冷轧不锈钢 工艺流程介绍不锈钢薄板通常用冷轧方法生产。钢板经冷轧 后，具有平滑光亮的表面、精确的厚度尺寸和良好 的板形。在冷作硬化状态下直接使用的钢板（如铁 道车辆）还可得到所要求的力学性能。冷轧不锈钢主要采用成卷方法生产，只有小批 量、大规格和较厚的钢板，或新开发的特殊钢种才 单张轧制。当然，不具备成卷生产条件，也采用单 张轧制。所谓冷轧不锈钢板带生产，不是单纯的“冷轧 ”。在冷轧前还要退火、酸洗、修磨等，冷轧后还 要平整、矫直、剪切、垛板等，所以实际上是从热 轧卷开始直到生产出冷轧成品的全过程。（一）退火酸洗1、退火不锈钢板带的退火目的：为了使不锈钢材获得 最佳的使用性能或为不锈钢材用户进行不锈钢冷、 热加工创造必要的条件，不锈钢材在出厂前需进行 热处理。热处理分为退火、正火、淬火、回火等方 式。 我们统称为退火。不锈钢热轧后硬度都较高并有碳化物析出， 各类不锈钢的退火目的见下表：各钢种退火目的马氏体钢在高温下为奥氏体，热轧后在冷却过程 中发生马氏体相变，常温下得到高硬度的马氏体。退 火的目的是将这种马氏体分解为铁素体基体上均匀分 布着球状碳化物，以使钢变软。钢种退火目的 马氏体软化炭化物扩散调整晶粒度 铁素体提高塑性调整晶粒度 软化奥氏体炭化物固溶调整晶粒度软化减少 铁素体 2、退火炉的类型钢材在周期式炉中的位置固定，而在连续式炉内是连 续运行的。室状炉通常是一种抽底式炉或称台车式炉子。将钢料 装到台车上，推入炉内，封闭炉门后加热退火。这种炉子 一般只用于棒料和坯料的退火。罩式炉是将钢卷（板）置于固定的炉台上，扣上内罩 和外罩密封，通入保护气体加热退火。其热源为气体燃料 （煤气、天然气等）或电。前者简称“煤罩”，后者简称 “电罩”。这种炉子的形状多种多样，有矩形的，也有周期式室状炉（台车式炉）、罩式炉（BAF） 连续式悬垂式炉（APL）、立式炉（BAL）、辊底式炉圆形的，根据具体用途选定。为保证炉内温度均匀，有的炉 子还设有循环通风装置。现代化的炉子，炉温和退火条件采 用自动化仪表检测和控制。卧式连续炉是目前广为使用的退火设备。辊底式炉主要 用于中厚板及棒材的退火。而卧式炉广泛用于带钢，其特点 是钢带在炉内呈水平状态，边加热边前进。炉子的结构由预 热段、加热段和冷却段构成。其中冷却一般都是单独设置， 而预热段和加热段则有两种类型，一种是分割型，即把预热 段和加热段分割成若干段。一种是整体型。立式炉也是一种带钢连续退火装置。它是由开卷机、焊 接机、脱脂装置、退火装置、冷却装置等组成的连续生产作 业线。其特点是炉体为立式，带钢在炉中垂直运行。炉子采 用电加热或气加热。为防止带钢氧化，通入保护气体。主要 用于带钢的光亮退火。因此也称光亮退火生产线。3、各类不锈钢退火炉型选择热轧后的退火炉：BAF、3AP热轧后的马氏体钢通过退火使马氏体分解为铁素体和球状 碳化物。碳化物的析出、聚集、球化需很长时间，因此这种钢 的热轧卷通常选用BAF炉退火；热轧后的铁素体钢几乎总有一些马氏体，因此往往也选用 BAF 炉，当然，对于单相铁素体钢，热轧后不存马氏体，采用 AP（H）炉退火更合理；热轧后奥氏体钢需通过退火使碳化物溶解和快速冷却防止 再析出，所以只能用AP（H）炉钢种热轧后冷轧后马氏体钢罩式炉BAF连续炉APC铁素体钢罩式炉BAF或连续炉APH连续炉APC或BAL奥氏体钢连续炉APH连续炉APC或BAL冷轧后退火炉：1AP、2AP、4AP、BAL冷轧后不锈钢的退火，都是通过再结晶消除加工 硬化而达到软化目的。除此之外，奥氏体不锈钢还要 使冷轧时产生的形变马氏体转变为奥氏体，因此都用 APC、 BAL这样的连续炉退火。 不能用罩式炉4、酸洗酸洗是冷轧不锈钢的必经工序。现代化宽带不锈 钢生产都是将退火与酸洗设在同一机组连续作业，称 之为连续退火酸洗机组，如AP（H）、AP（C）等。酸洗的目的：酸洗的目的是去掉热轧及退火过程 中在钢带表面形成的铁鳞，即氧化层。除此之外，酸 洗另一个目的是对不锈钢表面进行钝化处理，提高钢 板耐蚀性。冷轧成品的酸洗尤为重要。 不过，由于不锈钢的铁鳞中含有与基体结合更为 紧密的氧化铬，造成酸洗困难。因此，为提高酸洗效 果，必须在酸洗之前进行破鳞处理（简称预处理）。酸洗前预处理有两种方式：一是机械破鳞，通常 用于热轧卷，这种处理方法主要有2种：一种是抛丸机 处理；另一种是破鳞辊处理；二是化学方法，通常用 于冷轧卷。（1）酸洗前预处理： 热轧卷：抛丸、破鳞、盐浴+Na2SO4电解（Ni系）或H2SO4 电解（Cr系） 冷轧卷： Na2SO4电解（2）酸洗： 热轧卷：HNO3+HF（混酸） 冷轧卷：HNO3（电解）、 HNO3 +HF、 HNO3 5、各机组退火酸洗工艺 1AP（C）、2AP：退火工艺 冷带Ni系材温：10601160C 冷带Cr系材温：750960C 燃料： LPG酸洗工艺 冷带Ni系： Na2SO4 （电解） (HNO3（电解）) HNO3+HF 冷带Cr系： Na2SO4 （电解） HNO3（电解） HNO3 (H2O)Na2SO4 （电解） HNO3（电解） HNO3 +HF 4AP：退火工艺 Ni系冷带材温： 10501150C Cr系冷带材温： 7501100C 燃料： LPG或NG酸洗工艺 Ni系冷带： Na2SO4（电解）HNO3 +HF Cr系冷带： Na2SO4（电解）HNO3 +HFNa2SO4（电解）HNO31AP（H）、3AP：退火工艺 （1）热带Ni系不锈钢：10601160C （2）热带240：炉温700以下 by pass （3）热带153：炉温700以下 by pass或9601000C （4）热带250：炉温700以下 by pass或930970C （5）热带210：炉温700以下 by pass （6）热带220：炉温700以下 by pass 燃料：LPG3AP：酸洗工艺 （1）热卷Ni系带钢：Na2SO4（电解）HNO3+HF（混酸） （2）热卷Cr系带钢：H2SO4（电解）HNO3+HF（混酸）BAL： 退火工艺 Ni系炉温：10601150C Cr系炉温：8601070C 保护气体：75-100%H2+25%-0%N26、各机组冷却方式1AP、2AP：空冷+空冷+雾冷 4AP：气垫1段-热空气冷却、气垫2段-串联冷却、气垫3段 -空气冷却、气垫4段-空气冷却、冷却5段-空气冷却、 冷却6段-空气冷却 BAL：缓冷（热交换）+快冷（保护气体） 3AP：空冷+水冷+水冷 （二）轧机、修磨、磨辊1、轧机轧制不锈钢这样高硬度或冷加工硬化倾向大的材 料，而且轧制要达到高效率、高精度，必须用刚性大 的轧机。最初，不锈钢冷轧多采用4辊可逆式轧机。这 种轧机由于钢性不足，轧制精度不高，而且工作辊、 支承辊、牌坊都很庞大，针对这种情况开始出包括8辊 、12辊、20辊等的多辊轧机。多辊轧机具有代表性的 是20辊森吉米尔轧机。目前不锈钢的冷轧大多数采用 这种轧机。森吉米尔轧机绝大部分都是单机架生产， 但日本的日新制钢公司投产了据说是世界唯一的一台4 机架连轧机。多辊轧机优点 （1）小直径工作辊； （2）工作辊硬度高、换辊方便，可生产高品质带钢； （3）轧薄能力强； （4）轧机牌坊刚性大，板形控制手段多，且采用大张力轧 制，板形较好； （5）设备投资不大。轧机 1CR：三菱 12辊CR轧机 2/5/6/7CR：DMS二十辊森吉米尔轧机 3/4CR：SUNDWIG四立柱二十辊轧机影响冷轧的因素 磨擦系数 前后张力 轧制速度 轧辊 轧辊：为保证冷轧产品的表面质量，对工作辊的表面有严格 要求，不仅要有一定的光洁度，而且不得有任何肉眼可见 的缺陷（裂纹、压坑、压痕、研磨纹、螺旋纹等）。轧辊 使用前都要经过细致的研磨和检查。在轧制过程中还要勤 作检查，发现问题立即换辊。所以轧制不锈钢时换辊很频 繁，一般每轧一卷要换一次有时甚至要换数次辊。故要专 门设置一个研磨间。研磨工作辊的车床必须有高精度，研 磨精度要求达到5（0.005mm）。压下制度压下制度包括对轧制道次、压下量（变形率）和轧程 等的规定。制定合理的压下方案对提高轧制效率、质量和 降低消耗具有重要意义。压下制度根据轧机的特点（轧机 结构、主电机功率、轧机压力、轧辊硬度等）确定，同时 也随轧制钢种、带钢尺寸及退火质量而变化。提高每个道次的压下率，轧制道次就可以减少，从而 提高轧制效率。但从改善板形和厚度的角度，则以多道次 小变形轧制有利，根据不锈钢的加工硬化特性，每个轧程 的总压下率不超过65%。不过国外有的厂也把总压下率提 高到80%。提高总压下率为减少轧程创造了条件。不少不 锈钢厂为提高成材率和生产效率，在减少轧程上不断作出 努力，包括选择合适的热轧卷厚度尺寸等。板形控制在轧制带钢时，因辊型的关系带钢上有时会出现中间浪 或边浪，造成成品宽度方向厚度不均。这种产品质量上的缺 陷会使轧制作业发生故障。为此，轧制中必须进行板形控制 ，使轧制全过程中宽度方向的厚度不变，以生产出平直的钢 带。板形控制手段包括支撑辊ASU调节、中间辊液压弯辊、 第一中间辊窜动、辊缝矫平、凸度工作辊、凸度中间辊。当然，板形好坏也受其他一些操作因素影响，例如张力 和压力的适当控制。这要靠操作经验掌握。判断板形好坏， 以前老式轧机是由操作人员目测或手摸，轧机全部安装了板 形自动检测控制系统（AFC），可实时检测板形状况并调节 控制。厚度控制冷轧不锈钢板应厚度均匀，偏差小，这是衡量产品质 量的一个重要指标。改善钢板的厚度，很大程度依靠提高 冷轧的轧制精度。即既要设法减小和消除厚度不均，又要 尽量缩小厚度偏差范围。钢板厚度不均是由两方面的原因造成的：一是冷轧母 材不良，如热轧卷的厚度不均及坯料退火不良导致带钢长 度方向的变形抗力不均等；二是冷轧自身造成的，如张力 变化、速度变化、轧辊偏心、轧辊轴承部分的油膜厚度变 化等。对于前者，除要求前部工序改进外，还应在冷轧中 设法消减。对于后者，则要靠不断改进冷轧操作。为监视冷轧中的厚度变化，现代化的多辊轧机上都装 有测厚仪（X光测厚仪、同位素测厚仪等），并能进行厚 度显示。有的轧机还装设了厚度记录仪，由记录纸动态记 录每卷钢轧制过程中的厚度变化。多辊轧机由于机架刚度大，对板厚的校正能力强， 熟练的操作工手动操作就能轧出较高精度的钢板。尽管如 此，为进一步提高轧制精度，许多轧机还装上了自动厚度 控制装置（AGC）。2、修磨修磨目的：中间修磨是在原料卷退火酸洗以事、冷轧成品以 前进行的修磨，一般称为粗磨（RP）。其目的是消除 热轧和退火酸洗工序造成的表面缺陷，改善外观质量 ，为获得高质量的成品表面创造条件。成品修磨是冷轧成品退火后进行的修磨，一般称 为精磨（FP）。目的是得到某种特定的表面质量，以 满足建材、厨房设备、家电用品等用途的特殊要求。修磨机一般是采用接触轮方式的装置，即在带钢运行 线的上方设置磨头。磨头由一对辊子（张力辊和接触辊） 组成。辊子套上环形砂带，通过张力辊使砂带张紧，并对 中（张力辊一端可动）；接触辊的一端与驱动电机联结， 通过辊子的高速旋转，使砂带高速转动。带钢在接触辊和 反压辊的中间运行，通过反压辊给带钢一定压力，这样带 钢表面就边运行边被修磨。目前工业生产中使用的带钢修磨机一般均为多头式的 ，即由多个磨头组合连续修磨。其中使用最普遍的是36 头的修磨机。修磨机可正转，也可逆转；可连续修磨也可反复修磨 ；可以多卷钢连接作业，也可单卷修磨。不过单卷修磨时 ，头尾端不能磨，影响成材率。砂带粒度：砂带是带钢修磨最基本的材料，是决定修磨效率和质量 的关键。修磨砂带由磨料、基体材料和粘结剂三部分组成。 根据磨料粒度不同，砂带分为许多品号，其中80号240号为 粗粒，240号以上为细粒。不锈钢修磨一般都使用粗粒带，其 中最常用的是80号、100号、120号、150号4种。 研磨油：