一种304不锈钢退火方法[工艺流程]

　　304不锈钢退火方法

　　【技术领域】

　　[0001]本发明涉及冶金领域，具体涉及热乳不锈钢生产技术，特别是304奥氏体不锈钢带钢再压用途热退火酸洗生产方法，即一种不锈钢退火方法，尤其是一种304不锈钢退火方法。

　　【背景技术】

　　[0002]304(号)不锈钢带钢热退火酸洗过程中，通过热退火酸洗工艺生产出热乳白皮卷，以达到产品需求的性能。一般304不锈钢带钢在进行热乳后，其硬度较高且碳化物析出，304不锈钢带钢热退火的主要目的在于使碳化物固溶(固溶处理)、调整晶粒度、软化、减少S铁素体等，以满足后续处理时的产品需求，一般304白皮卷产品的用途有:板材用途，管材用途，冲压用途，研磨用途与再压用途。

　　[0003]当再压用途材再压过程中，带钢中的晶粒组织会被破坏，需要重新冷退火作业以形成新的晶粒组织。目前，再压用途的304不锈钢与板材用途，管材用途，冲压用途，研磨用途的304不锈钢的退火温度都为1000至1100°C，消耗的热能较大。

　　[0004]综上所述，现有技术中存在以下问题:再压用途的304不锈钢退火温度高，消耗的热能较大。

　　【发明内容】

　　[0005]本发明提供一种304不锈钢退火方法，降低退火温度作业，以达到节约能源、降本节资的目的。

　　[0006]为此，本发明提出一种304不锈钢退火方法，所述304不锈钢退火方法用于冷乳再压用的304不锈钢，所述304不锈钢退火方法采用304奥氏体不锈钢黑皮带钢，厚度规格

　　2.0mm至10.0mm ;宽度规格900mm至1600mm，所述304不锈钢退火方法包括:

　　[0007]步骤a，退火作业:将带钢进行退火处理，退火温度处于900至1000°C之间，持续时间为I至3分钟，通板速度40至70mpm ；

　　[0008]步骤b，物理除磷:将经过退火处理的带钢进行表面氧化皮去除，物理除磷中首先进行破磷机破磷工艺，通过破磷机张力的张力拉伸，使带钢产生0.5±0.2%的延伸，使钢带表层氧化皮与不锈钢基体脱离；再通过抛丸机抛丸工艺，通过抛轮抛射至带钢表面，使带钢表层氧化皮被抛丸抛脱落带钢表面，抛丸之后带钢进入酸洗工艺；

　　[0009]步骤C，热退火酸洗作业:对经过物理除磷处理后的带钢进行酸洗，得到白皮不锈钢卷广品；

　　[0010]步骤d，冷乳再压作业:采用冷乳机组对酸洗后的带钢进行5-13道次的乳制，最终乳制厚度为0.3mm至6.0mm ；

　　[0011]步骤e，冷退火酸洗作业:对经过冷乳再压作业后的带钢在1100-1200°C进行连续退火，退火时间为1-3分钟，再通过电解，然后经过冷退火混酸酸洗，得到最终再压产品；

　　[0012]最终产品性能:机械性能中，屈服强度200至350N/mm2，抗拉强度600至800N/mm2，硬度HV为150至200，金相等级7.0至9.0级；耐蚀性与成型性均满足标准。

　　[0013]进一步地，破磷机破磷工艺中，采用20Ton至30Τοη之间的张力拉伸。

　　[0014]进一步地，抛丸工艺中，抛丸大小为0.2至0.6mm，抛轮转速1800至2200rpm，抛丸投射量 800 至 1000kg/min。

　　[0015]进一步地，步骤c中，将经过物理除磷处理后的带钢进行H2S04酸洗，其中硫酸浓度为100?200g/l，金属离子浓度< 60g/L，酸洗温度为75?85°C，H2SO4酸洗时间为0.5至2min，然后进行热退火混酸酸洗，混酸中包括HF与HNO3,其中HF浓度为35g/l，HNO3浓度为100g/l，酸洗温度为55至65°C，酸洗时间为I至3min。

　　[0016]进一步地，热退火产品性能，产品屈服强度YS 280至340N/mm2，抗拉强度680至750N/mm2,硬度HRB 85至90之间，金相等级7.0至9.0级。

　　[0017]进一步地，冷乳再压作业中:采用单机架二十辊可逆式冷乳机组进行5-13道次的车L制，得到冷乳不锈钢带钢乳制力为600至ΙΟΟΟΤοη，最大乳制速度为300至500mpm。

　　[0018]进一步地，步骤e中，电解采用比重为1.1至1.3的Na2SO4溶液，电解的电流强度为 5000 至 8000A，温度为 60-80 °C。

　　[0019]进一步地，步骤e中的冷退火混酸酸洗中，顯03的浓度为70_100g/L，HF的浓度为

　　5-10g/L，所述混酸酸洗的温度为50-60°C。

　　[0020]进一步地，所述304不锈钢退火方法包括:以下步骤:

　　[0021]步骤S1:素材准备:选用304不锈钢带钢再压材，厚度规格3.5mm，宽度规格1250mm ；

　　[0022]步骤S2:退火作业:将准备好的带钢退火处理，退火温度1000°C，退火时间为2.2分钟，通板速度70mpm ；

　　[0023]步骤S3:物理除磷:将经过退火处理的带钢进行除磷，破磷机张力24Ton，延伸率

　　0.5% ;抛丸机投射量1100kg/min，投射速度2100rpm ;

　　[0024]步骤S4:酸洗作业，对经过物理除磷处理后的带钢进行酸洗=H2SO4浓度150g/l，H2SO4温度80°C，酸洗时间为0.7分钟；HF浓度为35g/l，HNO3浓度为100g/l，混酸温度60°C，酸洗时间为1.8分钟，酸洗后产品性能:屈服强度YS 290N/mm2，抗拉强度TS 700N/mm2,硬度HRB 88，金相等级8.5级，满足304钢种机械性能；

　　[0025]步骤S5:冷乳再压作业:对酸洗后的带钢进行冷乳，乳制厚度1.2mm,作业Pass数9Pass，最大乳制力950Ton，乳制最大速度530mpm ；

　　[0026]步骤S6:冷退火酸洗:对经过冷乳再压作业后的带钢再次进行连续退火和酸洗，退火温度1140°C，退火时间2min，Na2SO4S液比重1.17，其电解的电流强度为6500A，温度为68°C，混酸溶液順03的浓度为94g/L，HF的浓度为7.5g/L，温度为55 °C ；

　　[0027]最终产品性能:屈服强度YS 270N/mm2，抗拉强度TS 680N/mm2,硬度HV 171，金相等级7.5级，满足304钢种机械性能标准。

　　[0028]发明人在作业生产中发现:当再压用途材再压过程中，带钢中的晶粒组织会被破坏，需要重新冷退火作业以形成新的晶粒组织，新的晶粒组织跟之前热退火生成的组织相关性不大，因此，发明人认为再压用途材热退火的晶粒组织要求相对宽松，可以比板材用途，管材用途，冲压用途，研磨用途的热退火的晶粒组织的性能稍微弱一些。在此基础上，发明人在生产再压用途材时，不影响再压作业的前提下，对原有的技术方案改变了处理思路，适当降低退火温度，仍然能够得到合格的再压用途材热退火的晶粒组织，因而可以达到节约能源、降本节资的目的。为此，发明人经过对热退火温度与冷乳再压用的304不锈钢的晶粒组织、机械性能、化学性能、乳制性能等多方面的综合研究，提出了将冷乳再压用的304不锈钢的热退火温度降低100°C左右，此工艺下，仍然能够得到较为理想的适合冷乳再压用的热退火的晶粒组织，在节能减排的同时，还能满足冷乳再压用的各种性能要求。

　　【附图说明】

　　[0029]图1为现有技术的304不锈钢热退火的金相组织结构图；

　　[0030]图2为本发明实施例的304不锈钢热退火的金相组织结构图。

　　【具体实施方式】

　　[0031]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本发明。

　　[0032]本发明对304不锈钢带钢热退火酸洗工艺再压用途材作业时，在不影响再压作业的前提下，实施304不锈钢再压材低温退火(退火温度较正常退火温度降低约100°C左右，现有的热退火温度为100-1lOOtC )，通过温度降低减少所需燃气的消耗，以达到节约能源、降本节资的目的，本发明为了得到合适的热退火温度，进行了反复的实验和工艺改进，在热退火温度为 500°C、550°C、600°C、650°C、700°C、750°C、800°C、850°C、875°C、900°C、925°C、950 °C、975°C、1000 V、1025°C、1050 V分别进行了实验，其中，875 °C以下的低温退火均以表明粗糙，从而导致热退火酸洗表面与最终的冷乳产品表面粗糙与氧化铁皮残留较多而失败，而热退火温度在900-1000°C之间，既能降低能耗，又能保证冷乳产品的表面质量。本发明采用如下技术方案:

　　[0033]低退退火素材对象:304奥氏体不锈钢黑皮带钢；用途为冷乳再压用途材；厚度规格 2.0mm-10.0mm ;宽度规格 900mm-1600mm ；

　　[0034]对上述素材不锈钢带钢，进行低温退火作业，该退火温度处于900_1000°C之间，持续时间为1-3分钟，通板速度40-70mpm，相对于正常退火温度1000-1100°C降低了 100°C ；

　　[0035]物理除磷，将经过退火处理的带钢进行表面氧化皮去除，需要进行酸洗工艺，酸洗工艺进行前需要进行物理氧化皮出去，首先进行破磷机破磷工艺，通过20Ton-30Ton之间的张力拉伸，使带钢产生0.5±0.2%的延伸，使钢带表层氧化皮与不锈钢基体脱离；再通过抛丸机抛丸工艺，抛丸通过抛轮高速抛射至带钢表面，使带钢表层氧化皮被抛丸抛脱落带钢表面，抛丸大小为0.2-0.6mm，抛轮转速1800-2200rpm，抛丸投射量800-1000kg/min，之后带钢进入酸洗工艺段进行最终酸洗步骤；

　　[0036]酸洗步骤，将经过物理除磷处理后的带钢进行HS04酸洗，其中硫酸浓度为硝100?200g/l，金属离子浓度彡60g/L，酸洗温度为75?85°C，H2SO4酸洗时间为0.5_2min。后续酸洗为混酸酸洗，混酸中包括HF与HNO3,其中HF浓度为35g/l，HNO3浓度为100g/l，酸洗温度为55-65°C，酸洗时间为l_3min，之后得到白皮不锈钢卷产品；

　　[0037]热退火产品性能，经过本发明的退火温度处于900至1000°C之间的退火，(在冷乳再压作业之前)产品屈服强度YS 280-340N/mm2,抗拉强度680-750N/mm2，硬度HRB 85-9

　　0之间，金相等级7.0-9.0级，符合正常产品基准，但对比正常产品因为退火温度偏低，导致硬度与强度高于正常产品，对于深冲与深加工用途材使用时可能存在一定的影响，所以低温退火素材限定为再压用途材，一定程度的硬度增加对再压作业时影响微小。

　　[0038]冷乳再压作业:采用单机架二十辊可逆式冷乳机组进行5-13道次的乳制，得到冷乳不锈钢带钢乳制力为600-1OOOTon，最大乳制速度为300-500mpm，最终乳制厚度为

　　0.3mm-6.0mm ;因热退火酸洗带钢硬度比现有工艺的硬度有所提高，冷乳作业每道次的乳制力进行了略微的修订，稍微降低了第一道次的压下量，增加了第二和第三道次的压下量，以适应素材的硬度变化，由于调整量较小，对冷乳乳机作业无明显影响。

　　[0039]冷退火酸洗:在1100-1200°C进行连续退火，退火时间为1_3分钟，后通过比重为

　　1.1-1.3的Na2SO4溶液，其电解的电流强度为5000-8000A，温度为60-80°C，然后经过混酸酸洗，順03和HF的混酸溶液中，HN03的浓度为70-100g/L，HF的浓度为5_10g/L，所述混酸酸洗的温度为50-60°C，后得到最终再压产品；

　　[0040]最终产品性能:机械性能中屈服强度YS 200-350N/mm2,抗拉强度600-800N/mm2，硬度HV为150-200，金相等级7.0-9.0级；耐蚀性与成型性均满足标准。

　　[0041]实施例

　　[0042]1、素材准备:选用304不锈钢再压材，厚度规格3.5mm，宽度规格1250mm ;

　　[0043]2、退火作业:退火温度1000°C，退火时间为2.2分钟，通板速度70mpm ;

　　[0044]3、物理除磷:破磷机张力24Ton，延伸率0.5%;抛丸机投射量1100kg/min，投射速度 210rpm ；

　　[0045]4、酸洗作业:H2S04浓度150g/l，H2S04温度80°C，酸洗时间为0.7分钟；HF浓度为35g/l，HNO3浓度为100g/l，混酸温度60°C，酸洗时间为1.8分钟；

　　[0046]5、产品性能:屈服强度YS 290N/mm2，抗拉强度TS 700N/mm2,硬度HRB 88，金相等级8.5级，满足304钢种机械性能，但硬度较接近上限90 ;

　　[0047]6、冷乳再压作业:乳制厚度1.2mm，作业Pass数9Pass，最大乳制力950Ton，乳制最大速度530mpm ；

　　[0048]7、冷退火酸洗:退火温度1140°C，退火时间2min，Na2SO4S液比重1.17，其电解的电流强度为6500A，温度为68°C，混酸溶液順03的浓度为94g/L，HF的浓度为7.5g/L，温度为 55 0C ;

　　[0049]8、最终产品性能:屈服强度YS 270N/mm2，抗拉强度TS 680N/mm2,硬度HV 171，金相等级7.5级，满足304钢种机械性能标准。

　　[0050]图1为现有技术的304不锈钢热退火的金相组织结构图，图2为本发明实施例的304不锈钢热退火的金相组织结构图。从图1和图2可以看出，图1的不锈钢热退火的金相组织与本发明的不锈钢低温热退火的金相组织基本没有差异，性能能够达到相同，因而，本发明在降低能耗的情况下，实现了正常的性能。

　　[0051]对比正常退火材作业情况，低温退火素材有用途限定，退火温度较正常退火温度降低约100°c左右，其余生产工艺可以与正常材相同，对热退火后中间产品有一定的影响，但冷乳再压作业无明显影响，冷乳最终产品性能均无差异且能够正常产品化。低温退火带来的能源节检，正常退火吨当燃气消耗为31m3/Ton，低温退火吨当消耗为28m3/Ton，吨当节检3m3/Ton，按每年30万Ton来计算，每年燃气节检90万m3。

　　[0052]以上所述仅为本发明示意性的【具体实施方式】，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

　　【主权项】

　　1.一种304不锈钢退火方法，其特征在于，所述304不锈钢退火方法用于冷乳再压用的304不锈钢，所述304不锈钢退火方法采用304奥氏体不锈钢黑皮带钢，厚度规格2.0mm至10.0mm ;宽度规格900mm至1600mm，所述304不锈钢退火方法包括: 步骤a，退火作业:将带钢进行退火处理，退火温度处于900°C至1000°C之间，持续时间为I分钟至3分钟，通板速度40mpm至70mpm ； 步骤b，物理除磷:将经过退火处理的带钢进行表面氧化皮去除，物理除磷中首先进行破磷机破磷工艺，通过破磷机张力的张力拉伸，使带钢产生0.5±0.2%的延伸，使钢带表层氧化皮与不锈钢基体脱离；再通过抛丸机抛丸工艺，通过抛轮抛射至带钢表面，使带钢表层氧化皮被抛丸抛脱落带钢表面，抛丸之后带钢进入酸洗工艺； 步骤C，热退火酸洗作业:对经过物理除磷处理后的带钢进行酸洗，得到白皮不锈钢卷产品 ； 步骤d，冷乳再压作业:采用冷乳机组对酸洗后的带钢进行5-13道次的乳制，最终乳制厚度为0.3mm至6.0mm ； 步骤e，冷退火酸洗作业:对经过冷乳再压作业后的带钢在1100°C -1200°C进行连续退火，退火时间为I分钟至3分钟，再通过电解，然后经过冷退火混酸酸洗，得到最终再压产品; 最终产品性能:机械性能中，屈服强度200N/mm至350N/mm2，抗拉强度600N/mm至800N/mm2,硬度HV为150至200，金相等级7.0至9.0级；耐蚀性与成型性均满足标准。2.如权利要求1所述的304不锈钢退火方法，其特征在于，破磷机破磷工艺中，采用20Ton至3OTon之间的张力拉伸。3.如权利要求2所述的304不锈钢退火方法，其特征在于，抛丸工艺中，抛丸大小为.0.2mm 至 0.6mm,抛轮转速 1800 至 2200rpm，抛丸投射量 800 至 1000kg/min。4.如权利要求2所述的304不锈钢退火方法，其特征在于，步骤c中，将经过物理除磷处理后的带钢进行H2SO4酸洗，其中硫酸浓度为100g/l?200g/l，金属离子浓度< 60g/L，酸洗温度为75°C?85°C，H2SO4酸洗时间为0.5min至2min，然后进行热退火混酸酸洗，混酸中包括HF与HNO3，其中HF浓度为35g/l，HNO3浓度为100g/l，酸洗温度为55°C至65°C，酸洗时间为Imin至3min。5.如权利要求2所述的304不锈钢退火方法，其特征在于，热退火产品性能为:产品屈服强度 YS 280N/mm2至 340N/mm 2，抗拉强度 680N/mm2至 750N/mm2，硬度 HRB 85 至 90 之间，金相等级7.0至9.0级。6.如权利要求2所述的304不锈钢退火方法，其特征在于，冷乳再压作业中:采用单机架二十辊可逆式冷乳机组进行5-13道次的乳制，得到冷乳不锈钢带钢乳制力为600Ton至100Ton,最大乳制速度为300mpm至500mpm。7.如权利要求2所述的304不锈钢退火方法，其特征在于，步骤e中，电解采用比重为.1.1至1.3的Na2SO4溶液，电解的电流强度为5000A至8000A，温度为60°C -800C08.如权利要求2所述的304不锈钢退火方法，其特征在于，步骤e中的冷退火混酸酸洗中，順03的浓度为70g/L-100g/L，HF的浓度为5g/L_10g/L，所述混酸酸洗的温度为.50 ℃ -60℃。9.如权利要求2所述的304不锈钢退火方法，其特征在于，所述304不锈钢退火方法包括:以下步骤: 步骤S1:素材准备:选用304不锈钢带钢再压材，厚度规格3.5mm，宽度规格1250mm ;步骤S2:退火作业:将准备好的带钢退火处理，退火温度1000°C，退火时间为2.2分钟，通板速度70mpm ； 步骤S3:物理除磷:将经过退火处理的带钢进行除磷，破磷机张力24Ton，延伸率.0.5% ;抛丸机投射量1100kg/min，投射速度2100rpm ; 步骤S4:热退火酸洗作业，对经过物理除磷处理后的带钢进行酸洗=H2SO4浓度150g/.1，H2SO4温度80°C，酸洗时间为0.7分钟；HF浓度为35g/l，HNO 3浓度为100g/l，混酸温度.60℃，酸洗时间为1.8分钟，酸洗后产品性能:屈服强度YS 290 N/mm2，抗拉强度TS 700N/mm2,硬度HRB 88，金相等级8.5级，满足304钢种机械性能； 步骤S5:冷乳再压作业:对酸洗后的带钢进行冷乳，乳制厚度1.2mm，作业道次数为9道次，最大乳制力950Ton，乳制最大速度530mpm ； 步骤S6:冷退火酸洗作业:对经过冷乳再压作业后的带钢再次进行连续退火和酸洗，退火温度1140°C，退火时间2min，Na2SO4S液比重1.17，其电解的电流强度为6500A，温度为68°C，混酸溶液順03的浓度为94g/L，HF的浓度为7.5g/L，温度为55 °C ； 最终产品性能:屈服强度YS:270N/mm2，抗拉强度TS:680N/mm2,硬度HV171，金相等级.7.5级，满足304钢种机械性能标准。

　　【专利摘要】本发明提供了一种304不锈钢退火方法，所述304不锈钢退火方法用于冷轧再压用的304不锈钢，所述304不锈钢退火方法采用304奥氏体不锈钢黑皮带钢，厚度规格2.0mm至10.0mm；宽度规格900mm至1600mm，所述304不锈钢退火方法包括：步骤a，退火作业：将带钢进行退火处理；步骤b，物理除磷：将经过退火处理的带钢进行表面氧化皮去除；步骤c，酸洗作业：对经过物理除磷处理后的带钢进行酸洗；步骤d，冷轧再压作业：采用冷轧机组对酸洗后的带钢进行5-13道次的轧制；步骤e，冷退火酸洗。本发明通过温度降低减少所需燃气的消耗，以达到节约能源、降本节资的目的。

　　【IPC分类】C21D1/26, C21D8/02

　　【公开号】CN105087881

　　【申请号】CN201510589043

　　【发明人】刘奇毅, 杨春, 李善烈, 原米娜

　　【申请人】张家港浦项不锈钢有限公司

　　【公开日】2015年11月25日

　　【申请日】2015年9月16日