一種高矽不鏽鋼盤條的生產方法與流程

2023-05-11 10:50:01

本發明屬於鋼鐵冶煉技術領域，具體涉及一種高矽不鏽鋼盤條的生產方法。

背景技術：

fe-cr合金磁導率較低，矯頑力較高。但由於其價格便宜，耐蝕性好，電阻率高，磁性溫度穩定性好等特點，使之成為目前應用最廣的耐蝕性軟磁材料，從廚房家電到汽車發動機內部的核心部件、abs系統，從工業生產到家庭生活，其應用範圍極其廣泛。fe-cr合金中矽的加入能降低矯頑力，有減小晶體的各向異性傾向，使磁化容易，磁阻減小，矽能提高鐵素體的導磁率，提高其軟磁性能，但矽含量的增加促使鑄鋼中的柱狀晶成長，降低塑性。此外，矽鋼若加熱時冷卻較快，由於熱導率低，鋼的內部和外部溫差較大，因而造成斷裂。但含矽量超過3%時，將顯著降低鋼的塑性和韌性，si：4%時，室溫下即可能脆裂。

目前國內外高矽不鏽鋼盤條多以棒材為主，暫無盤條形態的產品提供，也鮮有相關盤條產品的報導。

專利cn101228287a中，公布了《高矽不鏽鋼及其材料與高矽不鏽鋼的製造方法》，所述專利中並未表述鋼種成分，與本發明無一致性。

專利號cn104060190a中，公布了「節鉻節鎳型高矽耐熱不鏽鋼」，該方法中所述鋼包含：c≤0.2%，mn≤1.5%，p≤0.03%，s≤0.03%，si：2.0-4.5%，ni：10.0-16.0%，cr：15.0-23.0%，mo：0.5-1.5%，n：0.1-0.3%，稀土ce或者y：0.05-0.5%，餘量為鐵和不可避免的雜質，該專利所述成分中含有較高的鎳，屬雙相不鏽鋼範疇，且並未就製造方法進行表述。

專利號cn102649986a中，涉及一種高矽含鉻盤條的生產方法，其為矽含量約為1.5%、cr含量約為0.4%的中碳調製鋼，與本發明相比，產品性能差異較大，其生產工藝無論在加熱工藝還是軋制工藝上均存在較大的差異，不存在一致性。

因此，針對高矽不鏽鋼生產過程中存在的難點，通過技術攻關，生產高矽不鏽鋼盤條具有一定的領先性。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種高矽不鏽鋼盤條的生產方法。該方法大大提高加工的成材率，生產的盤條具有良好的表面質量。

為解決上述技術問題，本發明提供一種高矽不鏽鋼盤條的生產方法，所述生產方法包括鋼坯加熱、軋制、冷卻工序，所述加熱工序中，鋼坯預熱溫度≤850℃，鋼坯均熱溫度1080-1150℃，保溫時間120～150min。

本發明所述高矽不鏽鋼盤條規格為：φ5.5-42mm。

本發明所述高矽不鏽鋼盤條，抗拉強度≤600mpa，伸長率≥10%，面縮率≥10%。

本發明所述高矽不鏽鋼盤條si質量百分含量為2.5-3.5%。

本發明所採用的鋼坯化學成分及其質量百分含量為：c≤0.03%，si：2.5-3.5%，mn≤0.5%，p≤0.03%，s≤0.03%，cr：12.5-15.0%，ni≤0.6%，mo：0.2-0.7%，v≤0.35%，ti≤0.3%，n≤0.03%，餘量為fe和不可避免的雜質元素。

本發明所述軋制工序中，鋼坯進行6+8道次粗中軋，4道次預精軋，8道次精軋。

本發明所述軋制工序中，進精軋溫度800～900℃，卷取溫度900～950℃。

本發明所述冷卻工序中，採用斯太爾摩冷卻線，調節風冷線保溫罩開啟數量和風機開度，平均冷卻速度≤1.5℃/s。

本發明所述生產方法獲得不鏽鋼盤條成材率≥95%，合格率≥96%。

高矽不鏽鋼盤條力學性能檢測標準參考gb/t228.1-2010。

本發明的設計思路：

1.合理控制加熱和保溫時間，確保其具有較高的成材率。由於含矽鋼的導熱率和熱傳導性差，因此在加熱時要保證充分的加熱時間和較高的加熱溫度。但在高矽低碳鋼中，其熱蠕變效應又比較明顯，如果加熱時間過長，溫度過高，容易出現板坯在顱內塌陷事故。此外過高的加熱溫度在軋制過程中，mn、s、al、n會以細小彌散狀在晶界析出，阻礙後序退火晶粒的長大，使產品磁性變壞，鐵損相對增加。同時對加熱溫度和保溫時間具有較高的敏感性，超過一定的溫度範圍或加熱時間極易造成鑄坯在加熱爐內的彎曲，形成生產事故。

2.合理控制軋制過程中的溫降。開軋時溫度在奧氏體相區，軋件組織是奧氏體+鐵素體，在隨後的軋制過程中，隨著溫度的降低，奧氏體轉化為鐵素體的相變過程開始，為了獲得均勻、粗大的熱軋晶粒，達到最佳電磁性能，要求終軋溫度控制在鐵素體再結晶區，同時溫度要求越高越好。

3.合理控制卷取溫度。通常情況下，卷取溫度越高，越有利於晶粒的粗大化，能夠有效的改善矽鋼的電磁性能，降低鐵損，提高磁感。但在實際生產中，如果一味提高卷取溫度，鋼卷內外溫度差增大，內外圈鋼卷比中部帶鋼溫度低，導致成品晶粒大小不均勻和磁性不均勻。

採用上述技術方案所產生的有益效果在於：1、本發明獲得的φ5.5-38mm高矽不鏽鋼盤條在滿足其軟磁性能的前提下，其成材率≥95%，合格率≥96%，還具有良好的表面質量。2、本發明生產的高矽不鏽鋼盤條打破市場上只有棒材的單一局面，大大提高加工的成材率，除滿足用戶需求外，還具有較高的經濟效益。

附圖說明

圖1為實施例6中的高矽不鏽鋼盤條金相組織圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步詳細的說明。

實施例1

本φ13mm規格高矽不鏽鋼盤條鋼坯的化學成分及其質量百分含量為：c：0.03%、si：3.1%、mn：0.5%、p：0.028、s：0.02%、cr：13.0%、ni：0.6%、mo：0.3%、v：0.30%、ti：0.2%、n：0.02%，其餘為鐵和不可避免的雜質元素。

本φ13mm規格高矽不鏽鋼盤條的生產方法包括鋼坯加熱、軋制、冷卻工序，具體步驟如下：

1)加熱工序：冶煉鋼水並連鑄成鋼坯，將鋼坯在加熱爐中加熱，預熱段溫度850℃，均熱溫度1090℃，在爐時間140min。

2)軋制工序：鋼坯進行6+8道次粗中軋，4道次預精軋，8道次精軋，進精軋溫度870℃，卷取溫度920℃。

3)冷卻工序：採用斯太爾摩冷卻線，調節風冷線保溫罩開啟數量和風機開度，平均冷卻速度為1.2℃/s。

本不鏽鋼盤條，表面質量良好，熱軋材抗拉強度562mpa，伸長率11.0%，面縮率10%，盤條成材率97.5%，合格率98.5%。

實施例2

本φ20mm規格高矽不鏽鋼盤條鋼坯的化學成分及其質量百分含量為：c：0.018%、si：2.8%、mn：0.4%、p：0.015%、s：0.003%、cr：13.5%、ni：0.2%、mo：0.27%、v：0.31%、ti：0.08%、n：0.015%，其餘為鐵和不可避免的雜質元素。

本φ20mm規格高矽不鏽鋼盤條的生產方法包括鋼坯加熱、軋制、捲曲、冷卻工序，具體步驟如下：

1)加熱工序：冶煉鋼水並連鑄成鋼坯，將鋼坯在加熱爐中加熱，預熱段溫度850℃，均熱溫度1120℃，在爐時間145min。

2)軋制工序：鋼坯進行6+8道次粗中軋，4道次預精軋，8道次精軋，進精軋溫度870℃，卷取溫度950℃。

3)冷卻工序：採用斯太爾摩冷卻線，調節風冷線保溫罩開啟數量和風機開度，平均冷卻速度為1.4℃/s。

按本發明工藝生產的φ20mm規格的不鏽鋼盤條，表面質量良好，熱軋材抗拉強度540mpa，伸長率10.5%，面縮率13%，盤條成材率96.8%。合格率98.2%。

實施例3

本φ42mm規格高矽不鏽鋼盤條鋼坯的化學成分及其質量百分含量為：c：0.027%、si：3.3%、mn：0.5%、p：0.023%、s：0.002%、cr：14.5%、ni：0.15%、mo：0.4%、v：0.30%、ti：0.3%、n：0.03%，其餘為鐵和不可避免的雜質元素。

本φ42mm規格高矽不鏽鋼盤條的生產方法包括鋼坯加熱、軋制、捲曲、冷卻工序，具體步驟如下：

1)加熱工序：冶煉鋼水並連鑄成鋼坯，將鋼坯在加熱爐中加熱，預熱段溫度850℃，均熱溫度1135℃，在爐時間150min。

2)軋制工序：鋼坯進行6+8道次粗中軋，4道次預精軋，8道次精軋，進精軋溫度900℃，卷取溫度930℃。

3)冷卻工序：採用斯太爾摩冷卻線，調節風冷線保溫罩開啟數量和風機開度，平均冷卻速度為1.2℃/s。

按本發明工藝生產的φ38mm規格的不鏽鋼盤條，表面質量良好，熱軋材抗拉強度519mpa，伸長率11.5%，面縮率12.0%，盤條成材率95.8%，合格率達到97.5%。

實施例4

本φ5.5mm規格高矽不鏽鋼盤條鋼坯的化學成分及其質量百分含量為：c：0.026%、si：2.5%、mn：0.45%、p：0.03%、s：0.028%、cr：13.2%、ni：0.5%、mo：0.6%、v：0.32%、ti：0.27%、n：0.022%，其餘為鐵和不可避免的雜質元素。

本φ5.5mm規格高矽不鏽鋼盤條的生產方法包括鋼坯加熱、軋制、捲曲、冷卻工序，具體步驟如下：

1)加熱工序：冶煉鋼水並連鑄成鋼坯，將鋼坯在加熱爐中加熱，預熱段溫度850℃，均熱溫度為1100℃，在爐時間140min。

2)軋制工序：鋼坯進行6+8道次粗中軋，4道次預精軋，8道次精軋，進精軋溫度887℃，卷取溫度950℃。

3)冷卻工序：採用斯太爾摩冷卻線，調節風冷線保溫罩開啟數量和風機開度，平均冷卻速度為1.0℃/s。

按本發明工藝生產的φ5.5mm規格的不鏽鋼盤條，表面質量良好，熱軋材抗拉強度598mpa，伸長率13.5%，面縮率15.0%，盤條成材率97.5%，合格率98%。

實施例5

本φ18mm規格高矽不鏽鋼盤條鋼坯的化學成分及其質量百分含量為：c：0.009%、si：2.9%、mn：0.30%、p：0.03%、s：0.009%、cr：13.9%、ni：0.3%、mo：0.6%、v：0.30%、ti：0.22%、n：0.015%，其餘為鐵和不可避免的雜質元素。

本φ18mm規格高矽不鏽鋼盤條的生產方法包括鋼坯加熱、軋制、捲曲、冷卻工序，具體步驟如下：

1)加熱工序：冶煉鋼水並連鑄成鋼坯，將鋼坯在加熱爐中加熱，預熱段溫度850℃，均熱段溫度1080℃，在爐時間120min。

2)軋制工序：鋼坯進行6+8道次粗中軋，4道次預精軋，8道次精軋，進精軋溫度820℃，卷取溫度940℃。

3)冷卻工序：採用斯太爾摩冷卻線，調節風冷線保溫罩開啟數量和風機開度，平均冷卻速度為1.1℃/s。

按本發明工藝生產的φ18mm規格的高矽不鏽鋼盤條，表面質量良好，熱軋材抗拉強度564mpa，伸長率12.5%，面縮率11%，盤條成材率96.6%，合格率97.2%。

實施例6

本φ26mm規格高矽不鏽鋼盤條鋼坯的化學成分及其質量百分含量為：c：0.018%、si：3.3%、mn：0.48%、p：0.027%、s：0.010%、cr：13.5%、ni：0.2%、mo：0.4%、v：0.22%、ti：0.20%、n：0.027%，其餘為鐵和不可避免的雜質元素。

本φ26mm規格高矽不鏽鋼盤條的生產方法包括鋼坯加熱、軋制、捲曲、冷卻工序，具體步驟如下：

1)加熱工序：冶煉鋼水並連鑄成鋼坯，將鋼坯在加熱爐中加熱，預熱段溫度850℃，均熱段溫度1110℃，在爐時間135min。

2)軋制工序：鋼坯進行6+8道次粗中軋，4道次預精軋，8道次精軋，進精軋溫度890℃，卷取溫度920℃。

3)冷卻工序：採用斯太爾摩冷卻線，調節風冷線保溫罩開啟數量和風機開度，平均冷卻速度為1.3℃/s。

按本發明工藝生產的φ26mm規格的高矽不鏽鋼盤條，表面質量良好，熱軋材抗拉強度584mpa，伸長率10.5%，面縮率15.0%，盤條成材率95.6%，合格率98.5%。

本φ26mm規格高矽不鏽鋼盤條的金相組織圖見圖1，其餘實施例圖略。

實施例7

本φ31mm規格高矽不鏽鋼盤條鋼坯的化學成分及其質量百分含量為：c：0.012%、si：3.5%、mn：0.38%、p：0.021%、s：0.012%、cr：12.5%、ni：0.35%、mo：0.2%、v：0.35%、ti：0.24%、n：0.020%，其餘為鐵和不可避免的雜質元素。

本φ31mm規格高矽不鏽鋼盤條的生產方法包括鋼坯加熱、軋制、捲曲、冷卻工序，具體步驟如下：

1)加熱工序：冶煉鋼水並連鑄成鋼坯，將鋼坯在加熱爐中加熱，預熱段溫度835℃，均熱段溫度1150℃，在爐時間125min。

2)軋制工序：鋼坯進行6+8道次粗中軋，4道次預精軋，8道次精軋，進精軋溫度800℃，卷取溫度900℃。

3)冷卻工序：採用斯太爾摩冷卻線，調節風冷線保溫罩開啟數量和風機開度，平均冷卻速度為1.5℃/s。

按本發明工藝生產的φ31mm規格的高矽不鏽鋼盤條，表面質量良好，熱軋材抗拉強度600mpa，伸長率10%，面縮率11.5%，盤條成材率95.0%，合格率96.0%。

實施例8

本φ10mm規格高矽不鏽鋼盤條鋼坯的化學成分及其質量百分含量為：c：0.021%、si：3.0%、mn：0.28%、p：0.017%、s：0.03%、cr：15.0%、ni：0.32%、mo：0.7%、v：0.18%、ti：0.19%、n：0.017%，其餘為鐵和不可避免的雜質元素。

本φ10mm規格高矽不鏽鋼盤條的生產方法包括鋼坯加熱、軋制、捲曲、冷卻工序，具體步驟如下：

1)加熱工序：冶煉鋼水並連鑄成鋼坯，將鋼坯在加熱爐中加熱，預熱段溫度845℃，均熱段溫度1105℃，在爐時間130min。

2)軋制工序：鋼坯進行6+8道次粗中軋，4道次預精軋，8道次精軋，進精軋溫度860℃，卷取溫度910℃。

3)冷卻工序：採用斯太爾摩冷卻線，調節風冷線保溫罩開啟數量和風機開度，平均冷卻速度為1.25℃/s。

按本發明工藝生產的φ10mm規格的高矽不鏽鋼盤條，表面質量良好，熱軋材抗拉強度556mpa，伸長率13.6%，面縮率14.5%，盤條成材率97.6%，合格率98.1%。

以上實施例僅用以說明而非限制本發明的技術方案，儘管參照上述實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明進行修改或者等同替換，而不脫離本發明的精神和範圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。