不銹鋼線棒材的熱軋生產(chǎn)

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)、高速大路旁的隔離網(wǎng)、家庭生活用品等，使不銹鋼線棒材的熱軋生產(chǎn)得到很大進(jìn)展，我們我國不銹鋼產(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)的快速進(jìn)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，自1985年以來，國外也新建了很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)力量25萬t,設(shè)施由意大利Danieli公司供應(yīng);再如韓國浦項第三線材廠，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)力量為54萬t/a,設(shè)施由美國Morgan公司供應(yīng)。此外我們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，我們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)我國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)法律規(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、線材、拉拔線材、鋼棒、鍛件和鋼坯交貨技術(shù)條件》；日本JIS64304《不銹鋼棒》。八十年月前期，我們我國結(jié)合美國、日本、德國、前蘇聯(lián)和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(￡0)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并重點參照日本JIS不銹鋼棒標(biāo)準(zhǔn)，制定了不銹鋼棒材的我國標(biāo)準(zhǔn)GB1220—92,同時參照國外標(biāo)準(zhǔn)，制定了不銹鋼盤條的我國標(biāo)準(zhǔn)GB4356—84，使鋼種系列更加完善，并采納了美國、日本等國際通用牌號，我們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I。同時保留了我們我國常用牌號，使其與美國等發(fā)達(dá)我國的不銹鋼牌號基本全都，通用性更強(qiáng)。與發(fā)達(dá)我國相比，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，實物水平差距較大。3不銹鋼線棒材的生產(chǎn)工藝特點與普碳鋼熱軋相比，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、軋輯孔型設(shè)計、軋制溫度掌握和產(chǎn)品在線熱處理等方面。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，假如連鑄能生產(chǎn)無缺陷坯，可不加鋼坯清理線。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)度和韌性協(xié)作,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。這類鋼具有三種脆性轉(zhuǎn)變,即475。（：脆性、a相析出脆性和晶粒長大引起的脆性，常采納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C、Ni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)力方向全都（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800℃,鋼坯應(yīng)不大于850℃o當(dāng)含Cr量大于16%時，鑄態(tài)組織特別粗大，易產(chǎn)生粗晶組織，經(jīng)熱加工破裂的晶粒，在溫度大于95CTC時有劇烈長大的傾向，因在加熱和冷卻時不產(chǎn)生相變，所以長大的晶粒不能通過熱處理方法來轉(zhuǎn)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，一般采納在較低溫度下變形和掌握在此溫度下的變形量，加熱溫度一般為950℃?1000℃左右。軋餛孔型設(shè)計生產(chǎn)不銹鋼線棒材時，軋餛孔型一般采納橢圓一圓孔型系統(tǒng)，孔型設(shè)計時要考慮孔型有較強(qiáng)的可適應(yīng)性，盡可能削減更換孔型和軋機(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。軋制溫度掌握不銹鋼軋制時，由于其變形抗力對溫度變化相當(dāng)敏感，特殊在粗軋時，由于軋制速度低,變形功導(dǎo)致的溫度提升不足以補(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)品性能的勻稱性。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，溫度勻稱化之后再進(jìn)入中軋機(jī)組進(jìn)行軋制。為了掌握精軋和預(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，這樣可以實現(xiàn)對晶粒度的合理掌握，以便改善最終產(chǎn)品的技術(shù)性能。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)的進(jìn)展和軋制工藝討論的不斷深化，現(xiàn)代不銹鋼熱處理也較多采納在線進(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，軋后可空冷或堆冷，或者在飛剪前設(shè)穿水冷卻裝置以實現(xiàn)余熱淬火；生產(chǎn)馬氏體不銹鋼時，由于簡單產(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，一種方法是采納經(jīng)改進(jìn)的步進(jìn)式齒條冷床如意大利Danieli公司設(shè)計的1989年投產(chǎn)的美國TeledyneAIIvac廠的冷床，它伸入高溫側(cè)的一個槽中，槽可以放上水使冷床沉沒在水中，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特別重要的；另一種方法是：把冷床的一半設(shè)計成鏈?zhǔn)?，另一半為一般的齒條式冷床，輯道設(shè)保溫罩，生產(chǎn)馬氏體不銹鋼時，飛剪把軋件