304 不銹鋼冷軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)及應(yīng)用效果分析

陽江麗

（廣東民海集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510799）

不銹鋼冷軋帶鋼需要采用大張力軋制，目的是使帶鋼保持良好板型，在控制厚度精度的同時(shí)還能保證帶鋼橫向延伸均勻。但是304 不銹鋼冷軋帶鋼過程中也面臨許多技術(shù)控制難點(diǎn)，例如軋制速度通常超過500m/min，高速軋制時(shí)容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。而冷軋打滑極易在帶鋼表面留下振紋缺陷或擦劃傷，從而使冷軋帶鋼產(chǎn)品不符合加工精度要求，造成材料的浪費(fèi)。另外，由于原料厚度偏差大，或者測(cè)厚儀精度不達(dá)標(biāo)，也會(huì)造成冷軋帶鋼產(chǎn)品的厚度精度存在明顯誤差，無法滿足產(chǎn)品使用需求。因此，探究304 不銹鋼冷軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)的改良工藝成為當(dāng)下的熱門研究課題。

1 304 不銹鋼冷軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)

1.1 高精度304 不銹鋼冷軋產(chǎn)品的技術(shù)要求

304 不銹鋼因其優(yōu)良性能在汽車零件、航空設(shè)備等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。高精度的304 不銹鋼冷軋產(chǎn)品往往在尺寸、板型、表面質(zhì)量等方面有著極其嚴(yán)格的要去。具體來說：

在尺寸精度方面，普通的304 不銹鋼冷軋產(chǎn)品厚度精度為±10μm，同板厚度差為10μm；而高精度304 不銹鋼冷軋產(chǎn)品厚度精度為±2μm，同板厚度差為2μm；在板形要求上，高精度冷軋不銹鋼板形要求更嚴(yán)，例如普通冷軋帶鋼產(chǎn)品不平度≤5mm，而高精度冷軋帶鋼產(chǎn)品不平度≤1mm。另外在成品凸度與厚度比值（＜0.5%），以及楔形（＜5μm）等方面也有更高的標(biāo)準(zhǔn)；在表面質(zhì)量方面，普通冷軋帶鋼產(chǎn)品要求表面缺陷必須用400#砂紙來回打磨25 下可消除，否則視為不合格。而高精度冷軋帶鋼產(chǎn)品要求表面缺陷必須用800#砂紙來回打磨25 下可消除。

1.2 不銹鋼冷軋打滑控制技術(shù)

由于304 不銹鋼冷軋速度極快，因此軋制過程中打滑現(xiàn)象較為常見。所謂打滑，是帶鋼與工作輥之間因?yàn)樗俣炔罹噙^大進(jìn)而出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)的一種現(xiàn)象。具體表現(xiàn)為帶鋼變形區(qū)被“前滑區(qū)”或“后滑區(qū)”替代。304 不銹鋼冷軋時(shí)，如果軋件出口速度（V出）比軋輥在該處的線速度（V）大，即V出＞V，則發(fā)生前滑；反之，如果軋件進(jìn)入軋輥的速度（V進(jìn)）比軋輥在該處線速度的水平分量（Vcosα）小，即V進(jìn)＜Vcosα，則發(fā)生后滑。在實(shí)際加工中，為避免出現(xiàn)冷軋打滑的現(xiàn)象，需要對(duì)軋制速度進(jìn)行適當(dāng)控制。使V出=V，可避免前滑；使V進(jìn)=Vcosα，可避免后滑。

1.3 不銹鋼冷軋產(chǎn)品厚度精度控制技術(shù)

304 不銹鋼冷軋帶鋼產(chǎn)品制作中，可能影響其厚度精度的因素有多種，例如技術(shù)人員的技能水平、測(cè)厚儀或千分尺的校準(zhǔn)進(jìn)度，原料的板型以及測(cè)量方法等。在厚度精度控制中，通常使用X 射線測(cè)厚儀測(cè)量帶鋼厚度。但是隨著帶鋼厚度的增加，X 射線的強(qiáng)度衰減也會(huì)更加明顯，因此為了保證厚度測(cè)量結(jié)果精確，必須要引入“測(cè)厚儀補(bǔ)償系數(shù)”。假設(shè)X 射線的強(qiáng)度為I，則衰減規(guī)律可表示為：

式（1）中，I0為X 射線的入射強(qiáng)度，μ 為吸收系數(shù)，h為帶鋼材料的厚度。在μ 于I0已經(jīng)確定的情況下，只要測(cè)出I 值即可得到帶鋼厚度。因此，在使用測(cè)厚儀精確測(cè)量帶鋼厚度時(shí)，確定μ 和的I0值尤為關(guān)鍵。其中，I0的值可根據(jù)設(shè)備說明書得到，而吸收系數(shù)μ 需要通過補(bǔ)償系數(shù)和測(cè)厚儀實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比得到。測(cè)厚儀補(bǔ)償系數(shù)變化曲線如圖1 所示。

圖1 測(cè)厚儀補(bǔ)償系數(shù)曲線

在使用測(cè)厚儀測(cè)得帶鋼厚度后，如果測(cè)定結(jié)果顯示帶鋼各處的厚度偏差較大，還需要人工修正厚度，從而進(jìn)一步提高冷軋帶鋼產(chǎn)品的精度。人工修正流程為：首先挑選一把千分尺，在距離帶鋼邊緣部位20mm 處測(cè)量厚度值。然后將工具替換為測(cè)厚儀，測(cè)量同一點(diǎn)的后。將兩次測(cè)量數(shù)據(jù)帶入厚度修正公式：

實(shí)踐表明，采用X 射線測(cè)厚儀與人工修正相結(jié)合的帶鋼厚度控制技術(shù)，可以使冷軋帶鋼產(chǎn)品的厚度精確率達(dá)到98%以上。

1.4 大壓下304 不銹鋼冷軋工藝

304 不銹鋼在低溫軋制時(shí)會(huì)出現(xiàn)馬氏體相變，并且在溫度越低、變形量越大的情況下，馬氏體含量也會(huì)明顯增加，從而使不銹鋼的變形抗力同步提升。為了減輕帶鋼軋制難度，實(shí)際加工中通常將冷軋帶鋼的壓下率維持在60%-80%之間。傳統(tǒng)的大壓下軋制工藝雖然能夠使冷軋不銹鋼的厚度精度達(dá)到毫米級(jí)，但是軋制成本較高。特別是當(dāng)壓下率達(dá)到80%后，不銹鋼的屈服強(qiáng)度上升至1400MPa，變形難度極大，在軋制過程中極易發(fā)生碎裂情況。本文設(shè)計(jì)了一種在大壓下分階段冷軋生產(chǎn)304不銹鋼產(chǎn)品的工藝，當(dāng)變形量（壓延率）不足50%時(shí)，每次壓下率控制在20%左右，以較大的壓下率使冷軋不銹鋼產(chǎn)品快速達(dá)到理想的厚度；當(dāng)變形量達(dá)到75%時(shí)，每次壓下率控制在10%左右，以較小的壓下率提高冷軋不銹鋼產(chǎn)品的加工精度，保證板型良好，避免出現(xiàn)斷帶等軋制事故。304 不銹鋼大壓下軋制參數(shù)如表1 所示。

表1 高精度304 不銹鋼大壓下軋制工藝參數(shù)

2 304 不銹鋼冷軋帶鋼生產(chǎn)工藝改進(jìn)后的應(yīng)用效果

2.1 改進(jìn)冷軋工藝后的應(yīng)用效果

發(fā)生冷軋打滑后，在不銹鋼表面會(huì)出現(xiàn)振紋缺陷和擦劃傷缺陷，進(jìn)而導(dǎo)致冷軋帶鋼產(chǎn)品表面質(zhì)量下降。因此，要想判定冷軋工藝改進(jìn)后的實(shí)用效果，可觀測(cè)并對(duì)比工藝改進(jìn)前后帶鋼產(chǎn)品表面振紋缺陷與擦劃傷缺陷的比率變化。觀測(cè)結(jié)果如圖2 所示。

圖2 改進(jìn)前后冷軋打滑造成缺陷比率圖

結(jié)合圖2 可知，在4 月份之前未改進(jìn)不銹鋼冷軋帶鋼生產(chǎn)工藝的情況下，帶鋼產(chǎn)品上振紋缺陷的比率最高達(dá)到了13.5%，擦劃傷缺陷的比例最高達(dá)到了7.3%。從4月份應(yīng)用改進(jìn)生產(chǎn)工藝后，振紋缺陷和擦劃傷缺陷的比率均有明顯降低。其中，冷軋帶鋼產(chǎn)品表面振紋缺陷的比例在6 月份降低至0，而擦劃傷缺陷的比例在8 月份降低至0，說明該缺陷已經(jīng)被消除。

2.2 厚度精度提升效果

如前文所述，本文為提高冷軋薄帶（帶鋼厚度＜0.6mm）厚度精度，采用了“X 射線測(cè)厚儀+人工修正”的厚度精度提升策略。同樣采取對(duì)比方法驗(yàn)證厚度精度的提升效果，有測(cè)試結(jié)果可知：在未改進(jìn)生產(chǎn)工藝前，高精度304 不銹鋼厚度命中率在50%-70%之間波動(dòng)。在4 月份應(yīng)用厚度精度提升策略后，冷軋帶鋼厚度命中率提升至92%，之后一直呈現(xiàn)出緩慢提升趨勢(shì)。至8 月份，高精度304 帶鋼厚度命中率穩(wěn)定維持在98%以上，并且厚度精度控制在2μm 以內(nèi)，同板厚度差＜2μm，平整度＜1μm。

從上述測(cè)試數(shù)據(jù)來看，改進(jìn)后的冷軋工藝在帶鋼產(chǎn)品厚度精度控制方面得到了顯著提升，基本上滿足了高精度304 帶鋼產(chǎn)品的加工精度要求。

2.3 冷軋工藝改進(jìn)后304 不銹鋼產(chǎn)品性能

在改進(jìn)后的高精度304 不銹鋼冷軋帶鋼生產(chǎn)工藝中，除了針對(duì)冷軋打滑與厚度精度進(jìn)行了技術(shù)優(yōu)化外，還采取了以下兩種優(yōu)化措施：第一是結(jié)合304 不銹鋼的加工硬化曲線，科學(xué)設(shè)定冷軋張力，同時(shí)配合軋制油噴射量的調(diào)節(jié)，保證了大壓下軋制工藝良好；第二是對(duì)于厚度≥2.0mm 的帶鋼，在冷軋張力達(dá)到15t 以上時(shí)采取再卷取技術(shù)，可以解決帶鋼層間的滑移缺陷，避免帶鋼頭部卷取加入瓦楞紙時(shí)吸收能力，從而順利消除了卷取折痕缺陷。綜合采取上述改進(jìn)措施后，對(duì)生產(chǎn)出來的304不銹鋼薄帶產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)。隨機(jī)選取3 塊樣品，各項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果如表2 所示。

表2 304 冷軋產(chǎn)品尺寸進(jìn)度和粗糙度統(tǒng)計(jì)表

結(jié)合表2 可知，3 塊試樣的厚度偏差、厚度精度、不平度和楔形4 項(xiàng)指標(biāo)，實(shí)測(cè)值均在控制要求范圍以內(nèi)，說明改進(jìn)后的304 不銹鋼冷軋帶鋼生產(chǎn)工藝可以滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 結(jié)論

在一些高端設(shè)備中，對(duì)304 不銹鋼產(chǎn)品的加工精度有極高要求，因此在冷軋帶鋼生產(chǎn)中需要對(duì)不平度、厚度精度、表面質(zhì)量等進(jìn)行嚴(yán)格控制。本文在原有的冷軋帶鋼生產(chǎn)工藝中，分別從冷軋打滑、厚度控制、大壓下軋制等方面提出了改進(jìn)措施。實(shí)踐表明，改進(jìn)后的生產(chǎn)工藝可以制作出高精度的304 冷軋產(chǎn)品，滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和使用要求。