铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷的消除方法

技术领域

本发明属于不锈钢产品生产技术领域，更具体地涉及一种铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷的消除方法。

背景技术

铁素体不锈钢由于其合金元素量少且不需要添加Ni等价格昂贵的合金元素，并具有较好的耐蚀性能，因而具有明显的成本优势，尤其是Cr含量低于20％的中低铬铁素体不锈钢冷轧板带材，广泛应用在汽车、建筑、家电等领域。

铁素体不锈钢冷板的主要生产流程为：冶炼→连铸→热轧→冷轧。热轧和冷轧后材料已加工硬化，为获得良好的加工性能，还需要对材料进行退火处理。最终铁素体不锈钢冷板在后续使用时，经少量变形，如矫直、拉伸等，极易在表面生成利辛纹缺陷。如图1所示，铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷的宏观形貌为沿轧制方向的细纹，且有一定间距，触摸有明显不平整的手感。铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷不仅影响材料的表面外观质量，还影响材料后续加工性能。

因此，研发一种铁素体不锈钢冷板表面利辛纹的消除方法，以提高铁素体不锈钢冷板表面质量和加工性能，对铁素体不锈钢冷板的应用尤为重要。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷的消除方法，包括：

(1)优化连铸工艺，将铁素体不锈钢连铸坯等轴晶比率提升至≥55％，其中，钢水过热度控制在25～40℃；电磁搅拌强度控制为：电流1400～1600A、频率3.0～4.0Hz、换向时间10～20s；结晶器冷却水宽面强度控制为2600～2800L/(min*m

(2)控制热轧轧制温度，其中粗轧温度控制为1000～1100℃，精轧终轧温度控制为780～880℃；

(3)控制冷轧总变形率，对于厚度不超过2.0mm的冷板，冷轧总变形率控制为大于70％；对于厚度大于2.0mm的冷板，冷轧总变形率控制为不低于60％。

作为一种具体实施方式，上述铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷的消除方法中，冶炼的铁素体不锈钢牌号439M，连铸坯厚度为200mm，冷板目标厚度为0.92mm，其中：

在优化连铸工艺中，钢水过热度控制为31～33℃；电磁搅拌强度控制为：电流1460A、频率3.5Hz、换向时间15s；结晶器冷却水宽面强度控制为2700L/(min*m

在控制热轧轧制温度中，粗轧温度控制为1080℃，精轧终轧温度控制为830℃；

在控制冷轧总变形率中，根据冷板目标厚度0.92mm设计热轧卷厚度为3.56mm，将冷轧总变形率控制为74％。

作为一种具体实施方式，上述铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷的消除方法中，冶炼的铁素体不锈钢牌号441，连铸坯厚度为200mm，冷板目标厚度为1.12mm，其中：

在优化连铸工艺中，钢水过热度控制为29～31℃；电磁搅拌强度控制为：电流1600A、频率3.5Hz、换向时间15s；结晶器冷却水宽面强度控制为2650L/(min*m

在控制热轧轧制温度中，粗轧温度控制为1080℃，精轧终轧温度控制为830℃；

在控制冷轧总变形率中，根据冷板目标厚度1.12mm设计热轧卷厚度为4.16mm，将冷轧总变形率控制为73％。

本发明的铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷的消除方法对铁素体不锈钢连铸、热轧及冷轧的关键工艺参数进行了优化和严格控制，取得了改善铁素体不锈钢冷板的微观织构的效果，并进而达到了消除铁素体不锈钢冷板表面的利辛纹缺陷的目的。具体而言，与现有技术相比，本发明的铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷的消除方法具有如下优点和有益效果：

通过优化控制钢水过热度、电磁搅拌强度以及连铸冷却强度等连铸工艺参数，将钢水过热度控制为25～40℃，将电磁搅拌电流控制为1400～1600A、将电磁搅拌频率控制为3.0～4.0Hz、将电磁搅拌换向时间控制为10～20s，将结晶器冷却水宽面强度控制为2600～2800L/(min*m

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷的宏观形貌图；

图2是现有技术中具有利辛纹缺陷的铁素体不锈钢冷板的晶粒取向图；

图3是现有技术中铁素体不锈钢连铸坯的低倍组织结构图，示出具有利辛纹缺陷的铁素体不锈钢冷板对应的连铸坯的等轴晶比率为30～40％；

图4是应用本发明的铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷的消除方法后铁素体不锈钢连铸坯的低倍组织结构图，示出铁素体不锈钢连铸坯的等轴晶比率为55％以上。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

研究表明，铁素体不锈钢冷板表面利辛纹与铁素体不锈钢冷板的微观织构取向密切相关。对具有利辛纹缺陷的铁素体不锈钢冷板进行检测可以看到，不同取向的晶粒分布上存在明显的晶粒簇，如图2所示；而且，根据连铸坯低倍组织结构分析，具有利辛纹缺陷的铁素体不锈钢冷板对应的连铸坯的等轴晶比率仅为30～40％，如图3所示。

因此，铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷密切相关于铁素体不锈钢冷板的微观织构，而铁素体不锈钢冷板的微观织构与原始铸态组织以及后续热轧和冷轧工艺都有极大的关系。本发明旨在对连铸、热轧及冷轧的关键工艺参数进行优化和严格控制，以改善铁素体不锈钢冷板的微观织构，并进而消除铁素体不锈钢冷板表面的利辛纹缺陷。具体而言，本发明的铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷的消除方法包括：

(1)优化连铸工艺，提高铁素体不锈钢连铸坯等轴晶比率至≥55％，具体包括控制钢水过热度、控制电磁搅拌强度以及控制连铸冷却强度，其中：

钢水过热度是浇铸前钢水实际温度超过钢种熔点的温度差值，过热度太低容易造成水口堵塞而断浇，过热度太高会促进柱状晶的生长，因此在需严格控制过热度，在保证连浇的前提下尽量低，本发明中钢水过热度控制在25～40℃；

电磁搅拌是连铸坯通过外界电磁场时感应产生的电磁力使铸坯内未凝固的钢液产生搅拌流动，从而抑制柱状晶的生长，促进等轴晶的形成，本发明中电磁搅拌强度控制为：电流1400～1600A、频率3.0～4.0Hz、换向时间10～20s；

连铸冷却强度是冷却水流量及压力对冷却管内容积流量的影响，冷却强度的变化会影响钢材的凝固结构，冷却强度过大，铸坯凝固方向温度梯度大，会促进柱状晶的生长，冷却强度过小，坯壳生长慢，影响效率，因此要严格控制连铸冷却强度，本发明中连铸冷却强度控制为：结晶器冷却水：宽面2600～2800L/(min*m

(2)控制热轧轧制温度，热轧过程中存在动态回复再结晶，对热卷织构有直接影响，进而通过遗产效应影响最终冷轧板带织构，因此，要严格控制热轧过程中的轧制温度，尤其是粗轧温度和精轧终轧温度。降低终轧温度可以增强热轧退火板中的γ纤维织构，但是当终轧温度过低时，不仅会增加轧制负荷，而且由于再结晶不充分会降低组织的均匀性。因此，本发明中热轧轧制温度控制为：粗轧温度1000～1100℃，精轧终轧温度780～880℃。

(3)控制冷轧总变形率，较大的冷轧总变形率可以细化冷轧组织，提高组织的均匀性。因此，本发明中冷轧总变形率控制为：对于厚度不超过2.0mm的冷板，冷轧总变形率控制为大于70％，对于厚度大于2.0mm的冷板，冷轧总变形率控制为不低于60％。

利用本发明的铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷的消除方法，通过优化控制钢水过热度、电磁搅拌强度以及连铸冷却强度等连铸工艺参数，可以显著提高铁素体不锈钢连铸坯的等轴晶比率，由现有技术中的30～40％提升至55％以上，最高可超过70％，如图4所示；再通过后续热轧温度和冷轧总变形率的控制，最终冷板表面的晶粒取向分布均匀，无明显的晶粒簇，有效消除了铁素体不锈钢冷板表面的利辛纹缺陷。

以下结合具体实施例说明本发明的铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷的消除方法。

实施例1

在本发明实施例1的铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷的消除方法中，冶炼的铁素体不锈钢牌号439M，连铸坯厚度为200mm，冷板目标厚度为0.92mm，实施例1的铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷的消除方法具体包括：

(1)优化连铸工艺，其中，钢水过热度控制为31～33℃；电磁搅拌强度控制为：电流1460A、频率3.5Hz、换向时间15s；结晶器冷却水控制为：宽面2700L/(min*m

(2)控制热轧轧制温度，其中，粗轧温度控制为1080℃，精轧终轧温度控制为830℃。

(3)控制冷轧总变形率，其中，根据冷板目标厚度0.92mm设计热轧卷厚度为3.56mm，由此冷轧总变形率控制为74％。

利用本发明实施例1的铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷的消除方法，根据连铸坯低倍组织结构显示，铁素体不锈钢连铸坯的等轴晶比率为58％，再通过后续热轧温度和冷轧总变形率的控制，退火后冷板经矫直处理后表面无利辛纹缺陷。

实施例2

在本发明实施例2的铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷的消除方法中，冶炼的铁素体不锈钢牌号441，连铸坯厚度为200mm，冷板目标厚度为1.12mm，实施例2的铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷的消除方法具体包括：

(1)优化连铸工艺，其中，钢水过热度控制为29～31℃；电磁搅拌强度控制为：电流1600A、频率3.5Hz、换向时间15s；结晶器冷却水控制为：宽面2650L/(min*m

(2)控制热轧轧制温度，其中，粗轧温度控制为1080℃，精轧终轧温度控制为830℃。

(3)控制冷轧总变形率，其中，根据冷板目标厚度1.12mm设计热轧卷厚度为4.16mm，由此冷轧总变形率控制为73％。

利用本发明实施例2的铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷的消除方法，根据连铸坯低倍组织结构显示，铁素体不锈钢连铸坯的等轴晶比率为61％，再通过后续热轧温度和冷轧总变形率的控制，退火后冷板经矫直处理后表面无利辛纹缺陷。

综上所述，本发明的铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷的消除方法对铁素体不锈钢连铸、热轧及冷轧的关键工艺参数进行了优化和严格控制，取得了改善铁素体不锈钢冷板的微观织构的效果，并进而达到了消除铁素体不锈钢冷板表面的利辛纹缺陷的目的。

具体而言，与现有技术相比，本发明的铁素体不锈钢冷板表面利辛纹缺陷的消除方法具有如下优点和有益效果：

通过优化控制钢水过热度、电磁搅拌强度以及连铸冷却强度等连铸工艺参数，将钢水过热度控制为25～40℃，将电磁搅拌电流控制为1400～1600A、将电磁搅拌频率控制为3.0～4.0Hz、将电磁搅拌换向时间控制为10～20s，将结晶器冷却水宽面强度控制为2600～2800L/(min*m

需要说明的是，在本文中，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。

还需要说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的范围。