專利名稱：加工熱軋帶鋼的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及加工熱軋不銹鋼帶鋼，特別是奧氏體不銹鋼帶鋼的方法，目的是減小厚度，增加機(jī)械強(qiáng)度和提供良好的表面光潔度。
不銹鋼帶鋼可以熱軋至最終厚度為3毫米的數(shù)量級。在帶鋼經(jīng)過包括除了其它東西之外，還有帶鋼酸洗的表面處理之后，熱軋帶鋼可以不需要進(jìn)一步減小厚度而在某些應(yīng)用中使用。然而，在許多其他應(yīng)用場合，熱軋帶鋼還需要后續(xù)的冷軋。這個冷軋過程力圖達(dá)到一個或更多或全部的以下效果，即進(jìn)一步減小帶鋼的厚度，增加機(jī)械強(qiáng)度和/或改善帶鋼的表面。
在冷軋之前，熱軋帶鋼要退火和酸洗，并且在帶鋼的兩個末端上要焊接邊角料端。實際的冷軋過程通常是通過冷軋機(jī)，在幾個軋道中進(jìn)行的，使厚度可以減少大約80％以下，通常為10～60％，例如，對于用作建筑材料的冷軋帶鋼，在滑入較窄的軋道后的情況。在帶鋼最后繞成盤狀之前，必需除去邊角料端。
冷軋可以大大增加鋼的機(jī)械強(qiáng)度，這點對許多應(yīng)用場合是所希望的，而且這點特別與奧氏體不銹鋼的冷軋有關(guān)。然而，帶鋼實際上也變成不可能加工，例如彎曲，模鍛，壓花等，而這些性質(zhì)，在許多情況下，為了使帶鋼能夠用作建筑材料是必需的。因此，必需在完成冷軋過程之后，通過將帶鋼加熱至鋼的再結(jié)晶溫度以上，即1050℃溫度以上，對帶鋼進(jìn)行退火。這種處理使帶鋼的機(jī)械強(qiáng)度大大降低，通常，降至250兆帕屈服點的數(shù)量級。根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，在建筑工作中必需考慮190～220兆帕的屈服點。
雖然，通常的技術(shù)在若干方面是不合理的，但是用通常技術(shù)獲得的性質(zhì)，例如較低的屈服點，在大多數(shù)情況下是理想的性質(zhì)。但是，為了使制造合理化，已經(jīng)提出了一些改進(jìn)措施。例如，在SE 467 055(WO 93/19211)中提出了與退火過程一起，通過拉伸熱帶鋼，使厚度減小。然而，較高的機(jī)械強(qiáng)度在某些應(yīng)用中，例如建筑應(yīng)用，是理想的性質(zhì)。當(dāng)使用上述方法時，在這個后一方面，最終的冷軋帶鋼的性質(zhì)沒有改善，并且這種所期望的改善也得不到。
本發(fā)明的目的是要生產(chǎn)一種不銹鋼的帶鋼，特別是不銹鋼的奧氏體帶鋼，這種帶鋼具有理想的薄的厚度和比用通常的冷軋不銹鋼奧氏體帶鋼的制造方法得到的機(jī)械強(qiáng)度較高的機(jī)械強(qiáng)度，同時可以得到可接受的表面光潔度。這些和其他一些目的可以通過對熱軋帶鋼進(jìn)行冷軋，使其厚度至少減小10％，達(dá)到比光整加工完畢的產(chǎn)品的期望最終厚度至少大2％，最多大10％的厚度而實現(xiàn)，采用的方法是使這樣冷軋出來的帶鋼在1050℃和1200℃之間的溫度中退火，并且在所述退火過程之后，對帶鋼進(jìn)行冷拉伸，使帶鋼增塑和永久伸長，厚度減小2～10％。
根據(jù)本發(fā)明經(jīng)受冷軋的帶鋼可以由除了在熱軋后冷卻和繞成盤狀之外，沒有經(jīng)受任何處理的熱軋帶鋼構(gòu)成。這樣，在這種情況下，冷軋是在表面上還殘留有氧化皮的熱軋帶鋼上進(jìn)行的。然而，冷軋過程的開始材料也可以由經(jīng)過包括熱軋帶鋼酸洗在內(nèi)的過程技術(shù)表面處理過的帶鋼組成。
雖然，冷軋過程最好在單一軋道內(nèi)進(jìn)行，但原則上，冷軋過程可以通過相應(yīng)數(shù)目的相互順序排列的軋機(jī)，在幾個軋道內(nèi)進(jìn)行。在一個單一軋道中能夠得到的厚度的最大減小量決定于鋼的等級，帶鋼的初始尺寸和軋機(jī)的容量。一般可以說，單一軋道產(chǎn)生的厚度最大減小約為30％，通常最大為25％。這意味著，在大多數(shù)情況下，當(dāng)利用本發(fā)明時，熱軋帶鋼的厚度減小10～60％，最好減小10～40％，這個減小量決定于帶鋼的初始厚度和所希望的最終厚度。帶鋼在1050℃和1200℃之間的溫度下退火，然后，在冷拉伸之前冷卻至室溫。
帶鋼在帶鋼拉伸機(jī)中進(jìn)行冷拉伸，帶鋼拉伸機(jī)可以為任何已知的形式，例如，在酸洗之前，用于去除熱軋帶鋼表面氧化皮的那種。帶鋼最好是通過高度的延展和圍繞輥子的彎曲的綜合作用進(jìn)行冷拉伸。冷拉伸過程進(jìn)行至這個程度，即使帶鋼永久性地伸長，并因此使厚度減小2～10％。作為帶鋼高度延展和圍繞著較小直徑的輥子彎曲的綜合作用結(jié)果，帶鋼寬度的減小是極小的，實際上可以忽略。因此，帶鋼厚度的減小實質(zhì)上與所達(dá)到的伸長程度相適應(yīng)。作為冷拉伸過程的結(jié)果，材料被增塑化，屈服點增加100兆帕的數(shù)量級，但在某些等級鋼的情況下，仍然較高。
本發(fā)明方法的特點是，它可以連續(xù)地進(jìn)行，這意味著該方法不包括任何反向的工序，例如，在不同工序之間的反向滾軋，重新繞卷或類似的反向工序，為了使連續(xù)過程成為可能，制造線最好以已知的方式，在制造鏈的開始和末端處，即在帶鋼的冷軋和接著的冷拉伸之前包括若干個帶鋼料倉，即所謂的打環(huán)裝置。
本發(fā)明的方法通常還包括退火帶鋼的酸洗。雖然帶鋼也可以在冷拉伸過程以后進(jìn)行酸洗，但最好是在冷拉伸之前酸洗。帶鋼最好在酸洗之前進(jìn)行噴丸清理。
本發(fā)明的其他特點和它具有的優(yōu)點，與所生產(chǎn)的產(chǎn)品性質(zhì)一起將從下述對本發(fā)明的詳細(xì)說明中清楚地了解。
現(xiàn)在，參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行較詳細(xì)的說明，其中

圖1非常示意性表示根據(jù)第一個優(yōu)選實施例的本發(fā)明的原理。
圖2較詳細(xì)地表示根據(jù)優(yōu)選實施例的制造線。
圖3以較大的比例和較詳細(xì)地表示本發(fā)明方法中所采用的冷拉伸機(jī)。
圖4為柱狀圖，它表示在冷拉伸之前和之后所達(dá)到的0.2試驗應(yīng)力值。
圖5表示用相應(yīng)方法得到的最終的抗拉強(qiáng)度。
圖6為柱狀圖，它表示用不同的冷拉伸程度所得到的厚度的減小情況。
圖7表示以相應(yīng)的方法，在不同的冷拉伸程度下，寬度減小的情況，和圖8非常示意性表示使用本發(fā)明方法的改良的制造線。
非常示意性地表示在圖1中的制造線包括一臺要開卷的繞成盤狀(卷取機(jī))的熱軋帶鋼開卷紋盤1，由單一的所謂Z-高度形的輥子臺架2組成的冷軋機(jī)2，退火爐3，冷卻箱4，噴丸機(jī)16，酸洗池5，冷拉伸機(jī)6和容納光整加工過的帶鋼的重繞機(jī)7。
圖2更詳細(xì)地表示制造線，其中，對于與圖1相應(yīng)的部件采用同一參考數(shù)字標(biāo)注。除了上述的部件之外，制造線還包括剪切部件8，焊接機(jī)9，將從卷取機(jī)1取出的熱軋帶鋼11A送往剪切部件8和焊接機(jī)9的帶鋼送料器10，一般用12表示的熱軋帶鋼打環(huán)裝置，測量輥軋機(jī)2上游熱軋帶鋼11A的厚度的厚度測量裝置13和測量冷軋機(jī)2下游的冷軋帶鋼11B的厚度的厚度測量裝置14，噴丸機(jī)16，在酸洗池5下游的擦拭和沖洗箱17，一對導(dǎo)向滾子18，冷拉伸機(jī)6，用于存貯冷軋和冷拉伸光整過的帶鋼11F的，一般用20表示的打環(huán)裝置，前送料器21和用于操作重繞機(jī)7的，合在一起用22表示的驅(qū)動馬達(dá)和動力傳動裝置。
制造線還包括大量的導(dǎo)向滾子，方向改變滾子和包括二個或四個軋輥的S-軋機(jī)組件。S-軋機(jī)組件由在焊接機(jī)9下游的兩軋輥S-軋機(jī)25，在冷軋機(jī)2上游的兩軋輥S-軋機(jī)26，在冷軋機(jī)2和退火爐3之間的四軋輥S-軋機(jī)27，在冷拉伸機(jī)6上游的四軋輥S-軋機(jī)28，在冷拉伸機(jī)6下游的兩軋輥S-軋機(jī)29，帶鋼中心導(dǎo)向裝置19，帶鋼料倉20和在打環(huán)裝置20與重繞機(jī)7之間的終端兩軋輥S-部件31組成。S-軋機(jī)的原本功能為增加或減小帶鋼的張力和保持帶鋼在拉緊狀態(tài)。
熱軋帶鋼打環(huán)裝置12包括方向改變滾子34，35，36和37，其中，滾子35以已知的方式與帶鋼拉緊部件連接。相應(yīng)地，冷軋帶鋼打環(huán)裝置20包括方向改變滾子39，40，41，42，43和44，其中，滾子40也用已知的方式與帶鋼拉緊部件連接。
圖2所示的制造線按下述方式工作。假如制造處在圖中所示的階段，即熱軋帶鋼打環(huán)裝置12和冷軋帶鋼打環(huán)裝置20包含有給定數(shù)量的帶鋼，熱軋帶鋼11A正在從卷取機(jī)1上開卷，而光整完畢的帶鋼11F正在繞纏在重繞機(jī)7上。該線由幾個驅(qū)動滾子，原始驅(qū)動的S-軋機(jī)軋輥，以已知的方式驅(qū)動。當(dāng)通過熱軋帶鋼打環(huán)裝置12以后，帶鋼的厚度由在冷軋機(jī)2上游的厚度測量裝置13測量，并且在軋機(jī)2中，在單一的軋道內(nèi)被冷軋，此后，冷軋帶鋼11B的厚度由厚度測量裝置14測量。熱軋帶鋼11A通常的初始厚度為3～4毫米，在冷軋機(jī)2中被減小10～30％，軋輥輥隙根據(jù)厚度測量結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，以便能得到理想厚度的冷軋帶鋼11B，該理想厚度相應(yīng)于比在制造線的終端部分，冷拉伸帶鋼之后的期望的最終尺寸大2～10％。
冷軋過程使帶鋼11B的硬度大大增加，因此，在通過四軋輥S-軋機(jī)27以后，帶鋼進(jìn)行退火爐3。帶鋼11B在退火爐3中使其厚度徹底加熱至1050℃和1200℃之間的溫度，即加熱至奧氏體鋼的再結(jié)晶溫度以上的溫度，并在這個溫度下保持足夠長的時間，使鋼完全再結(jié)晶。然后，帶鋼在冷卻箱4中冷卻。當(dāng)在退火爐3中加熱帶鋼時，根據(jù)本實施例，加熱不在保護(hù)氣體氛圍中進(jìn)行(而這點本質(zhì)上是可能的)，因此在帶鋼的側(cè)面上形成氧化物，部分是氧化皮形式的氧化物。帶鋼在噴丸機(jī)16中被完全除去氧化皮，然后，在酸洗池5中酸洗，酸洗池5包括有相應(yīng)的酸洗化合物，其中，可用已知的方式影響酸洗過程，這樣，經(jīng)過冷軋，退火和酸洗的帶鋼11E被引導(dǎo)通過擦拭和沖洗箱17，此后，再通過在四軋輥S-軋機(jī)28和兩軋輥S-軋機(jī)29之間的冷拉伸機(jī)6，而該軋機(jī)28和29的作用是保持帶鋼在拉緊狀態(tài)，并防止帶鋼滑動。
圖3表示冷拉伸機(jī)6的設(shè)計。冷拉伸機(jī)6包括三個帶鋼拉伸部件47，48和49。每一個拉伸部件包括相應(yīng)的，以軸頸支承在靜止基座53，54，55中的下輥子50，51，52和相應(yīng)的以軸頸支承在相應(yīng)的輥子夾頭59，60，61中的上拉伸輥子56，57，58。輥子夾頭相對于帶鋼和相對于下拉伸輥子50，51，52的位置可以利用動力油缸62，63，64分別進(jìn)行調(diào)整。上帶鋼拉伸輥子56，57，58最初是處在上端位置(沒有示出)，這樣，在S-軋機(jī)28和29之間保持拉伸狀態(tài)的帶鋼11E將畢直地延伸通過冷拉伸機(jī)6。從這個起始位置開始，上拉伸輥子56，57和58利用動力油缸62，63，64降低至圖3所示位置，從而帶鋼11E-11F將形成一彎彎曲曲的通道，如圖3所示，同時，帶鋼11E-11F在其冷狀態(tài)下被拉伸至這樣大的程度，使得帶鋼被增塑化。根據(jù)圖示實施例，下拉伸輥子50，51和52相應(yīng)地具有直徑為70，200和70毫米，而上拉伸輥子56，57和58相應(yīng)地具有直徑為70，70和200毫米。作為可調(diào)整的上帶鋼拉伸輥子56，57，58所選擇的設(shè)定結(jié)果和由于輥子所選擇的直徑，當(dāng)帶鋼連續(xù)被牽拉通過冷軋機(jī)6和圍繞拉伸輥子彎曲時，帶鋼通過冷軋機(jī)的那部分將被增塑，這樣可得到帶鋼永久的伸長和帶鋼厚度減小2～10％，通常為2～5％。同時，帶鋼的寬度也稍微減小，雖然減小量僅為伸長量的十分之一，并可以基本上忽略。帶鋼的永久伸長也會造成厚度減小，這個減小量基本上相應(yīng)于帶鋼的伸長量。通過使在冷軋機(jī)2中冷軋帶鋼所得到的帶鋼厚度的減小與在冷拉伸機(jī)6中冷拉伸帶鋼所得到的厚度減小相適應(yīng)即可得到理想的最終厚度的光整加工過的帶鋼11F，所述帶鋼在通過冷軋帶鋼打環(huán)裝置20之后，卷繞在重繞機(jī)7上。上述集成制造線的驅(qū)動機(jī)械由與帶鋼重繞機(jī)7連接的驅(qū)動機(jī)械22組成。
當(dāng)希望得到比只包括一臺軋制機(jī)臺和一臺冷拉伸機(jī)的冷軋機(jī)所得到的減小量更大的減小量時，可將許多輥軋機(jī)臺2A，2B等依次串聯(lián)連接起來，如圖8所示。這個圖還表示了將酸洗池5放在冷拉伸機(jī)6下游的可能性。在這種情況下，冷拉伸機(jī)也可起清除帶鋼表面氧化皮的作用，從而有可能不需要在酸洗池上游的噴丸機(jī)。
在試驗中使用了三種不同的標(biāo)準(zhǔn)化的奧氏體不銹鋼等級，ASTM 304，316L和316Ti。在對早先經(jīng)過冷軋和退火(再結(jié)晶處理的)的材料進(jìn)行冷拉伸之前和之后，要決定材料的機(jī)械性質(zhì)。試驗的304材料的機(jī)械強(qiáng)度性質(zhì)列在表1中，其中ε-名義的伸長率(％)Rp 0.2-在橫向方向的0.2％試驗應(yīng)力，(兆帕)；Rm-在橫向方向的最終抗拉強(qiáng)度(兆帕
表2表示在帶鋼冷拉伸之前和之后的測量的帶鋼寬度和帶鋼厚度，并且也表示在冷拉伸過程中得到的厚度和寬度按百分比排列的減小量。
表1和表2所示的結(jié)果也用圖形表示在圖4和5及圖6和7中。
權(quán)利要求
1.一種加工熱軋不銹鋼帶鋼， 特別是奧氏體不銹鋼帶鋼的方法，目的是減小厚度和增加所述帶鋼的機(jī)械強(qiáng)度，其特征是，—對熱軋帶鋼進(jìn)行冷軋，使其厚度減小至少10％達(dá)到比光整加工完畢的產(chǎn)品的期望最終厚度至少大2％和至多大10％的厚度；—在1050℃和1250℃之間的溫度下對這樣冷軋出來的帶鋼進(jìn)行退火；—在所述退火過程之后，冷拉伸帶鋼，使帶鋼增塑化和永久伸長，從而使厚度減小2～10％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征是冷拉伸過程受到當(dāng)帶鋼拉伸時，帶鋼的拉伸和帶鋼圍繞輥子的彎曲的綜合作用的影響。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征是帶鋼拉伸過程中，將帶鋼壓緊在所述輥子上，并彎曲所述帶鋼，使其曲率半徑小于200毫米，最好半徑至少為20毫米，至多為150毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任何一條的方法，其特征是，在所述退火處理之前，對熱軋帶鋼進(jìn)行冷軋，達(dá)到厚度減小10～60％。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征是在所述退火處理之前，對熱軋帶鋼進(jìn)行冷軋，以得到厚度減小10～30％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中的任何一條的方法，其特征是，在所述退火處理之后，連續(xù)地冷拉伸帶鋼，使帶鋼永久伸長，并從而減小其厚度3～5％。
全文摘要
本發(fā)明涉及加工熱軋不銹鋼帶鋼，特別是奧氏體不銹鋼帶鋼的方法，可減小帶鋼的厚度和增加其機(jī)械強(qiáng)度。方法為對熱軋帶鋼進(jìn)行冷軋，使其厚度減小至少10％，達(dá)到比光整加工完畢的產(chǎn)品的期望最終厚度至少大2％，至多大10％的厚度；在1050℃和1250℃之間的溫度下，對這樣冷軋出來的帶鋼進(jìn)行退火；冷拉伸帶鋼，使帶鋼增塑化和永久伸長，從而使其厚度減小2～10％。
文檔編號B21D25/00GK1135939SQ9610459
公開日1996年11月20日 申請日期1996年4月19日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月21日
發(fā)明者斯登·俊蓋爾, 克里斯特·海爾 申請人:阿維達(dá)·謝菲爾德公司