本發(fā)明涉及一種不銹鋼板的熱軋方法，更詳細(xì)地，涉及通過(guò)控制軋制油噴射量來(lái)減少軋輥的熱疲勞應(yīng)力的不銹鋼板的熱軋方法。

背景技術(shù)：

通常，對(duì)不銹鋼板進(jìn)行熱軋的方法如下：在加熱爐以適宜軋制溫度對(duì)在制鋼工序中產(chǎn)生的板坯進(jìn)行再加熱并提取之后，在粗軋機(jī)進(jìn)行寬度軋制和厚度軋制，在精軋機(jī)以所需厚度進(jìn)行最終厚度軋制。

在這種熱軋中所用的工作輥不同于冷扎輥，對(duì)高溫的材料進(jìn)行軋制，因此，輥表面溫度在供高溫的熱軋材料咬入的輥縫開(kāi)始急劇上升而在輥縫輸出側(cè)達(dá)到最高溫度，但熱軋材料由在板輸出側(cè)的輥冷卻水冷卻，再次旋轉(zhuǎn)一周，再咬入，則輥表面溫度再上升，這樣在軋制時(shí)，反復(fù)如上所述快速加熱和快速冷卻的循環(huán)。

從而，在熱軋中所用的工作輥由于高軋制負(fù)荷和反復(fù)熱應(yīng)力而出現(xiàn)輥疲勞缺陷，以導(dǎo)致軋制板材的輥性表面缺陷問(wèn)題。

【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】

(專利文獻(xiàn))

日本公開(kāi)專利第2006-110555號(hào)(公開(kāi)日：2006年4月27日)

(非專利文獻(xiàn))

(論文1)j.h.ryu，o.j.kwon等:evaluationofthefinishingrollsurfacedeteriorationathotstripmill，isisinternational，vol.32(1992)no.11，pp.1221～1223)

(論文2)在熱軋條件下的對(duì)于工作輥表面溫度的影響:sekimotoyasuhiro等；(日本)鐵和鋼第61(1975)第10號(hào)，pp.2337～2348

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種能夠降低軋輥的疲勞缺陷和相應(yīng)地在軋制板材出現(xiàn)的表面缺陷的不銹鋼板的熱軋方法。

(二)技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，可以提供一種表面品質(zhì)優(yōu)良的不銹鋼板的熱軋方法，所述方法利用多個(gè)精軋機(jī)架來(lái)對(duì)不銹鋼板進(jìn)行熱軋，所述多個(gè)精軋機(jī)各機(jī)架的軋制油噴射量(q)滿足下式(1)，且所述各機(jī)架的軋輥表面溫度不超過(guò)650℃：

k＝(δt)*d*n、qk/1300-----式(1)

其中，δt為輥表面的溫度差(℃)，d為熱影響區(qū)浸透深度(mm)，n為在輥軋過(guò)程中的熱應(yīng)力載荷反復(fù)次數(shù)(輥轉(zhuǎn)數(shù))。

并且，所述多個(gè)精軋機(jī)架可以以逐漸減少厚度的方式將厚度為30mm左右的鋼條熱軋成厚度為2.5至5.0mm的薄板。

而且，在所述軋制時(shí)，所述軋輥與所述不銹鋼板的摩擦系數(shù)可以為0.2。

另外，在所述多個(gè)精軋機(jī)架中，f1機(jī)架的軋制油噴射量可以為800至900cc/min。

(三)有益效果

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，針對(duì)由于軋輥與高溫鋼條之間的接觸摩擦而引起的軋輥表面溫度上升，通過(guò)控制軋制油噴射量來(lái)降低因軋輥的反復(fù)熱應(yīng)力循環(huán)造成的輥疲勞，從而能夠大幅減少在軋制板材出現(xiàn)的表面缺陷。

附圖說(shuō)明

圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的不銹鋼板的熱軋工序。

圖2為示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的軋制油噴射量與摩擦系數(shù)的關(guān)系的圖表。

圖3為示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的摩擦系數(shù)與輥表面溫度的關(guān)系的圖表。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

10:加熱爐

11:粗軋機(jī)架

12:精軋機(jī)架

13:冷卻臺(tái)

14:卷繞機(jī)

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。以下實(shí)施例只是為了向本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員充分說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想而舉例的。本發(fā)明并不限定于以下實(shí)施例，還可以以其它形式具體化。為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明，附圖中省略了與本發(fā)明的說(shuō)明無(wú)關(guān)的部分，為了便于理解，可以放大表示結(jié)構(gòu)組件的幅度、長(zhǎng)度、厚度等。在說(shuō)明書(shū)中，相同的附圖標(biāo)記表示同一組成部分。

圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的不銹鋼板的熱軋工序。

參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的對(duì)不銹鋼板進(jìn)行熱軋的方法如下：在加熱爐10以適宜軋制溫度即1，100～1，300℃再加熱板坯(s1)之后，在粗軋機(jī)架11進(jìn)行第一次軋制，以軋制成厚度為30mm左右的鋼條(s2)。然后，在精軋機(jī)架12經(jīng)過(guò)最后厚度軋制，軋制成具有所需厚度(例如，2.5～5.0mm)的鋼帶(s3)。其次，經(jīng)過(guò)冷卻臺(tái)13以預(yù)定溫度進(jìn)行冷卻，在卷繞機(jī)14進(jìn)行卷繞。

另一方面，在熱軋中，軋輥(工作輥)的表面同時(shí)經(jīng)受在高溫軋制條件下的塑料應(yīng)力載荷和熱反復(fù)荷載循環(huán)，因此，由于在熱軋條件下的疲勞而軋輥表面容易受到損傷。

即，在對(duì)高溫的不銹鋼板進(jìn)行熱軋的過(guò)程中，由于在對(duì)軋輥施加的在高溫?zé)彳垪l件下的反復(fù)塑料應(yīng)力載荷和在對(duì)高溫鋼板進(jìn)行熱軋的過(guò)程中的加熱和冷卻所引起的反復(fù)熱應(yīng)力載荷而發(fā)生軋輥的疲勞導(dǎo)致的軋輥表面損傷和相應(yīng)的不銹鋼板表面的品質(zhì)下降。

上述軋輥的疲勞導(dǎo)致的輥表面的損傷和相應(yīng)的鋼板的輥性表面缺陷嚴(yán)重影響冷扎品質(zhì)。由于輥疲勞的表面缺陷，從熱扎退火酸洗板的缺陷形狀起將軋制對(duì)象材料的氧化皮咬進(jìn)并往后推以形成異物缺陷。并且，熱扎鋼板的表面缺陷在材料的表面上留下鉤形或線性的凹槽。若缺陷的大小大，則在熱軋工作中可以直接檢測(cè)到缺陷，但若缺陷的大小小，則在對(duì)熱扎鋼板進(jìn)行退火酸洗后才可以檢測(cè)到缺陷，而若缺陷的大小極小，則在進(jìn)行冷軋和退火酸洗后才可以檢測(cè)到缺陷。因此，至少在冷軋之前的熱扎鋼板的退火酸洗步驟檢測(cè)到輥疲勞缺陷是非常重要的。

輥疲勞缺陷由輥的反復(fù)荷載所引起的點(diǎn)蝕造成而逐漸發(fā)展成線狀的長(zhǎng)凹缺陷。從上述輥疲勞的開(kāi)始和發(fā)展過(guò)程引起的輥疲勞缺陷的形狀在初始階段呈鉤形或釣鉤形狀，然后逐漸變得嚴(yán)重，以發(fā)展成直線形。從最初鉤形狀分成兩條的缺陷的一側(cè)逐漸變長(zhǎng)變深，與此相反，缺陷的另一側(cè)變短變淺，直到消失，結(jié)果只剩下一側(cè)缺陷。

上述由于輥疲勞引起的熱扎鋼板表面缺陷的強(qiáng)度按精軋機(jī)架12前端f1>f2>f3的順序越往后端機(jī)架越減弱，這與各機(jī)架的軋輥表面溫度的熱影響區(qū)深度有關(guān)。

由此，在本實(shí)施例中，提供通過(guò)減少熱影響區(qū)深度來(lái)以最大限度抑制由于軋輥疲勞引起的熱扎鋼板表面缺陷的方法，即，提供利用潤(rùn)滑油軋制裝置來(lái)降低因軋輥與高溫鋼條之間的摩擦引起的熱應(yīng)力，以降低軋輥疲勞載荷的方法。

其中，潤(rùn)滑油軋制裝置為在混合閥對(duì)從水泵供給的水和從油泵供給的軋制油進(jìn)行混合之后，通過(guò)噴嘴噴射到軋輥表面上的裝置?，F(xiàn)有潤(rùn)滑油軋制的使用條件的決定主要集中在軋輥的磨損減少或軋制負(fù)荷的降低，但其并非用以降低軋輥的疲勞應(yīng)力。

軋輥的疲勞缺陷的主要原因在于在對(duì)高溫板材進(jìn)行軋制時(shí)軋輥經(jīng)受的快速加熱和快速冷卻的反復(fù)循環(huán)所引起的熱應(yīng)力，由此，在輥表面上產(chǎn)生稱為熱裂紋的裂痕，以熱裂紋為起點(diǎn)出現(xiàn)如凹坑性凹槽等缺陷。

作為降低軋輥的反復(fù)熱疲勞應(yīng)力所引起的表面損傷的方法，已知壓下分布的調(diào)整、軋制速度、輥冷卻等方法，但尚未報(bào)道通過(guò)潤(rùn)滑油軋制調(diào)整摩擦系數(shù)的方法。

在熱軋中，高溫的板材與軋輥之間的摩擦引發(fā)軋輥的表面溫度上升和由于硬度下降的輥表面損傷。因此，通過(guò)在板材與軋輥之間供給軋制油來(lái)減少摩擦，以能夠抑制輥表面的溫度上升。

另外，在熱軋中，高溫板材與軋輥之間的摩擦系數(shù)和輥表面溫度上升成正比，且高溫板材與軋輥之間的摩擦和潤(rùn)滑油軋制的軋制油噴射量成正比。

因此，通過(guò)潤(rùn)滑油軋制控制軋制板材與軋輥之間的摩擦來(lái)能夠抑制軋輥表面的溫度上升，以延長(zhǎng)熱疲勞極限。

即，在高溫?zé)彳埐牧吓c軋輥之間的接觸中，摩擦系數(shù)的增加導(dǎo)致輥表面的溫度上升，通過(guò)輥表面的溫度上升和由于輥冷卻的表面溫度下降反復(fù)的熱循環(huán)的反復(fù)促進(jìn)輥的疲勞破壞。

因此，在一定循環(huán)中，為了降低熱疲勞應(yīng)力，需要減少溫度振幅，為此，減少軋輥與高溫鋼條之間的摩擦是有效的。

例如，在精軋機(jī)架12的f1的情況下，軋制油噴射量與摩擦系數(shù)之間的關(guān)系如圖1所示，而摩擦系數(shù)與輥表面溫度之間的關(guān)系如圖2所示。

在熱軋中，根據(jù)軋輥與鋼條之間的摩擦的輥表面溫度滿足式(1)。

troll＝1620μ+317-------------------------式(1)

其中，troll為軋輥表面的溫度，μ為軋輥與鋼條之間的摩擦系數(shù)。

并且，通過(guò)潤(rùn)滑熱軋的軋制油噴射量和摩擦系數(shù)滿足式(2)。

μ＝0.0003q+0.428-----------------------式(2)

其中，q為軋制油噴射量[cc/min]。

因此，若利用軋制油噴射量來(lái)控制摩擦系數(shù)，則可以控制輥表面的溫度上升，且減少軋輥的熱負(fù)荷振幅，從而能夠大幅降低輥疲勞。

根據(jù)熱應(yīng)力的輥疲勞破壞指數(shù)滿足式(3)。

k＝(δt)*d*n1，105，000---------------------式(3)

其中，δt為輥表面的溫度差(℃)，d為熱影響區(qū)深度(mm)，n為在輥軋過(guò)程中的熱應(yīng)力載荷反復(fù)次數(shù)(輥轉(zhuǎn)數(shù))。

而且，熱影響區(qū)深度(d)是指在從輥表面到內(nèi)部的范圍中溫度分布達(dá)到650℃的距離。

在本實(shí)施例中，將用于補(bǔ)償由于熱應(yīng)力的輥疲勞強(qiáng)度的軋制油噴射油量(q)設(shè)定為qk/1300。這相當(dāng)于通過(guò)將軋輥與高溫板材之間的摩擦系數(shù)降低到0.2以下來(lái)將輥表面溫度保持為650度以下的條件。

即，在適用潤(rùn)滑熱軋時(shí)，以在軋制時(shí)的輥表面的溫度上升為基準(zhǔn)設(shè)定軋制油噴射量，并通過(guò)軋制油降低被軋制材料與軋輥之間的摩擦，使得輥表面的溫度上升到650℃以下。

下表1示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的根據(jù)噴射油量變化的輥疲勞產(chǎn)生與否。

[表1]

試驗(yàn)條件:在sts27t3.0tx1058mm幅度，f1～f7工作輥直徑為φ760mm，

潤(rùn)滑條件:注水法(噴射油量為0.1～1liter/min，油粘度為99cstat50℃)

在實(shí)際上，從f1機(jī)架越往f7機(jī)架，高溫板材與輥的接觸時(shí)間越縮短，因此，對(duì)由于疲勞的輥表面損傷產(chǎn)生很大影響的影響區(qū)域變淺，從而在實(shí)際上無(wú)需相當(dāng)于計(jì)算油量的軋制油量。

若參照在無(wú)潤(rùn)滑條件下的熱精軋機(jī)各機(jī)架所用的軋輥的表面溫度，則可知按從相當(dāng)于前端機(jī)架的f1、f2、f3到相當(dāng)于后端機(jī)架的f4、f5、f6、f7的順序，有對(duì)于輥疲勞產(chǎn)生最大影響的熱影響區(qū)的深度減少的傾向。

另一方面，若參照根據(jù)潤(rùn)滑熱扎的噴射條件的軋輥的輥疲勞程度，則可知，對(duì)于相同的噴射油量，按f3>f2>f1的順序，越往機(jī)架后端，使用更少噴射油量就可以得到與前端相同的效果。

因此，從降低輥疲勞的觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)于軋制油的噴射量，需要同時(shí)考慮由于輥疲勞的表面缺陷強(qiáng)度和軋制荷載減少的兩方面來(lái)設(shè)定最優(yōu)化的噴射條件。

可以看出，為了將由于輥疲勞的缺陷強(qiáng)度抑制到一定以下，通過(guò)將f1機(jī)架的軋制油噴射量設(shè)定為800至900cc/min并將f5機(jī)架的軋制油噴射量設(shè)定為200cc/min來(lái)可以達(dá)到對(duì)防止輥疲勞最優(yōu)化的軋制油噴射條件。其中，若軋制油的噴射量為800cc/min以下，則產(chǎn)生輥疲勞，若軋制油的噴射量為900cc/min以上，則由于軋輥與鋼條之間的摩擦力減少而產(chǎn)生滑動(dòng)，因此，優(yōu)選地，將軋制油的噴射量保持為800至900cc/min左右。