广西柳州钢铁集团公司 广西柳州 545002
摘要：柳钢高线为实现不锈钢顺产、稳产，产品质量满足客户要求，对不锈钢线材开展加热工艺、轧制工艺、控制冷却工艺研究，摸索出各系列不锈钢钢坯加热和轧制特性，从而实现柳钢具备生产不锈钢线材产品的能力，对柳钢产品结构调整具有重要意义。
关键词：不锈钢 研究 特性 结构调整
1 前言
柳钢高线自2016年1月份开始生产不锈钢，目前主要为400系铁素体不锈钢（如：00Cr13、0Cr13和430等）、400系马氏体不锈钢（1Cr13和2Cr13等）和300系奥氏体不锈钢304和200系奥氏体不锈钢665，覆盖了所有系列不锈钢，轧制规格从最初的φ5.5mm，到如今轧制规格覆盖φ5.5mm-φ16.0mm，实现了产品规格、钢种的全覆盖。截止2020年12月份柳钢不锈钢产量已达9万多吨，并呈上升趋势，如表1所示。
表1 2016-2020年不锈钢产量
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2 不锈钢生产工艺研究
不锈钢的加热、轧制和普钢差别很大，不锈钢较普钢的特性有：较高的变形抗力、较大的宽展系数、对热不均匀敏感等。为了控制a相的形成对轧制速度和加热温度有严格的限制。
2.1 工艺流程
钢坯加热-除鳞-粗轧机组轧制-中轧机组轧制-预精轧机组轧制-精轧机组轧制-吐丝机-风冷线控制冷却-集卷-打捆-称重入库。
2.2 生产工艺研究
2.2.1坯料准备
坯料尺寸采用150×150×10000mm，钢坯的外形尺寸、表面质量应符合相应国家标准（YBT 2011-2004 《连续铸钢方坯和矩形坯》。钢坯化学成分见表2
表2 化学成分（%）
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2.2.2加热制度
各系列不锈钢导热系数差别大，造成加热制度也不同，比如奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢炉气温度相差200多度、为了防止烧弯钢严禁在加热段同时加热两个系列不锈钢，需要隔空位才能进另一个系列不锈钢坯料。
铁素体不锈钢在低温区应均匀烧透，高温区避免强火焰，不应在加热超过1000℃，保温太长时间。奥氏体不锈钢变形抗力随着温度的降低而急剧上升，因此加热温度相对较高；马氏体不锈钢对加热温度非常敏感，在低于850℃进行轧制容易产生拉裂纹。
因此，制定不锈钢加热制度时应注意均匀烧透，加热炉应根据不同的钢号、轧制节奏采取如下的加热制度（见表2），保证各段加热时间。
表2 加热温度制度
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结合不锈钢坯料热传导系数不同和不锈钢轧制难易程度，制定优化坯料进出炉制度：小规格不锈钢304－00Cr13－430，大规格00Cr13－430－304，以减少空炉的待温时间。
如今，已逐步摸索出各系列不锈钢钢坯加热特性，并依据各不锈钢不同热传导系数的特点制定了各系列不锈钢钢坯进出炉制度、各段加热炉气制度和保温升温制度等一系列的加热制度，满足了正常轧制的需要。
2.2.3轧制工艺
由于采用150×150坯料，从165切换到150坯料需要对粗轧1#-6#料型及导卫开口度进行调整，必须投入高压水除鳞，确保成品表面质量光洁；轧前必须对轧制通道、活套进行防划伤检查，以及轧制线对中检查；轧制过程不允许出现错辊、扭转轧制现象，出现后要及时调整后方可过钢；中间轧件检查：烧木印检查耳子，同时取飞剪样检查轧件折叠和表面质量情况；成品检查：取头部、尾部第3圈样，通过目测和做1/3冷顶锻，检查折叠缺陷情况。
轧制速度控制，轧制φ6.5圆、φ5.5圆要求控制在70m/s，以往轧制在85m/s，轧制速度越快，对轧辊、导卫磨损越大，吐丝机容易磨穿等，对生产过程控制越不利。
对于304不锈钢成分含8%镍，容易粘钢，尤其是小规格φ5.5mm最容易出现，轧件在精轧机孔型宽展量难以精确计算、精轧机架间堆拉关系调整困难，轧件抖动刮擦导卫拉丝堵塞轧制通道。通过不断地对304不锈钢轧制工艺参数进行优化：（1）根据304不锈钢宽展大的特点，重新计算精轧机各机架孔型充满度，调小精轧机入口料形和精轧机圆孔型料型避免精轧机椭圆孔型过充满、杜绝轧件刮丝堆钢；（2）根据304不锈钢高温宽展大的特点，降低轧件进精轧温度减小轧件在椭圆孔型的宽展量和提高轧件表面刚度，杜绝轧件刮丝堆钢。
针对高线盘圆只能夹尾的惯性思维，全规格不锈钢盘圆均开拓性的在3#夹送辊采用全夹送的模式控制，减轻轧件在水箱、夹送辊前后导槽和吐丝管内腔等各处的抖动刮碰，减少轧件表面刮擦伤。
2.2.4冷却工艺
轧机间粗中轧冷却水开启正常的50%。根据各钢种、规格制度进精轧前、精轧间水冷、精轧后温度。风冷线采用缓冷，保温罩根据钢种选择开启或关闭，模拟在线固溶。
不锈钢线材各规格、钢种控冷工艺参数见表3
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2.2.5工艺技术改造
在我厂轧制不锈钢使用的是轧制普材的轧辊跟导卫，由于不锈钢跟碳钢二者宽展系数差别太大，甚至不锈钢各个钢种的宽展系数差别也是不同。需要对孔型、导卫以及轧制通道进行工艺技术改进：
（1）改进1#飞剪前后导槽、2#飞剪转辙器、所有活套和卡断剪的结构，增加底轮、侧轮；
（2）改造预精轧～精轧恢复段导槽，所有导槽增加辊轮，改滑动接触为滚动接触；
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（3）、针对φ5.5圆不锈钢11#-14#孔型辊缝小、宽度大的问题，修改11#-14#孔型，用于专门轧制5.5圆不锈钢；解决不锈钢430在预精轧、精轧拉丝堵钢。
（4）改进3#夹送辊弯管的结构，使用带辊轮的弯管，实现轧件接触面在3#夹送辊弯管处的滚动接触，减少轧件的刮擦伤。
3.结论
通过不锈钢线材生产工艺研究，研究不同类型不锈钢的加热工艺、轧制工艺、控制冷却工艺，对提高柳钢不锈钢（长材）的研发和生产能力、改进相关的硬件设施有着重要的指导意义。产品质量能满足终端客户使用，不仅使柳钢对不锈钢生产技术做了相应的技术储备，具有很大的社会效益！
参考文献：
【1】霍松波、李有龙、黄一新、龚云芳，高线轧机轧制不锈钢热轧盘条的研制，江苏冶金，2001，09
【2】张洪起，董庆，崔娟，刘维，孔令波，邢钢线材厂不锈钢生产工艺研究，轧钢，2015，06