高强度不锈钢精密带钢的产品技术是当今世界不锈钢生产领域公认高精尖的核心技术。
由于其精度公差、力学性能、表面粗糙度、光亮度、硬度等指标要求非常苛刻,而成为带钢行业中独树一帜的顶尖产品。
本文对高强度不锈钢精密带钢概念、生产工艺及装备、国内外企业状况、产品应用及市场分析五个方面进行了介绍。
一、高强度不锈钢精密带钢概念及相关阐述1、不锈钢精密带钢的概念一般把厚度在0.01~1.5mm之间,强度在600~2100N/mm2的不锈钢和耐热的冷轧不锈钢带钢定义为高强度不锈钢精密带钢。
这与厚度在0.3~1.5mm范围内的冷轧带钢(纵剪分条)在尺寸上有重叠的地方,但只有特殊轧制的产品和纵切产品才能符合精密带钢的特殊要求。
2、高强度不锈钢精密带钢的特性高强度不锈钢精密带钢属于不锈钢专精的领域,考虑到需要很多参数来衡量,以及目前我国不锈钢精密带钢生产标准的具体情况,对精密带钢的特性做了以下定义:宽度在600mm以下;厚度精度±0.001mm,宽度精度±0.1mm (日本东洋标准)。
表面质量可满足不同用户需求,比如粗糙度Ra≤0.16 mm的2B表面,粗糙度Ra≤0.05 mm的BA表面或其它特殊表面。
力学性能要求很高,可根据用户不同需求,指定的低或高的屈服应力或强度。
晶粒大小均匀,完全退火状态的晶粒度大小一般控制在7.0~9.0,对于硬态产品,其强度性能非常均匀,硬度波动在±5~10Hv之间。
另外对平直度、边部质量等方面均有较高的要求。
3、生产标准目前还未见有不锈钢精密带钢的生产国际或国家标准,很多生产厂均等效采用冷轧不锈带钢标准或根据用户需求建立企业自己的生产标准。
通过走访和考察国内外优秀精密带钢生产加工企业,认为各精密带钢生产厂在产品厚度允许偏差上要求严格(最高±0.001mm),能严格满足不同用户需求(分不同的精度控制),但厚度允许偏差没有统一标准(各自有企标)。
4、精密带钢与普通冷轧板比较精密带钢与普通冷轧板比较见表1。
表1 精密带钢与普通冷轧板比较———————————————————————————————————项目不锈钢精密带钢不锈钢冷轧带钢———————————————————————————————————厚度公差带厚≤0.025mm ±1μm 带厚≤0.25mm ±25μm带厚≤0.04mm ±1μm 带厚≤0.6mm ±40μm带厚≤0.2mm ±1μm 带厚≤1.0mm ±50μm带厚≤0.25mm ±1.25μm 带厚≤2.0mm ±70μm带厚≤0.5mm ±2.5μm 带厚≤3.15mm ±90μm ———————————————————————————————————硬度均匀度一般硬度变化在±10HV,一般要求抗拉强度和屈服强度,最好± 5HV。
对硬度均匀度无明确要求。
———————————————————————————————————晶粒度 7—9级 7.5~8级———————————————————————————————————宽度公差带宽≤10mm ±0.01mm 带宽≤1524mm +5mm带宽≤30 mm ±0.015mm带宽≤100mm ±0.03 mm带宽≤250mm ±0.05 mm带宽≤610mm ±0.1 mm———————————————————————————————————平直度 1-2 IU 最小3 IU———————————————————————————————————带钢毛刺高带厚0.02-0.1mm ≤6% 带厚0.4mm 毛刺高度0.03mm度及边部质(≤ 0.006mm)带厚3.0mm 毛刺高度0.09mm 量带厚0.1-0.5mm ≤5% 没有特殊要求去毛刺或圆边带钢(≤ 0.025mm)有特殊要求去毛刺或圆边带钢———————————————————————————————————5、对不锈精密带钢的认识偏差①不锈钢精密带钢就是超薄不锈带钢或者说厚度在0.1mm 以下的不锈钢带钢。
这是大多数人对不锈钢精密带钢的理解误区。
不锈钢精密带钢可分等级进行精度控制,能严格满足不同用户需求,它追求品质稳定性、高精度性,以及在力学性能上都要求达到高精度的要求,仅从其产品薄度来认识精密带钢是片面的。
②拥有先进的廿辊森吉米尔轧机,就能生产出不锈钢精密带钢。
先进的轧机设备的确是精密带钢生产的关键机组,对精密带钢表面质量、厚度公差及机械性能起着重要作用,但不能说轧机就是界定精带产品品质的唯一因素。
精密带钢生产线必须是一条设备优化组合而成的系统生产线,任何一个环节的设备出问题,都将影响到精密带钢的产品品质。
③在普通冷轧技术的基础上,配置先进设备和优秀员工,生产出的产品就应该称得上是不锈钢精密带钢。
从精度控制、产品等级、品质要求等方面来看,精密带钢的生产技术不是普通冷轧技术所能替代的。
但有的冷轧窄带厂打着精密带钢的招牌,实际它所生产的产品对用户的需求呈现出的就是“低成材率”,给用户造成产品质量不稳定,而真正的精密带钢厂则保持着较高的成材率,能为下游用户及时提供不同规格、性能及数量的产品。
④精密带钢厂以产能来评定其规模大小。
精带厂从产能上的确无法与传统的冷轧生产厂相比,但产品的高附加值才体现出价值。
例如,欧洲某些精带产品的售价是冷轧产品的10倍甚至几十倍。
综上所述,精密带钢不是冷轧板,更不是改轧料,它对原料、装备、工艺、人员、管理的配置是特殊的。
精带不是规模生产,依靠的是技术附加值;而冷轧依靠规模附加值,改轧料依靠的是加工附加值。
因此,从装备、原料、品种、工艺、市场等方面都有着本质的区别。
真正的高精度不锈钢精密带钢生产是高精密、高技术含量的系统工程,即:精密高强度超薄不锈带钢=精密的原料+精密的设备+精密的生产工艺+精密的组织与性能控制+精密的标准→精密行业使用。
二、高强度不锈钢精密带钢生产工艺及装备1、生产工艺流程2、主要装备配置及功能(1)主要装备配置:准备机组、轧机、光亮退火机组、平整机组、清洗机组、拉矫机组、抛光机组、纵切机组、去毛刺及圆边机组、磨床、重卷机组、罩式炉及其它配套设施。
(2)主要装备功能:准备机组:用于分条、变径(610mm→508mm)、加引带(厚料使用)、原料验收等;轧机:是冷轧精密带钢生产的关键机组,一般采用十二辊、十四辊(国产)、十八辊(国产)、二十辊等轧机,最理想的是二十辊轧机。
光亮退火机组:主要有立式和卧式两种型式,为了满足多品种、小批量生产的需求,一般采用立式、卧式组合,立式产量较大,卧式灵活性强。
清洗机组:轧制后的不锈钢带钢要进行化学脱脂以除去带钢表面在轧制过程中残留的轧制油。
拉矫机组:可提高产品的力学性能和改善产品的最终板型,降低带钢表面残余应力。
纵切机组:对超薄精密带钢而言,用户需要的是不同宽度的卷带,宽度从2~3mm 开始,配置了精密纵切机组,就可根据客户要求裁切各种尺寸。
去毛刺及圆边机组:用于消除带钢边部的毛刺及其它缺陷并达到一定精度,根据用户要求生产不同边部质量的带钢。
罩式炉:在马氏体钢的生产过程中,为消除轧制内应力和加工硬化,获得良好的冷加工性能,需配置先进的全氢罩式炉。
精密带钢生产工艺对生产设备和生产技术要求相当高,其生产线是一条从轧机到光亮退火炉、平整设备、拉矫设备、分条设备、剪切设备等设备优化磨合而成的系统生产线,任何一个环节出问题,都将影响到精密不锈带钢的成品品质。
三、国内外企业状况我国不锈钢精密带钢的生产历史较短,始于1998年上海五钢有限公司与美国Allegheny Ludlum公司合资组建的上海实达不锈钢有限公司。
经过十年来的发展,我国不锈钢精密带钢的生产能力大大提高,尤其是近五年来生产能力和生产水平都实现了跨越式提升。
目前,我国规模较大(已投产企业)的不锈钢精密带钢生产企业近十家,但产品质量参差不齐,能部分满足国内对不锈钢精密带钢的需求。
表2和表3分别为国内生产企业状况。
表2 国内生产企业状况———————————————————————————————————————————————————序号企业名称主要设备规模/产能产品型号主要精带规格———————————————————————————————————————————————————1 上海实达精密不美国森吉米尔轧机、德国张力矫年产1.5万t 300系列奥厚:0.05㎜锈钢有限公司平机、连续式光亮退火炉 (0.1mm以下300t/年) 氏体为主宽:610㎜以下———————————————————————————————————————————————————2 苏州日旷宇进日本森吉米尔轧机年产0.5万t 300系列奥 0.03~0.6㎜(0.1mm以下480t/年) 氏体为主———————————————————————————————————————————————————3 无锡华生精密德国森吉米尔轧机(在安装)、年产1万t 200、300、 0.05~0.6㎜材料有限公司北京冶金中心4辊轧机、德国拉 (0.1mm以下100t/年) 400系列最大宽度410㎜矫机———————————————————————————————————————————————————4 东莞鑫发金属四辊轧机、拉矫机年产0.6万t 400系列 0.08~0.6㎜材料有限公司为主最大宽度410㎜———————————————————————————————————————————————————5 宁波永正精密美国森吉米尔轧机年产0.5万t 430为主也厚:0.035~0.6㎜不锈钢有限公司 (0.1mm以下280t/年) 少量生产宽:450以下321、316L———————————————————————————————————————————————————6 宁波奇亿金属日本森吉米尔轧机(在试车)、年产1.8万t 304 2B、BA 0.1~0.6㎜有限公司北京冶金中心产14辊轧机 (0.1mm以下500t/年) 430 2B、BA (新轧机设计最薄0.05㎜)最大宽度650㎜———————————————————————————————————————————————————7 浙江甬金不锈森吉米尔轧机、14辊可逆式轧年产3.8万t 430、410L、厚度:0.14mm~钢有限公司机、立式退火炉 (0.1mm 以下不能) 409L 0.61mm最大宽度750㎜———————————————————————————————————————————————————8 北京冶金正源二十辊可逆式精密冷轧机组,年产2万t 430为主,厚度:0.1~0.6㎜科技有限公司立式连续光亮退火生产机组少量304 宽度:12~750㎜以及两辊可逆式平整机组———————————————————————————————————————————————————9 鞍山天力精密森吉米尔ZR24-14二十辊高精年产1万t 400系列厚:0.035~0.1㎜带钢有限责任公司度冷带轧机和500mm四辊高精为主宽:10~450mm度冷带轧机、激光毛化设备、拉伸矫直机组以及强循环罩式光亮退火炉———————————————————————————————————————————————————表3 国外不锈钢精密带钢企业状况———————————————————————————————————————————————————————序号生产企业产品、规格———————————————————————————————————————————————————————1 意大利Arinox (阿里诺科斯)年产2万余t,产品规格:厚度0.05~1.5mm,宽度2.5~1250mm2 德国BWS公司弹簧夹箍,精密带,带材。