表面品质优良的不锈钢板的热轧方法与流程

本发明涉及一种不锈钢板的热轧方法，更详细地，涉及通过控制轧制油喷射量来减少轧辊的热疲劳应力的不锈钢板的热轧方法。

背景技术：

通常，对不锈钢板进行热轧的方法如下：在加热炉以适宜轧制温度对在制钢工序中产生的板坯进行再加热并提取之后，在粗轧机进行宽度轧制和厚度轧制，在精轧机以所需厚度进行最终厚度轧制。

在这种热轧中所用的工作辊不同于冷扎辊，对高温的材料进行轧制，因此，辊表面温度在供高温的热轧材料咬入的辊缝开始急剧上升而在辊缝输出侧达到最高温度，但热轧材料由在板输出侧的辊冷却水冷却，再次旋转一周，再咬入，则辊表面温度再上升，这样在轧制时，反复如上所述快速加热和快速冷却的循环。

从而，在热轧中所用的工作辊由于高轧制负荷和反复热应力而出现辊疲劳缺陷，以导致轧制板材的辊性表面缺陷问题。

【现有技术文献】

(专利文献)

日本公开专利第2006-110555号(公开日：2006年4月27日)

(非专利文献)

(论文1)j.h.ryu，o.j.kwon等:evaluationofthefinishingrollsurfacedeteriorationathotstripmill，isisinternational，vol.32(1992)no.11，pp.1221～1223)

(论文2)在热轧条件下的对于工作辊表面温度的影响:sekimotoyasuhiro等；(日本)铁和钢第61(1975)第10号，pp.2337～2348

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的实施例提供一种能够降低轧辊的疲劳缺陷和相应地在轧制板材出现的表面缺陷的不锈钢板的热轧方法。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，可以提供一种表面品质优良的不锈钢板的热轧方法，所述方法利用多个精轧机架来对不锈钢板进行热轧，所述多个精轧机各机架的轧制油喷射量(q)满足下式(1)，且所述各机架的轧辊表面温度不超过650℃：

k＝(δt)*d*n、qk/1300-----式(1)

其中，δt为辊表面的温度差(℃)，d为热影响区浸透深度(mm)，n为在辊轧过程中的热应力载荷反复次数(辊转数)。

并且，所述多个精轧机架可以以逐渐减少厚度的方式将厚度为30mm左右的钢条热轧成厚度为2.5至5.0mm的薄板。

而且，在所述轧制时，所述轧辊与所述不锈钢板的摩擦系数可以为0.2。

另外，在所述多个精轧机架中，f1机架的轧制油喷射量可以为800至900cc/min。

(三)有益效果

根据本发明的实施例，针对由于轧辊与高温钢条之间的接触摩擦而引起的轧辊表面温度上升，通过控制轧制油喷射量来降低因轧辊的反复热应力循环造成的辊疲劳，从而能够大幅减少在轧制板材出现的表面缺陷。

附图说明

图1示意性地示出根据本发明的实施例的不锈钢板的热轧工序。

图2为示出根据本发明的实施例的轧制油喷射量与摩擦系数的关系的图表。

图3为示出根据本发明的实施例的摩擦系数与辊表面温度的关系的图表。

附图标记说明

10:加热炉

11:粗轧机架

12:精轧机架

13:冷却台

14:卷绕机

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施例进行详细的说明。以下实施例只是为了向本发明所属技术领域的技术人员充分说明本发明的技术思想而举例的。本发明并不限定于以下实施例，还可以以其它形式具体化。为了更清楚地说明本发明，附图中省略了与本发明的说明无关的部分，为了便于理解，可以放大表示结构组件的幅度、长度、厚度等。在说明书中，相同的附图标记表示同一组成部分。

图1示意性地示出根据本发明的实施例的不锈钢板的热轧工序。

参照图1，根据本发明的实施例的对不锈钢板进行热轧的方法如下：在加热炉10以适宜轧制温度即1，100～1，300℃再加热板坯(s1)之后，在粗轧机架11进行第一次轧制，以轧制成厚度为30mm左右的钢条(s2)。然后，在精轧机架12经过最后厚度轧制，轧制成具有所需厚度(例如，2.5～5.0mm)的钢带(s3)。其次，经过冷却台13以预定温度进行冷却，在卷绕机14进行卷绕。

另一方面，在热轧中，轧辊(工作辊)的表面同时经受在高温轧制条件下的塑料应力载荷和热反复荷载循环，因此，由于在热轧条件下的疲劳而轧辊表面容易受到损伤。

即，在对高温的不锈钢板进行热轧的过程中，由于在对轧辊施加的在高温热轧条件下的反复塑料应力载荷和在对高温钢板进行热轧的过程中的加热和冷却所引起的反复热应力载荷而发生轧辊的疲劳导致的轧辊表面损伤和相应的不锈钢板表面的品质下降。

上述轧辊的疲劳导致的辊表面的损伤和相应的钢板的辊性表面缺陷严重影响冷扎品质。由于辊疲劳的表面缺陷，从热扎退火酸洗板的缺陷形状起将轧制对象材料的氧化皮咬进并往后推以形成异物缺陷。并且，热扎钢板的表面缺陷在材料的表面上留下钩形或线性的凹槽。若缺陷的大小大，则在热轧工作中可以直接检测到缺陷，但若缺陷的大小小，则在对热扎钢板进行退火酸洗后才可以检测到缺陷，而若缺陷的大小极小，则在进行冷轧和退火酸洗后才可以检测到缺陷。因此，至少在冷轧之前的热扎钢板的退火酸洗步骤检测到辊疲劳缺陷是非常重要的。

辊疲劳缺陷由辊的反复荷载所引起的点蚀造成而逐渐发展成线状的长凹缺陷。从上述辊疲劳的开始和发展过程引起的辊疲劳缺陷的形状在初始阶段呈钩形或钓钩形状，然后逐渐变得严重，以发展成直线形。从最初钩形状分成两条的缺陷的一侧逐渐变长变深，与此相反，缺陷的另一侧变短变浅，直到消失，结果只剩下一侧缺陷。

上述由于辊疲劳引起的热扎钢板表面缺陷的强度按精轧机架12前端f1>f2>f3的顺序越往后端机架越减弱，这与各机架的轧辊表面温度的热影响区深度有关。

由此，在本实施例中，提供通过减少热影响区深度来以最大限度抑制由于轧辊疲劳引起的热扎钢板表面缺陷的方法，即，提供利用润滑油轧制装置来降低因轧辊与高温钢条之间的摩擦引起的热应力，以降低轧辊疲劳载荷的方法。

其中，润滑油轧制装置为在混合阀对从水泵供给的水和从油泵供给的轧制油进行混合之后，通过喷嘴喷射到轧辊表面上的装置。现有润滑油轧制的使用条件的决定主要集中在轧辊的磨损减少或轧制负荷的降低，但其并非用以降低轧辊的疲劳应力。

轧辊的疲劳缺陷的主要原因在于在对高温板材进行轧制时轧辊经受的快速加热和快速冷却的反复循环所引起的热应力，由此，在辊表面上产生称为热裂纹的裂痕，以热裂纹为起点出现如凹坑性凹槽等缺陷。

作为降低轧辊的反复热疲劳应力所引起的表面损伤的方法，已知压下分布的调整、轧制速度、辊冷却等方法，但尚未报道通过润滑油轧制调整摩擦系数的方法。

在热轧中，高温的板材与轧辊之间的摩擦引发轧辊的表面温度上升和由于硬度下降的辊表面损伤。因此，通过在板材与轧辊之间供给轧制油来减少摩擦，以能够抑制辊表面的温度上升。

另外，在热轧中，高温板材与轧辊之间的摩擦系数和辊表面温度上升成正比，且高温板材与轧辊之间的摩擦和润滑油轧制的轧制油喷射量成正比。

因此，通过润滑油轧制控制轧制板材与轧辊之间的摩擦来能够抑制轧辊表面的温度上升，以延长热疲劳极限。

即，在高温热轧材料与轧辊之间的接触中，摩擦系数的增加导致辊表面的温度上升，通过辊表面的温度上升和由于辊冷却的表面温度下降反复的热循环的反复促进辊的疲劳破坏。

因此，在一定循环中，为了降低热疲劳应力，需要减少温度振幅，为此，减少轧辊与高温钢条之间的摩擦是有效的。

例如，在精轧机架12的f1的情况下，轧制油喷射量与摩擦系数之间的关系如图1所示，而摩擦系数与辊表面温度之间的关系如图2所示。

在热轧中，根据轧辊与钢条之间的摩擦的辊表面温度满足式(1)。

troll＝1620μ+317-------------------------式(1)

其中，troll为轧辊表面的温度，μ为轧辊与钢条之间的摩擦系数。

并且，通过润滑热轧的轧制油喷射量和摩擦系数满足式(2)。

μ＝0.0003q+0.428-----------------------式(2)

其中，q为轧制油喷射量[cc/min]。

因此，若利用轧制油喷射量来控制摩擦系数，则可以控制辊表面的温度上升，且减少轧辊的热负荷振幅，从而能够大幅降低辊疲劳。

根据热应力的辊疲劳破坏指数满足式(3)。

k＝(δt)*d*n1，105，000---------------------式(3)

其中，δt为辊表面的温度差(℃)，d为热影响区深度(mm)，n为在辊轧过程中的热应力载荷反复次数(辊转数)。

而且，热影响区深度(d)是指在从辊表面到内部的范围中温度分布达到650℃的距离。

在本实施例中，将用于补偿由于热应力的辊疲劳强度的轧制油喷射油量(q)设定为qk/1300。这相当于通过将轧辊与高温板材之间的摩擦系数降低到0.2以下来将辊表面温度保持为650度以下的条件。

即，在适用润滑热轧时，以在轧制时的辊表面的温度上升为基准设定轧制油喷射量，并通过轧制油降低被轧制材料与轧辊之间的摩擦，使得辊表面的温度上升到650℃以下。

下表1示出根据本发明的实施例的根据喷射油量变化的辊疲劳产生与否。

[表1]

试验条件:在sts27t3.0tx1058mm幅度，f1～f7工作辊直径为φ760mm，

润滑条件:注水法(喷射油量为0.1～1liter/min，油粘度为99cstat50℃)

在实际上，从f1机架越往f7机架，高温板材与辊的接触时间越缩短，因此，对由于疲劳的辊表面损伤产生很大影响的影响区域变浅，从而在实际上无需相当于计算油量的轧制油量。

若参照在无润滑条件下的热精轧机各机架所用的轧辊的表面温度，则可知按从相当于前端机架的f1、f2、f3到相当于后端机架的f4、f5、f6、f7的顺序，有对于辊疲劳产生最大影响的热影响区的深度减少的倾向。

另一方面，若参照根据润滑热扎的喷射条件的轧辊的辊疲劳程度，则可知，对于相同的喷射油量，按f3>f2>f1的顺序，越往机架后端，使用更少喷射油量就可以得到与前端相同的效果。

因此，从降低辊疲劳的观点出发，对于轧制油的喷射量，需要同时考虑由于辊疲劳的表面缺陷强度和轧制荷载减少的两方面来设定最优化的喷射条件。

可以看出，为了将由于辊疲劳的缺陷强度抑制到一定以下，通过将f1机架的轧制油喷射量设定为800至900cc/min并将f5机架的轧制油喷射量设定为200cc/min来可以达到对防止辊疲劳最优化的轧制油喷射条件。其中，若轧制油的喷射量为800cc/min以下，则产生辊疲劳，若轧制油的喷射量为900cc/min以上，则由于轧辊与钢条之间的摩擦力减少而产生滑动，因此，优选地，将轧制油的喷射量保持为800至900cc/min左右。