[发明专利]一种超薄带的热碾压法

说明书

本发明涉及一种利用热碾压过程生产薄金属带的方法及其装置。

本发明涉及一种利用热碾压过程来生产薄金属带。尤其是，本发明适用于一种利用热碾压过程来生产薄的不锈钢带。自1950年以来，发达国家不锈钢的产量将近每二十年翻一番。其中奥氏体冷带约占总产量的50％。所生产的大部分奥氏体冷带是不锈钢304(AISI 304)。而且，从成品厚度来看，现在大部分的成品厚度主要在0.7-2.5mm(毫米)范围之内。从以上数据可以看出，有必要形成一种能够有效地生产具有0.7-2.5mm的成品厚度的不锈钢金属带(尤其是奥氏体金属带)的工艺。本发明即涉及这种用于生产该种产品的一种装置和方法。

由于含碳钢和不锈钢的机械性能不同，其碾压过程也不相同。一般在低于815℃下，不锈钢的热导率低于含碳钢和低合金钢。因此，在低于815℃下的热不锈钢的制备须十分小心，否则会导致表面燃烧。然而在高于815℃时，可以同含碳钢一样加热不锈钢。对于大部分的不锈钢级的钢材，其最佳热加工特性的温度范围比含碳钢较窄。因此，在热处理不锈钢时需严格控制加工温度。

铁素体不锈钢(铁铬不锈钢)在加热时特别软，很易于在操作或碾压时进行标记。另外，在热碾压过程中，铁素体不锈钢具有相当好的延展性，过热则会引起过多的金属颗粒生长，并进而导致材料被撕裂或开裂。

奥氏体不锈钢(铁铬镍不锈钢)在碾压温度下的强度比铁素体不锈钢的高，因此需要更高的能量用于形变。由于形变所需的能量，对于奥氏体不锈钢来说，形成温度过低则不适用。由于奥氏体不锈钢的强度较大，每一碾压过程的厚度减少量小于不锈钢级材料的厚度减少量。这种不锈钢级材料比一般的不锈钢级材料的铺展性较差。

对于成品来说，不锈钢的加工温度非常重要。例如，在热碾压过程中，铁素体不锈钢具有两个温度依赖现象。第一种现象即是拧绳或隆脊现象。从名称上即可看出它表示在加工铁素体不锈钢过程中形成的隆脊或表面不规则现象。表面隆脊是沿产品的最终冷碾压方向延伸的。这种隆脊现象是由材料中某种织构的出现而引起的。在加工金属时，通过高温(如在870℃或更高的温度下)处理即可减少隆脊现象。

铁素体不锈钢的第二种现象是475℃脆裂现象，即当铁素体不锈钢加热到370-540℃温度范围时，会出现一种沉淀硬化现象。这种沉淀硬化会降低材料的延展性和韧性。在通过热碾压过程将铁素体不锈钢加工成薄带时，为避免这种脆裂现象的出现，尤其需要在高于370-540℃范围的温度下加工材料。

奥氏体不锈钢也具有温度依赖加工特性。奥氏体不锈钢的加工温度会对热碾压的产品引入某种性能。然而，在热碾压过程中，奥氏体不锈钢比铁素体不锈钢更稳定，它没有确切的脆裂温度和隆脊温度。相反，在高温下，奥氏体不锈钢可被加工成柔韧且延展的成品。

本发明发展了生产薄带成品的热碾压工艺。当前的工艺具有一定的缺陷，即无法生产具有所需的冶金性能的厚度为0.4-1.2mm的金属带。例如，在美国专利No.4,580,428(1986)中公开了一种带有粗加工架和精加工架的热碾机，这两个加工架具有不同尺寸的加工滚。这种机架的前后排列方式并不是用于独立的温控粗加工和精加工。粗加工架和精加工架相互紧靠在一起，前后纵排，以限制能被热碾机生产的成品类型。

在美国专利No.5,329,688(1994)中公开了另外一种用于热碾压过程的排列方式，该方式在用于生产多种可能的薄金属带产品时存在一定的缺陷。该过程是在高于1100℃下热碾压铸片，再在250-260℃范围内对已冷凝的条带进行温半成品碾压，最后在250℃以下进行冷成品碾压。这类过程具有不同的温度碾压系列，这对于不同的不锈钢是不需要的。

在美国专利No.5,689,991(1997)中公开了另外一种通过热碾压过程生产薄金属带的工艺。该工艺是通过用一个与一个前后排列的热带碾机相结合的回动热带碾机来进行热碾压薄尺。这种布置不能在一个独立的控制温度热碾过程中生产所需的薄带。

本发明则克服了以前工艺中的通过热碾压过程生产薄金属带方面的这些缺陷。

本发明的主要目的在于提供一种用于生产具有0.4-1.2mm厚度的薄金属带的方法和装置。

本发明的目的之一在于提供一种用于生产具有0.4-1.2mm厚度的不锈钢薄金属带的方法和装置。

本发明的另一目的在于提供一种在利用热碾压过程生产薄金属带过程中使用两个碾机架的方法和装置。

本发明的又一目的在于提供一种在精加工碾机中碾压之前在约850-1000℃温度范围内进行第二次重新加热的方法和装置。

本发明的其它目的、特征和优势将在对以下的参照附图的详细描述中变得更为明确。