带达到卷取温度，对于某些品种的带材进行控冷；(11)主传动电机由传统的直流传动改奴芝-交变频传动j加减速和换向时间缩短。正是新型炉卷轧机技术装备上的进步，使炉卷轧机获得了新生，产品的质量和经济效益不断提高。新型炉卷轧机的收得率可以提高到95％~97％；’钢带的尺寸精度、板形的平直度大大提高，达到德国DIN标准允许偏差值的1／4水平；钢带的表面质量也大幅度提高。C行星轧机行星轧机一道轧制压下率可达95％，工作辊直径小，轧制力仅为常规轧机的10％～20％，轧制应力状态好，轧制中轧件升温，因此，适合轧制难变形材料和脆性材料：行星轧机工艺设备少、占地少、投资省，适合于小型板带厂；轧制；中无张力的影响，除接轧的两支钢坯头尾外，轧制温度稳定，产品厚度精度较高，金相组织均匀；形成的氧化铁皮少，表面质量好。但是，行星轧机轧制的产品容易产生边裂；行星轧机设备维护较难解决，备品备件消耗量很大。因此，行星轧机并没有得到广泛应用。目前，用行星轧机生产不锈钢带的厂家有加拿大的Atlasstellltawillandeut和日本的冶金工业公司川崎厂。3．2．3．2不锈钢带热轧生产工艺A坯料准备热轧不锈钢带用的坯料多数是连铸坯和粗轧坯。随着连铸技术的发展，国外基本上都已使用连铸钢坯，只有少数仍采用模铸钢锭，或者生产某种特殊钢种的厂家才使用粗轧坯热轧用坯料的规格根据产品规格、轧机能力、连铸规格或钢锭等条件综合确定，为了提高轧机生产率和成材率，坯料尺寸和质量均向大型化方向发展，目前世界上大多数厂家的热轧不锈钢带重量均已达到8~15t，最大的已超过20t。因为对不锈钢带的表面质量要求十分严格，而不锈钢带的表面又很容易产生各种缺陷，所以热轧前的坯料都要经过认真的研磨、清理，特别是用钢锭轧制的初轧坯，不仅要清除其表面缺陷，而且需要全面剥皮，清除皮下缺陷，金属损耗率达到3%—7％，其中铬系不锈钢坯剥皮率较低，镍系不锈钢坯剥皮率较高，而含钛不锈钢坯则要求深修磨。为了减少修磨工作量，各厂家着眼于改造连铸工艺技术以提高不修磨率。目前有的厂家的铬系不锈钢连铸坯的不修磨率已达到90％以上，304镍系不锈钢坯的不修磨率已提高到60％以上，但是钛不锈钢坯还必须全面修磨。B加热不锈钢板坯加热一般采用推钢式连续加热炉或步进式加热炉，使用天然气、发生炉和焦炉混合煤气以及重油或重油和煤气混合燃料等为燃料。不锈钢的导热性差(室温时，低碳钢的导热能力是18-8不锈钢的3．5倍)，如快速加热，容易产生裂纹。所以不锈钢坯的加热在开始阶段要缓慢加热，预热段的温度不能超过900℃，板坯的加热温度一般是：马氏体不锈钢1100—1260℃；铁素体不锈钢1100—1180℃；奥氏体不锈钢1150—1260℃。加热中既要保证烧透烧匀，又要防止过热，特别是含钛奥氏体和铁素体不锈钢加热时尤其要注意。奥氏体不锈钢高温下的变形抗力大，若加热不良，就不能保证轧制塑性。然而这种钢种是含钛奥氏体不锈钢，当成分控制不当时，高温下就会出现第二相(Q相)。温度超过1250℃时。相增加特别强烈。在这种情况下轧制反而使塑性恶化，容易出现边裂和表面缺陷。铁素体不锈钢加热温度过高，晶粒长大倾向增加，使塑性降低，且易出现裂纹。由于这种钢轧制变形抗力较小，所以加热温度可以控制得较低。铁素体不锈钢还有一个特性，即轧制中的宽展率随温度而变化，因此要求加热温度波动要小。不锈钢加热时，应按设定的加热时间有节奏地出钢，防止钢坯驻炉时间过长，否则会增加氧化铁皮的厚度，给除鳞带来困难。特别是铁素体不锈钢的抗氧化性差，容易生成铁鳞，而且除鳞较困难，更需要特别注意。C轧制把不锈钢与普通碳钢放到同一套轧机中轧制时，要把不锈钢单独分批轧制，以保证不锈钢生产工艺的稳定性。一般连轧机和炉卷轧机的轧制分为粗轧和精轧两个阶段，轧制设备也分为粗轧和精轧两个区。粗轧区设置有若干架二辊或四辊轧机，通过5—7个道次的轧制，将由加热炉加热好的板坯，一般厚度为130—160mm，轧成20—30mm的中间坯。半连续布置的粗轧机为一架，进行可逆轧制；全连续式粗轧机有若干架轧机，进行不可逆连续轧制；3／4连续轧机，第一架粗轧机采用可逆轧制方式，其余粗轧机进行连续轧制；双机架炉卷轧机的粗轧机与半连续轧机的粗轧机一样，为单机架可逆式轧机。另外，粗轧区还设置有立辊轧机或立辊破鳞机等宽度压下装置控制板宽。钢带的成品宽度主要是在粗轧阶段决定的。粗轧机前后还设置有高压水除鳞装置，以去除板坯在加热炉中加热时表面生成的尸次氧化铁皮和轧制过程中生成的二次氧化铁皮。高压水压力大部分在16MPa以上，现在已用到了18MPa。精轧区设备包括切头飞剪和精轧机组。由粗轧机来的中间坯用飞剪切头后送入精轧机轧制，轧到成品所要求的厚度。精轧机组一般设置6—7架四辊轧机，现代化的轧机大部分为7架。为了改善板形和横向厚度，有的厂在精轧机组中设置了中间辊可以横向窜动的六辊轧机(HC轧机)，或者工作辊可以横向窜动的四辊轧机(HCW轧机)，或者中间辊和工作辊都能横向窜动的六辊轧机(HCMW轧机)。轧机压下装置最初为电动压下，现在均改为液压压下，从而能以高响应速度进行厚度调整。各连轧机机架间设置有活套装置，以保持连轧中各机架的压下和张力平衡。为减轻轧制过程中轧辊的磨损、保护轧辊表面和控制轧辊的热凸度，粗轧和精轧机上设置有轧辊水冷装置。冷却水的压力和水量应适当调整，以避免轧制不锈钢时因冷却水而造成很大的温降。精轧机的开轧温度，奥氏体和马氏体不锈钢应不低于1000℃，铁素体不锈钢不低于900℃。终轧温度均控斜在800℃左右。为了减少轧制过程中的温降，在粗轧至精轧的中间输送辊道上往往要设置保温罩。不锈钢在精轧后不用水冷，从精轧机出来的钢带通过热输出辊道送到卷取机。卷取机由夹送辊、侧导板、主卷筒、助卷辊等构成，要求在卷取机上将钢卷卷紧卷齐。为防止卷好的钢卷松卷，奥氏体和铁索体不锈钢带在卷取过程中应大量喷水冷却；但对马氏体不锈钢带要防止急冷，卷取中应关闭冷却水，并焊接钢卷外圈或及时用钢带捆扎D精整向冷轧车间供料的热轧不锈钢卷一般不需要精整，只要将钢卷捆扎起来做好标志(标明钢种、炉号、批号等)即可。若产品是以热轧剪板交货，或者对钢卷的质量有疑问需要开卷检查和处理，则需要送到平整机组上开卷。在该机组上可以对板形进行修正，又可以进行钢卷切边或剪板，还可以做表面检查。以热轧酸洗板交货时，还需要进行热处理和酸洗。E热轧钢带的质量控制热轧钢带的质量是指对尺寸精度(厚度、宽度)、板形和表面质量的综合评价。a厚度精度热轧钢卷的厚度公差一般在板厚的5％以内，不过随着轧钢技术的进步，这个范围在逐步缩小。钢带的厚度不良有两种情况：一种是全长或部分超出规定公差；另一种是虽然钢带厚度在规定的公差范围之内，但在同一卷钢带上厚度波动大。厚度超出公差，一般是由于轧制中变换钢种、轧制规程不适当，以及压下、转数不平衡产生的。另外，由于轧制事故导致热轧中间坯料温度降低也会产生超厚的情况。现在采用计算机控制以后，厚度不良大大减少。同一卷内的厚度波动，主要是由于坯料温度不均造成的。热轧操作过程中坯料各部位的冷却时间有所不同，造成各部位的温降不同、轧制温度不一致、变形抗力各异。从而产生了厚度的波动。另外，连续加热炉的“滑道黑印”造成“黑印”部分钢带厚度增大；除此之外，轧辊的偏心、油膜轴承的状态等因素也影响钢带厚度波动。采用步进式加热炉；精轧快速轧制和使用AGC控制等是防止厚度波动的有效手段。b宽度精度钢带的宽度不良分为全长宽度超差和局部宽度超差。全长宽度超差是由于板坯宽度异常或宽度压下设定错误造成的。局部宽度超差是由于板坯局部宽度小或在精轧中张力不均、温度不均造成的。钢带的宽度主要在粗轧中控制；采用测宽仪检测，用立辊压下装置进行调整。现在采用计算机进行控制，宽度精度提高，不合格品减少。c板形钢带的板形不良主要有以下几种情况：单边浪形、双边浪形、中间浪形、侧弯。产生板形不良的原因是多方面的，如：加热中的板坯形状不良、烧钢温度不均，粗轧中压下不良和轧辊状态不良；精轧中轧程设定不合适、轧辊曲线不良、轧辊磨损、热膨胀，轧辊冷却不良，卷取中张力不当等。最重要的控制手段是变更工作辊的曲线和频繁修正精轧机的负荷平衡。d表面质量热轧钢卷的表面缺陷对冷轧成材率和产品质量有很大的影响。表面缺焰按生成原因不同分为冶金缺陷和加工缺陷两大类。缺陷分布可分为边部缺陷、线状缺陷和板面缺陷；冶金缺陷是炼钢和浇铸原因产生的缺陷，热轧本身不能控制。而加工缺陷则是轧制加工中产生的缺陷，在热轧操作过程中是可以控制的，但是往往不能及时发现，大多数是在冷轧开卷检查或酸洗后才能充分暴露，成为不能挽回的事实。因此，热轧工序的质量控制就显得尤为重要。不锈钢热轧卷最常见的表面缺陷有折边、铁鳞压入和擦伤3种，应作为预防重点。3.3不锈钢带的冷轧不锈钢薄板通常用冷轧方法生产，冷轧不锈钢主要采用成卷方法生产，只有个别钢号的小批量的不锈钢板才单张生产。单张轧制最适合于生产大规格的较厚的钢板和试制新钢号。冷轧不锈钢带的生产不是单纯的“冷轧”工序，冷轧不锈钢带的典型生产工艺还包括：热轧钢带的热处理、酸洗、修磨等；平整；横切成钢板或纵切成钢带；分类；清理和包装。3.3.1冷轧不锈钢带生产工艺特性由于不锈钢的特性和对产品质量的特殊要求，不锈钢冷轧生产工艺具有以下特点：(1)不锈钢是一种高合金钢，轧制变形抗力较大。为了进行高效率、高精度轧制，应采用刚性大的轧机，一般采用多辊冷轧机。(2)多辊冷轧机一般采用单机可逆式轧制方式。轧制时缠绕在卷取机上的头尾部分得不到轧制，被切除成为废品。为了提高产品的成材率，轧制前在不锈钢带两端都要焊接一段引带，引带部分不轧制；另外，如果热轧卷质量太小，为了提高轧制效率和收得率；需预先将小钢卷并焊成大钢卷；在连续退火和酸洗机组上，由于是连续作业，钢带的头尾连接也需要焊接。所以焊接是不锈钢带生产不可缺少的环节。不锈钢的焊接要比普通钢焊接困难得多，特别是当焊缝需要轧制时，对焊接质量的要求就更严格，因此，特殊的焊接工艺也是不锈钢带冷轧生产的一个特点。(3)不锈钢带冷轧前，原料(热轧卷)要退火，冷轧过程中要中间退火，最终产品还要成品退火，故退火是生产中的重要环节。而不锈钢的种类繁多，各种钢的属性不同，热处理的目的、方法和要求都不尽相同，有一套独特的工艺制度。(4)冷轧不锈钢带对表面质量的要求十分严格，不仅不允许残留前工序带来的冶金缺陷和加工缺陷，而且也不允许有冷轧加工过程所造成的明显缺陷。为此，冷轧生产过程中采取了一系列消除和防护的措施。例如：为消除热轧的氧化铁皮，热轧钢带要进行抛丸处理和酸洗；为了消除坯料带来的缺陷和冷轧；热处理后造成的缺陷，钢带往往要在修磨机组上修磨；为保证冷轧后的表面质量，对轧辊的研磨有非常严格的要求，为了防止生产过程中擦划伤钢带，要求各机组的钢卷要卷紧、卷齐，而且在冷轧前后伪许多机组卷取时都要在钢卷的层间垫上保护纸；另外，在容易产生擦划伤的操作和设备上也采取了一些特殊防护措施；为了得到良好的、均匀的表面光泽，有的成品退火后还要酸洗；有特殊要求的光亮钢板还要进行保护气氛退火；有的产品表面还要覆膜等。总之，冷轧不锈钢带的生产是一个精工细作的工艺过程，是其他钢种不可比拟的。(5)不锈钢带的精整有一些特殊的要求。例如平整工序既要改善板形，又要用粗糙度很低(麻面板除外)的轧辊，生产光亮的2B钢扳，对于铁素体不锈钢还要通过控制平整量来改善钢板的成形性能。不锈钢由于钢质较硬；同时对平直度要求严格，必须用强力矫直机矫直，而且不同厚度的产品往往需用不同的矫直方法；不锈钢冷轧产品通常以成卷和切板两种方式交货，因此，现代化的不锈钢冷轧厂分别设置有纵切机组和横切机组。3.3.2冷轧不锈钢带生产工艺技术3.3.2.1冷轧机的类型轧制不锈钢这种高合金高硬度及冷轧加工硬化倾向大的材料，而且要求轧制达到高效率、高精度，必须使用刚性大的轧机。最初，不锈钢冷轧多采用四辊可逆武轧杌，四辊轧机虽然工作辊、支撑辊直径大，牌坊也很大，但是轧机的刚性不足，轧制精度不高。针对这种情况逐渐开发出了MKW偏八辊轧机、十二辊轧机、二十辊轧机等多辊轧机。多辊轧机与四辊轧机相比有以下优点：(1)塔形支撑辊系的多辊轧机(十二辊、二十辊轧机)，工作辊整个辊身以支撑辊的鞍座支撑在轧机牌坊上，轧辊宽度方向的弯曲变形很小，从而能够使用小直径的工作辊；(2)由于轧机刚度提高，并使用了高硬度轧辊，同时可以快速更换工作辊，因而有可能生产出高精度、优质表面的钢带；(3)为生产0.5—0.05mm厚的宽幅薄钢带提供了可能性；(4)在多辊轧机上实行强化压下，使轧机道次减少，并有可能减小轧程，从而提高生产效率，降低成本；轧机的体积小、质量轻；相对降低了设备费用。3．3．2．2影响冷轧的因素A摩擦系数(轧制润滑剂)不锈钢冷轧机必须使用轧制润滑剂，特别是在多辊轧机(十二辊、二十辊轧机)上轧制时。其目的有两个：一是工艺润滑，减小轧辊和钢带接触面上的摩擦系数，减小轧制压力和所需的传动动力，改善产品的表面状态；二是冷却轧辊和钢带，将轧制过程中产生的变形热带走，使轧机处于正常工作状态。多辊轧机使用的润滑剂有矿物油和乳化液等，轧辊和钢带的摩擦系数因润滑油的种类和润滑方式而不同，与轧辊、钢带的表面状态以及轧制温度、轧制速度、压下率等条件有关，通常在0．04~0．15之间。B前后张力冷轧时的张力对轧制压力有很大的影响，也是影响板形和板厚的重要因素。多辊轧机是采用大张力轧制，不锈钢带冷轧需要的张力更大些。在单机架可逆轧机上，张力是在轧机与卷取机之间产生的；形成前张力的卷取机处于电动工作状态，而形成后张力的卷取机则处于发电工作状态。在轧制过程中，一般都采用恒张力控制，要维持张力不变动，由于前卷取机带卷的直径越来越大，则卷取机应逐渐降速；而后卷取机带卷直径越来越小，故应逐渐加速，以保持相应的线速度不变。不同的轧机、不同的材料及不同的产品规格，设定不同的前后张力。最大单位张力值一般在(0．3—0．5)值的范围内。采用二十辊森吉米尔轧机轧制Ni-Cr系不锈钢带的张力为390~490MPa；轧制铬系不锈钢带的张力为295—390MPa。一般在第一道次轧制时，因酸洗机组等的卷取张力较小，因此不能用大张力，以免造成带卷层间错动而擦伤表面。在以后的道次中可以施加大张力轧制，根据轧制品种和规格，或前张力大于后张力，或后张力大于前张力。当轧制铁素体不锈钢带，轧后采用罩式炉退火时，成品道次的单位张力应适当减小一些，以防止退火中产生粘结。在焊缝过轧辊时，张力也应适当减小一些。C轧制速度轧制速度的变化会对轧辊和钢带间的摩擦系数有影响，从而影响轧制压力和钢带厚度。多辊轧机轧制速度高，现代二十辊轧机轧制不锈钢带的轧制速度可以达到800m／min(带宽不小于1110mm)及1000m／min(带宽为1320mm)。高轧制速度要求热轧带坯有完全良好的性能，因为对材料上的某些缺陷，高速轧制时比在较低轧速时会产生更多的影响，导致轧制设备及产品产生较大的损害。因此，安排第一道次轧制时应用较低的轧制速度，以便对轧制的钢带做准确的检查，并记录下影响高速轧制的缺陷的位置。从第二道开始，才在利用轧机电动机能力和带钢张力的条件下，提高轧制速度并减速通过有缺陷的部分。D轧辊冷轧机使用的轧辊必须有高的硬度、强度和耐磨性，同时还必须有一定的韧性。多辊冷轧机使用的轧辊材质为高铬钢和高速钢。不同部位的辊子应选择不同成分的钢。为保证冷轧产品的表面质量，对工作辊的表面有严格的要求，不仅要有一定的粗糙度，而且不得有任何肉眼可见的缺陷(裂纹、压坑、压痕、研磨纹、螺旋纹等)。轧辊在使用前要经过细致研磨和检查。在轧制过程中还要勤检查，发现问题立即换辊。所以轧制不锈钢带时换辊很频繁，一般每轧一卷要换一次工作辊，有时则要换数次。2.3.2.3压下制度压下制度包括对轧制道次，压下量及轧程等的规定。压下制度应根据轧机的特点(轧机机型、主电机功率、轧制压力、轧辊硬度、工艺润滑、卷取电机功率及张力等)确定，同时随轧制产品品种、尺寸及热处理质量等变化。合理的压下制度对提高轧制效率、产品质量及降低消耗量具有重要意义。实际上，在制定压下方案时；压下制度是根据金属对轧辊的压力和主电机负荷来确定的。通常在最初两道次，压下量受主电机负荷的限制。在冷轧时，经常在第一道次规定大压下量，在随后各道次内压下量逐步减少，以便在各道次内保持金属对轧辊压力趋于一致。在某些情况下，为了生产加工硬化的钢带或者生产具有最小翘曲度且厚度均匀的钢带，而明显地增加轧制道次。轧制时，金属对轧辊的单位压力和总压力不得超过设计标准。对于四辊轧机单位压力不大于1700MPa；对于多辊轧机单位压力在2000～2500MPa范围内。各道次的压下量和一个轧程的总压下量也取决于被轧钢带的力学性能及其在轧制过程中的变化。如经过淬火处理，=320MPa、=50%的1Crl8Ni9Ti不锈钢带，在1680mm四辊可逆式冷轧机上从3mm厚轧到1.5mm厚，用7个道次完成；而经过淬火处理，=600MPa、=26％的1Crl8Ni9Ti不锈钢带在相同条件下，厚度由3mm轧到1.5mm要用9—11个道次轧制才能完成。工艺润滑与轧辊表面粗糙度对压下制度有很大的影响。如1Crl8Ni9Ti不锈钢带，在1680mm四辊可逆轧机上，采用20号机油作工艺润滑剂，用表面粗糙度Ra=0．8或Ra=0．4的轧辊轧制，要用11个道次将厚度从3mm轧到1．5mm。但是，改用表面粗糙度Ra=0．1的轧辊轧制同一规格产品，轧制道次可能减少到9道，甚至7道。采用有效的工艺润滑有可能将1个轧程的总压下率提高到80%或更高一些。按照传统工艺，使用20号机油时，将厚度为3mm的坯料轧到0．7mm厚的成品要用两个轧程(带钢厚度为1．5mm时进行中间热处理)，总道次为16道，两次热处理之间的总压下率为50％和53．3％。采用一种叫28的光亮油时，在能将道次降为11道的条件下，用76．7％的总压下率在一个轧程内轧成。采用聚合物棉子油时，能在13道次内，以81。．6％的总压下率将厚度为3．8mm的大卷坯料轧制成0．7mm厚的成品，用这样的压下量不仅可以轧制塑性良好的奥氏体不锈钢，也可以轧制难变形的奥氏体-铁素体、奥氏体—马氏体不锈钢。强制压下制度会促使钢带温度升高，从而改善钢带的蛆塑性。在这种条件下，总压下量虽然相当大，但是，轧制时不会出现钢带裂边现象。在多辊轧机上实行强化压下，可以减少轧制道次，减少中间退火次数。1Crl8Ni9Ti不锈钢用四辊轧机从3．0mm厚的坯料轧制0．4—0．5mm厚的成品，需要进行一次中间热处理，而用多辊轧机轧制，却不需要中间热处理，不经中间热处理而采用大压下量也能生产出优质表面的不锈钢带。在总压下率为97％的条件下，多辊轧机的高强度、高刚度有可能保持每道次的相对压下量不变，因而能比其他类型轧机更有效地利用主电机的功率。3．3．2．4板形控制板形控制的目的是要轧出横向厚度均匀和外形平直的带材。板形控制中，钢带的横向厚度差和钢带平直度是两个不同的物理概念。横向厚度差是表示钢带横断面上厚度分布不均匀性的指标；平直度是表示钢带失去平坦的外形表面特征而出现浪形、翘曲等形状缺陷的指标，其直接原因是轧制钢带在宽度方向变形的不均匀性。二者没有必然的联系，轧出的钢带横向厚度差很小，但因不均匀变形其平直度可能很差。但是二者也有着非常密切的联系，它们都取决于轧制时工作辊辊形曲线的形状。因此，板形控制是在来料板形良好的条件下，调节有载辊缝的形状，使其与来料钢带断面形状保持一致，以此减小横向不均匀变形，使轧制的板形平直。调节有载辊缝的形状，对于多种形式的二十辊轧机来说都比较容易。由于二十辊轧机的结构特点，都有多种板形调节手段，一般均有径向辊形调整机构、轴向辊形调整机构；分体式轧机有轧辊倾斜调整功能；部分直接压下的二十辊轧机还设有液压弯辊机构等，对于四辊轧机，板形控制最基本的方法是确定适当的轧辊凸度，也就是考虑钢带宽度方向的压力分布特征，把轧辊磨成中间部分稍有凸起的形状。现代化的四辊轧机还采用了其他板形调节机构，如轧辊倾斜、液压弯辊、CVC轧机轧辊轴向移动、乳化液流量分段控制等。另外，板形的好坏也要受到其他一些操作因素的影响，例如张力和轧制压力的适当与否。一般板形的好坏是通过轧制过程中沿钢带宽度方向各部位张力的大小反映出来的，这就需要靠操作者的经验来判断并进行调整。近年来，板形的在线检测装置和各种控制技术在生产中得到了越来越广泛的应用，特别是在宽钢带轧机上，并将成为今后冷轧技术的重要发展方向。3．3．2．5厚度控制冷轧不锈钢带应厚度均匀、偏差小，这是衡量产品质量的一个重要指标。控制钢带的厚度，很大程度上依靠提高冷轧的轧制精度，既要设法减少和消除厚度不均，又要尽量缩小厚度偏差范围。钢带厚度不均匀是由两方面的原因造成的：一是冷轧原料不良，如热轧卷的厚度不均匀及坯料退火不良，导致钢带长度方向的变形抗力不均等；二是冷轧自身造成的，如张力变化、速度变化、轧辊偏心、轧辊轴承的油膜厚度变化等。对于前者，除要求前部工序改进外，还应在冷轧中设法消除。对于后者，则要靠不断改进冷轧操作来改进。随着冷轧机速度和不锈钢产品质量的不断提高，手动调节厚度已不能满足要求，因此在不锈钢冷轧机上都装设有厚度自动控制装置(AGC-)。AGC是通过测厚仪或传毖器对钢带实际厚度连续地进行测量，并根据实测值与给定值比较得出的偏差信号，借助于检测控制回路和装置或计算机功能程序，改变压下位置、张力或轧制速度，把厚度控制在允许偏差范围内的调节方法。3．3．3冷轧不锈钢带生产工艺流程由于不锈钢的品种繁多，性能各异，对产品质量要求也有很大差别，因此，不锈钢冷轧钢带的生产工序多，生产过程复杂。一般冷轧不锈钢带的生产工艺流程如图7-4所示。对于某些热轧铁素体、马氏体不锈钢来说，可以在连续炉中进行退火，但在实际中此类钢种的退火通常是事先在罩式退火炉中进行的。而在热轧退火酸洗机组上只进行除鳞和酸洗处理。在机组上进行退火和酸洗处理的是热轧奥氏体钢卷。光亮退火是冷轧退火酸洗工序的一种最终退火处理方法，也是用户所要求的产品表面加工状态——光亮热处理(表面加工等级NO．9)。光亮退火机组的形式有卧式光亮退火机组、立式光亮退火机组及罩式光亮退火炉。铁素体和马氏体不锈钢带一般在罩式光亮退火炉中进行。为修正钢带的板形，成品不锈钢带应进行平整。虽然经过平整对板形进行了一次修正，但要生产出完全平直的钢带，还必须进行矫直。通常是在辊式矫直机上进行矫直。随着对产品平直度要求的提高，近年来拉伸弯曲矫直机得到了较大发展。特别是对于薄的不锈钢带，平整的效果甚微，主要依靠拉伸弯曲矫直机来进行板形修正。3．3．4不锈钢带冷轧设备3．3．4．1原料准备机组及钢带焊接A原料准备机组为了提高不锈钢带冷轧成材率，在轧制前需要在每卷钢带的两端焊接引带；当热轧卷的单重较小时，为了提高冷轧机生产率和收得率需要将小的钢卷并为大卷。原料准备机组的作用就是并卷和焊接引带。在准备机组上还可以进行纵剪切边。准备机组由开卷机、矫直机、切头剪、引带送人装置、焊接机、圆盘剪、碎边机、张力装置及卷取机等主要设备组成。准备机组焊接引带的过程是：呈小卷的引带首先上到开卷机上，经开卷、矫直、切头、切尾后，将引带尾部停在电焊机的焊接位置；直条的引带用引带移人装置将其送到机组线上，经切头、切尾后送到焊接机等待焊接不锈钢。引带移人装置采用真空提升机构，将引带从堆放位置吸起并移送到准备机组线的辊床上。然后，机组上料小车将不锈钢卷从钢卷储备台送到开卷机卷筒上；钢卷开头后经夹送辊、矫直机，送到横切剪上切头，再将不锈钢带头送到焊接机与引带带尾对正；电焊机将引带和不锈钢带焊接在一起。焊接采用惰性气体保护金属电弧焊技术，以对接的方式焊接。焊好头部引带后卷取机将引带和不锈钢带一起卷在卷筒上；当不锈钢带尾部到达横切剪时，机组停机进行切尾，并将带尾停在焊接机处准备焊接尾部的引带。尾部引带焊好后，卷取机将整卷钢卷连同引带一起卷到卷筒上。机组上设有圆盘切边剪，根据生产需要，可以在准备机组上进行切边操作。圆盘剪配有、碎边剪，将切下来的废边切成小段进行回收；或者配置一台卷绕设备将较薄钢带的废边卷成球形回收。在圆盘剪人口侧配有用于钢带喂人的三辊纠偏装置；圆盘剪刀片的水平和垂直间隙采用电动方式进行调整，并可根据剪切厚度自动设定；可根据钢带宽度调整两侧刀片的距离。机组出口区配备有张力装置、卷取机、卸卷小车及钢卷储放台等设备。辊式张力装置使钢带在卷取机上建立张力将钢卷卷紧。并卷的过程与焊接引带的过程基本一样，除焊接头尾的引带工作外，还要将几个不锈钢卷依次焊接成大卷。B钢带焊接冷轧不锈钢带生产过程中，钢带往往要经过多次焊接，除了在准备机组上焊接引带和并卷外，在连续退火酸洗机组、修磨机组上，不同钢卷还需要头尾连接。焊接引带和两卷头尾连接的焊缝，在生产过程中能经受住弯曲变形不发生断带即可。而并卷焊接的焊缝，要求能够通过轧机进行冷轧变形而不发生断裂。可见，钢带焊接对于不锈钢带生产是很重要的。a不锈钢带焊接方法不锈钢带的焊接方法主要有氩弧焊、等离子焊、点焊、缝焊等，介绍如下：（1）氩弧焊是惰性气体保护电弧焊的简称。氩弧焊有惰性气体保护钨极电弧焊(TIG焊)和惰性气体保护金属电弧焊(MIG焊)之分。TIG焊采用的保护气体是纯度很高（99.9％）的氩气(也有的用氮气)，使用的电极是非消耗性的钨棒。由于是在保护气氛下焊接，焊缝的强度、致密度都比较好。焊接时的主要工艺参数是控制焊接电流、电弧长度、电极角度和焊接速度和保护气体的流量等。这种方法适用于厚度在3mm以下的不锈钢带的焊接。MIG焊采用氩气作保护气体，使用的电极是消耗性的细实心焊丝，焊丝材质与母材相近，保护气体的纯度要求较低，可以用氩气，也可以用氩气加Q、N2、c02的混合气体。焊接的工艺参数与TIG焊相似，但比TIG焊接速度快、效率高，适用于厚度在3mm以上的不锈钢带的焊接。(2)等离子焊是利用等离子电弧进行母材的焊接，也是在保护气氛下进行的。(3)点焊是电阻焊的一种，是利用两种以上金属面上产生的接触电阻加热和压接。这种方法适用于焊接较薄的钢带。焊接是将要焊接的两块钢带头尾搭接上，用点焊机挤压搭接的部分，在搭接部分上需要焊接若干个焊点。焊点的数量和强度要保证钢带在退火或其他加工过程中不会断带。(4)缝焊也是一种电阻焊，和点焊的原理类似，相当于一种“连续点焊”，适用于焊接较薄的钢带。B各种不锈钢的焊接特性各种不锈钢的焊接特性如下：(1)奥氏体不锈钢加热时不发生相变，急冷也不会硬化，屈强比较低，延展性好，可以在很宽的温度范围内焊接。当采用电阻焊(点焊或缝焊)时，因电阻高焊接部分可获得良好的力学性能。这种钢容易焊接，在机组运行中一般不会断带。(2)铁素体不锈钢一般情况下不发生相变，冷却中也不硬化。但是当焊接温度过高时，晶粒容易粗化，降低延展性。因此，铁素体不锈钢焊接时需要防止过热，尤其是当焊缝要过轧机时，其焊接操作尤需注意。(3)马氏体不锈钢受热后在800—850℃发生相变，随后冷却时会形成马氏体而硬化。所以这种钢焊接后必须退火(回火)。采用电弧焊时，在焊机后面要设置退火装置；采用电阻焊时，可在焊接电流通过后，接着再通人一个回火电流，进行回火。国内一些厂家为改善不锈钢焊接质量采用了以下措施：(1)选用最适当的焊接方法。实践表明，并卷和焊引带以等离子焊接的效果最好，但在大生产中难以全部采用。普遍采用的方法是TIG焊。而国外经常采用MIG焊。(2)改进焊接操作，如控制焊接电流、焊接速度等，以提高焊缝的致密度和强度。(3)为减少焊缝部分的应力集中，在焊缝两边打孔，并改进焊缝部位挖边的形状(由单弧形改为双弧形)。(4)马氏体不锈钢焊后退火，在退火酸洗机组运行时再进行一次补充退火。3．3．4．2退火酸洗机组(AP)现代化的不锈钢板带生产，一般采用热处理、酸洗联合机组来进行冷轧前的原料加工，热处理的目的是：对于热轧钢带进行软化恢复塑性；对于冷轧钢带消除冷轧后的加工硬化；使成品钢板达到规定的力学性能。酸洗的目的是：去掉热轧及退火时在钢带表面生成的氧化铁皮；对不锈钢表面进行钝化处理，赋予钢板耐蚀性。A不锈钢热处理不锈钢的热处理方式严格分为固溶处理、退火、淬火、回火等方式，但一般生产中习惯地将无论何种热处理形式统称为退火。根据不锈钢带生产过程，退火可分为原料退火、中间退火及成品退火。a原料退火冷轧不锈钢带一般采用热轧钢带为原料。不锈钢热轧后硬度都较高，并有碳化物析出。各类不锈钢退火的目的和方式各不相同，具体介绍如下：(1)奥氏体不锈钢中含有大量的镍、锰等奥氏体形成元素，即使在常温下也是奥氏体组织。但是钢中含碳较多时热轧后会析出碳化物。另外，晶粒也会因加工而变形。奥氏体不锈钢可能含有不大于0．08％或不大于0．15％(质量分数)的碳，而碳在奥氏体中有一定的溶解度。这种钢的退火是将钢加热到退火温度，使碳化物充分固溶在奥氏体中，然后迅速冷却，溶人奥氏体中的碳将保持在固溶体中。因此，奥氏体不锈钢如在足够高的温度下退火，并以足够快的速度冷却；随后保持在室温，那么合金将保持碳的饱和状态而无碳化物析出。同时，在退火中调整晶粒度，以达到软化的目的。奥氏体不锈钢在920～1150℃之间的温度范围内在连续式退火炉中退火，并紧接着在水中淬火进行固溶处理。淬火温度根据碳含量及附加合金含量而定。有不稳定奥氏体的钢需要较低的淬火温度。为防止晶间腐蚀，必须绝对避免碳化物的析出。奥氏体不锈钢如果长期保持在450～850℃之间，会由于碳化物的析出而变脆。碳化物的析出，除与铬含量有关外，还与其他合金元素成分有关。(2)铁素体不锈钢通常没有转变，在高温和常温下都是铁素体组织。但是当钢中含有一定的碳、氮等奥氏体形成元素时，即使有很高的铬含量，高温时也会部分形成奥氏体，在热轧后的冷却过程中也会发生马氏体转变，使钢硬化。这类钢的退火目的，一方面是使其在轧制中被拉长的晶粒变为等轴晶粒；另一方面是使马氏体分解为铁素体和晶粒状或球状碳化物，以达到软化的目的。铁素体不锈钢的退火，一般在700--950℃温度范围在罩式炉中进行。铁素体不锈钢的可冷轧性主要取决于晶粒大小，故细晶粒退火最为适宜。细晶粒退火与热轧钢带的结构状态相关。粗大的晶粒是不能靠热处理改正的。(3)马氏体不锈钢在高温下为奥氏体，热轧后冷却过程中发生马氏体相变，常温下得到高硬度的马氏体组织。退火的目的是将这种马氏体分解为在铁素体基体上均匀分布的球状；碳化物，以使钢变软。与铁素体不锈钢一样，马氏体不锈钢一般在750--900℃温度范围内在罩式炉中进行退火，并可采用两种退火方式：1)在低于Ac3的温度下退火，快速冷却；2)在高于Ac3的温度，下退火，缓慢冷却。通常采用第二种退火方式，使钢最大程度地软化。b中间退火不锈钢冷轧过程中会产生加工硬化，冷轧变形越大，加工硬化的程度也越高。中间退火的目的是将加工硬化后的冷轧不锈钢带通过再结晶退火而软化，以便进行下一轧程的加工。中间退火的方式与原料退火基本一样，对于奥氏体不锈钢采用固溶处理；铁素体、马氏体不锈钢采用退火处理。c成品退火经加工硬化后的成品钢带，为了达到所要求的性能往往要进行成品最终退火。成品退火工艺一般与中间退火工艺相同。个别产品根据需方要求而进行特殊处理。例如：对于奥氏体不锈钢0Crl8NilTi、0Cr18NillNb，可以进行稳定化处理，处理温度为850~930℃；马氏体不锈钢可采用淬火、回火处理代替退火，以满足力学性能的要求。B不锈钢酸洗不锈钢表面在加热时产生的氧化铁皮或轧制时生成的铁鳞中，含有Cr3O3和尖晶石FeO.Cr3O3通常呈黑色，有时呈蓝色或绿色，为八面体等轴晶系，玻璃光泽，贝壳状断面，相对密度为3．5—5．21，熔点高达2435℃；，硬度为7．5—8．5，在80℃温度下也不溶解于H2S04、HCl或HN03等无机酸。因此，仅采用单独一种酸进行酸洗，难以除去氧化铁皮，如果采用混合酸，则能快速除去表面氧化铁皮。为了加快不锈钢的酸洗速度，酸洗前还需要对钢带进行预处理，以去除部分氧化铁皮或松脆氧化铁皮；在酸洗液中则添加强氧化剂或活性剂等。不锈钢氧化铁皮中的Cr2O3虽然难溶于酸，但铬的高价氧化物则易溶于酸，故在酸洗液中添加强氧化剂Fe3+(如Fe2(SO4)3、FeCL3)，这些强氧化剂在其放电还原的同时，把三价铬氧化成高价铬，即：把卤素离子作为活化剂加到酸洗液中，如离子，它们能够取代氧化铁皮的氧，也就改变了氧化铁皮的结构，使其