不銹鋼線棒材的熱軋生產(chǎn)

1、1概述不銹鋼線棒材的生產(chǎn)是隨著不銹鋼的開發(fā)而興起的。由于不銹鋼線棒材的應(yīng)用范圍越來越廣泛，如寒冷地區(qū)高層建筑的基礎(chǔ)、高速公路旁的隔離網(wǎng)、家庭生活用品等，使不銹鋼線棒材的熱軋生產(chǎn)得到很大發(fā)展，我國不銹鋼產(chǎn)品的30%國外只占8%-10%隨著石油、化工、能源及原子能、宇航、海洋開發(fā)等尖端技術(shù)的迅速發(fā)展，對不銹鋼提出了更高的綜合性能要求，不僅要求有良好的耐蝕性，還要求有高強(qiáng)度、耐高溫高壓、防輻射、耐低溫等性能，使不銹鋼的品種類型得到進(jìn)步的開拓。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，自1985年以來，國外也新建了許多不銹鋼的特鋼軋機(jī)，如德國克努伯廠的合金鋼線材，于1990年投產(chǎn)，年生產(chǎn)能力25萬t,設(shè)備由意大利Danieli公

2、司供應(yīng)；再如韓國浦項(xiàng)第三線材廠，除生產(chǎn)不銹鋼線材外，還包括部分碳結(jié)、合金鋼，該廠于1988年投產(chǎn),生產(chǎn)能力為54萬t/a,設(shè)備由美國Morgan公司提供。另外我國上鋼五廠合金鋼棒材車間每年也生產(chǎn)少量的奧氏體不銹鋼?？偟膩碇v，與國外相比，我國不銹鋼線棒材的生產(chǎn)還沒有形成規(guī)模。2不銹鋼線棒材的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)在不銹鋼線棒材軋制的標(biāo)準(zhǔn)方面，美、英、德、法、俄、日及國際標(biāo)準(zhǔn)比較先進(jìn)，其中美國標(biāo)準(zhǔn)尺寸公差最嚴(yán)格。有關(guān)國家不銹鋼熱軋型材的最新標(biāo)準(zhǔn)有：美國ASTMA276不銹鋼及耐熱鋼棒和型材的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；美國ASTMA484/A484M不銹及耐熱鋼棒、鋼坯和鍛件的一般要求；德國DIN17440不銹鋼薄板、熱軋帶鋼、

3、線材、拉拔線材、鋼棒、鍛件和鋼坯交貨技術(shù)條件；日本J1S64304不銹鋼棒。八十年代前期，我國結(jié)合美國、日本、德國、前蘇聯(lián)和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并重點(diǎn)參照日本JIS不銹鋼棒標(biāo)準(zhǔn)，制定了不銹鋼棒材的國家標(biāo)準(zhǔn)GB1220-92,同時參照國外標(biāo)準(zhǔn)，制定了不銹鋼盤條的國家標(biāo)準(zhǔn)GB4356-84,使鋼種系列更加完善，并采用了美國、日本等國際通用牌號，我國的某些不銹鋼牌號與美國標(biāo)準(zhǔn)牌號是對應(yīng)的，如表1。同時保留了我國常用牌號，使其與美國等發(fā)達(dá)國家的不銹鋼牌號基本一致，通用性更強(qiáng)。與發(fā)達(dá)國家相比，標(biāo)準(zhǔn)本身的差距縮小了很多，但表面質(zhì)量、尺寸公差較差，實(shí)物水平差距較大。3不銹鋼線棒材的生產(chǎn)工藝特

4、點(diǎn)與普碳鋼熱軋相比，不銹鋼的軋制技術(shù)和工藝決竅，主要體現(xiàn)在錠坯的檢查清理、加熱方法、軋輻孔型設(shè)計(jì)、軋制溫度控制和產(chǎn)品在線熱處理等方面。3.1 錠坯的檢查清理清理線包括：拋丸、紅外線表面檢查、超聲波探傷及修磨砂輪機(jī)等。隨著連鑄水平的提高，如果連鑄能生產(chǎn)無缺陷坯，可不加鋼坯清理線。3.2 加熱方法奧氏體不銹鋼加熱時組織穩(wěn)定，不能通過淬火強(qiáng)化。這類鋼具有良好的強(qiáng)度和韌性配合，低溫韌性極好，無磁性，加工、成型和焊接性能好，但易產(chǎn)生加工硬化。同時，這類鋼的導(dǎo)熱性很低，在低溫階段塑性極好，因此加熱速度可比鐵素體不銹鋼快，稍低于普碳鋼的加熱速度。鐵素體不銹鋼加熱時不發(fā)生相變，一般不能用熱處理強(qiáng)化。這類鋼具有

5、三種脆性轉(zhuǎn)變，即475c脆性、a相析出脆性和晶粒長大引起的脆性，常采用退火后急冷以獲得良好的性能。高Cr鋼高溫下抗氧化；對應(yīng)力腐蝕不敏感；鋼的強(qiáng)度較奧氏體不銹鋼高；韌性隨CNi含量的降低而提高；有強(qiáng)磁性；焊接性能差。這類鋼具有良好的熱加工性，但在低溫階段鐵素體的塑性很低，又加上坯（錠）冷卻時產(chǎn)生的殘余應(yīng)力和加熱時產(chǎn)生的熱應(yīng)力方向一致（因加熱和冷卻時沒有相變）能相互迭加，因而易產(chǎn)生熱裂。所以坯（錠）在低溫階段應(yīng)緩慢加熱。鋼錠的裝爐溫度不大于800C,鋼坯應(yīng)不大于850Co當(dāng)含Cr量大于16%寸,鑄態(tài)組織非常粗大，易產(chǎn)生粗晶組織，經(jīng)熱加工破碎的晶粒，在溫度大于950c時有強(qiáng)烈長大的傾向，因在加熱和

6、冷卻時不產(chǎn)生相變，所以長大的晶粒不能通過熱處理方法來改變，同時這類鋼是體心立方晶格的鐵素體，再結(jié)晶溫度低，再結(jié)晶速度大，經(jīng)再結(jié)晶后鋼的塑性也較好，熱加工時變形抗力小，為了要獲得所需的細(xì)晶粒組織，一般采用在較低溫度下變形和控制在此溫度下的變形量，加熱溫度一般為950c1000c左右。3.3 軋輻孔型設(shè)計(jì)生產(chǎn)不銹鋼線棒材時，軋輻孔型一般采用橢圓一圓孔型系統(tǒng)，孔型設(shè)計(jì)時要考慮孔型有較強(qiáng)的可適應(yīng)性，盡可能減少更換孔型和軋機(jī)的重新啟動，即孔型可以適應(yīng)多種產(chǎn)品，允許孔型有較大的間隙調(diào)整，使整個產(chǎn)品范圍對預(yù)精軋機(jī)孔型變化的要求都降低到最低。3.4 軋制溫度控制不銹鋼軋制時，由于其變形抗力對溫度變化相當(dāng)敏感，

7、特別在粗軋時，由于軋制速度低，變形功導(dǎo)致的溫度上升不足以補(bǔ)償軋件本身的溫降，造成頭尾溫差大，對產(chǎn)品公差有不良影響，也會在軋件上產(chǎn)生表面缺陷和內(nèi)部缺陷，影響最終產(chǎn)品性能的均勻性。為了解決上述問題，加熱好的坯料經(jīng)粗軋軋制后，進(jìn)入設(shè)在粗軋和中軋間的燃油（或燃?xì)猓┍貭t或感應(yīng)式再加熱爐，溫度均勻化之后再進(jìn)入中軋機(jī)組進(jìn)行軋制。為了控制精軋和預(yù)精軋過程中軋件升溫過高，一般在這兩組軋機(jī)后及精軋機(jī)組機(jī)架間設(shè)有水冷裝置（水箱）。因此，這樣可以實(shí)現(xiàn)對晶粒度的合理控制，以便改善最終產(chǎn)品的技術(shù)性能。3.5 不銹鋼的在線熱處理過去不銹鋼線棒材的熱處理都是離線進(jìn)行，隨著科學(xué)的發(fā)展和軋制工藝研究的不斷深入，現(xiàn)代不銹鋼熱處理

8、也較多采用在線進(jìn)行。生產(chǎn)棒材時，對奧氏體、鐵素體不銹鋼而言，由于不易產(chǎn)生冷裂和自點(diǎn)，軋后可空冷或堆冷，或者在飛剪前設(shè)穿水冷卻裝置以實(shí)現(xiàn)余熱淬火；生產(chǎn)馬氏體不銹鋼時，由于容易產(chǎn)生冷裂，不能進(jìn)行穿水冷卻而直接進(jìn)入冷床，冷床的結(jié)構(gòu)不同于生產(chǎn)普碳鋼的冷床，一種辦法是采用經(jīng)改進(jìn)的步進(jìn)式齒條冷床，如意大利Danieli公司設(shè)計(jì)的1989年投產(chǎn)的美國TeledyneAIIvac廠的冷床，它伸入高溫側(cè)的一個梢中，梢可以放上水使冷床淹沒在水中，這樣可以對奧氏體不銹鋼進(jìn)行水淬，而不要水淬的品種則直接進(jìn)入冷床，該冷床還可以裝備絕熱罩，可使軋件延遲冷卻，在罩上絕熱罩進(jìn)行延遲冷卻時，其冷卻速度相當(dāng)自然冷卻速度的一半，較低的冷卻速度對確保馬氏體不銹鋼的滯后脆性裂紋是非常重要的；另一種辦法是：把冷床的一半設(shè)計(jì)成鏈?zhǔn)剑硪话霝槠胀ǖ凝X條式冷床，輻道設(shè)保溫罩，生產(chǎn)馬氏體不銹鋼時，飛剪把軋件切成