一、冷軋不銹鋼，鎳基合金，高溫合金生產工藝概述

不銹鋼，鎳基合金薄板通常用冷軋方法生產。鋼板經冷軋后，具有平滑光亮的表面、精確的厚度尺寸和良好的板形。在冷作硬化狀態下直接使用的鋼板（如鐵道車輛）還可得到所要求的力學性能。

冷軋不銹鋼鎳基合金主要采用成卷方法生產，只有小批量、大規格和較厚的鋼板，或新開發的特殊鋼種才單張軋制。當然，不具備成卷生產條件，也采用單張軋制。

所謂冷軋不銹鋼鎳基合金板帶生產，不是單純的“冷軋”。在冷軋前還要退火、酸洗、修磨等，冷軋后還要平整、矯直、剪切、垛板等，所以實際上是從熱軋卷開始直到生產出冷軋成品的全過程。

由于不銹鋼及鎳基合金的特性和對產品質量的特殊要求，冷軋生產工藝具有下列特點：

①不銹鋼及鎳基合金是一種高合金鋼，軋制變形抗力較大。為了進行高效率、高精度的軋制，應采用剛性大的軋機，一般采用多輥冷軋機。

②帶鋼在可逆式軋機上冷軋時，纏繞在卷取機上的頭尾部分得不到壓下，被切掉成為廢品。為改變這種狀況以提高成材率，帶鋼兩端在軋前都要焊接引帶；另外，如果熱軋卷重量太小時，為提高軋制效率和成材率，鋼卷還需預先并卷焊接；在連續退火和酸洗機組上，由于是連續作業，鋼帶頭尾連接也需要焊接。所以，焊接是不銹鋼生產不可缺少的環節。但是，不銹鋼的焊接不同于普通鋼，比一般鋼難焊得多；特別是有些焊縫還需經受壓下，對焊接質量的要求也嚴格得多。因此，特殊的焊接工藝也是不銹鋼冷軋帶鋼生產的一個特點。

③不銹鋼及鎳基合金生產過程中，原料（熱軋卷）要退火，冷軋過程中要中間退火，最終成品還要退火，故退火是生產中的重要環節。而不銹鋼的種類很多，各種鋼的屬性不同，熱處理的目的、方法和要求都不同于一般，有一套獨特的工藝制度。

④冷軋不銹鋼及鎳基合金是一種高級鋼材產品，對表面質量的要求十分嚴格，不僅不允許殘留前工序帶來的冶金缺陷，而且不允許有冷軋加工過程造成的明顯缺陷。為此，生產過程中采取了一系列消除和防護的措施。例如：為消除熱軋的氧化鐵皮，熱軋帶鋼要噴丸處理和酸洗；為消除坯料帶來的缺陷和冷軋、熱處理后造成的缺陷，帶鋼往往要在修磨機組上修磨；為保證冷軋后的表面質量，對軋輥的研磨有非常嚴格的要求；為了防止生產過程中擦劃傷，要求各機組的鋼卷卷緊、卷齊，而且冷軋前后的許多機組卷取時都要在鋼卷的層間墊上工藝紙；另外，在容易產生擦劃傷的操作和設備上也采取了一些特殊防護措施；為了得到良好的、均勻的表面光澤，成品退火后還要酸洗，有特殊要求的光亮板還要進行保護氣氛退火；為保護成品的表面，有的產品表面還要覆膜等等。總之，冷軋不銹鋼的生產，是一個精工細作的工藝過程，這是其他鋼種不可比擬的。

⑤不銹鋼及鎳基合金的精整也不同于普通鋼，有一些特殊要求，例如：平整工序既要改善板形，還采用光潔度很高（麻面板除外）的軋輥，生產出光滑的2B鋼板，對于鐵素體鋼還要通過控制平整的壓下量（或延伸率）來改善鋼板的成形加工性能，這實際上是一種調質軋制。不銹鋼由于鋼質較硬，同時對平整度要求嚴格，必須用強力矯直機矯直，而且不同厚度的產品往往需用不同的矯直方法。不銹鋼冷軋產品通常以成卷和切板兩種方式交貨，有的還需要分條交貨。因此，現代化的不銹鋼冷軋廠要分別設置縱切和橫切機組。【13961767712】

⑥冷軋不銹及鎳基合金的生產是多機組聯合作業，工序平衡和工序管理十分重要，必須有一個強有力的生產調度系統，才能保證持續地優質生產。另外，冷軋不銹鋼廠的設備是比較復雜的，機組多，高、精、尖設備多，涉及到機、電、儀表自動化、熱工等各個方面的技術，搞好設備管理是提高生產水平和產品質量的根本保證。

現在新上的冷軋不銹鋼及鎳基合金生產設備都較為先進，需要制定出合適的生產工藝流程及相應的技術標準，才能生產出高品質的產品。下圖為目前常見的冷軋生產工藝流程。

三、不銹鋼及鎳基合金退火、酸洗和焊接工藝

（一）不銹鋼及鎳基合金酸洗工藝

酸洗是冷軋不銹鋼及鎳基合金的必經工序。現代化寬帶不銹鋼生產都是將退火與酸洗設在同一機組連續作業，稱之為連續退火酸洗機組，如AP（H）、AP（C）等。

1、酸洗的目的

    酸洗的目的是去掉熱軋及退火過程中在鋼帶表面形成的鐵鱗，即氧化層。除此之外，酸洗另一個目的是對不銹鋼表面進行鈍化處理，提高鋼板耐蝕性。冷軋成品的酸洗尤為重要。

    不過，由于不銹鋼及鎳基合金的鐵鱗中含有與基體結合更為緊密的氧化鉻，造成酸洗困難。因此，為提高酸洗效果，必須在酸洗之前進行破鱗處理（簡稱預處理）。

    2、酸洗前的預處理

酸洗前預處理有兩種方式：一是機械破鱗，通常用于熱軋卷，這種處理方法主要有2種：一種是噴丸機處理；另一種是破鱗輥處理。二是化學方法，通常用于冷軋卷。

噴丸處理是利用壓力和離心力使很小的鋼丸以很高速度噴射在運行帶鋼的表面進行除鱗。噴丸機的基本結構和原理是：丸粒通過料斗和導筒送入葉輪裝置，從正反兩面噴射，噴射后流入下部的丸粒再通過螺旋槳、斗式提升機等循環裝置送到機體上部，用分離器將氧化皮和碎丸分離出來，然后將可用鋼丸再送回葉輪裝置循環使用。噴丸處理能力主要由葉輪裝置的輸出功率，投射量和投射速度決定，它是噴丸機最重要的技術指標。

下面是熱軋卷噴丸除鱗的一個實例：

鋼帶厚度：3.0-5.0mm 

處理能力:平均40t/h

鋼丸粒度0.30-0.50mm

鋼丸硬度:45-51Hv

    投射速度：55-80m/s

    投射密度：60-100kg/m2

    破鱗輥處理是利用一組輥子（包括前后夾送輥、破鱗輥、矯直輥等）使鋼帶呈“S”形反復彎曲，使帶鋼表面上的鐵鱗龜裂，以便易于剝落。這種方法不會損傷熱軋卷的表面，這種方法可代替噴丸處理或與噴丸處理組合使用，并且能改善帶鋼板形。

    化學方法處理（鹽浴法）也稱堿洗法。這種方法的特點是：在酸洗槽前設置堿槽和水洗槽，堿槽中裝入NaOH 及氧化劑等鹽類（例如某廠采用的成分配比為：NaOH 60% NaNO3 30% NaCL 10%），形成熔融的鹽浴。鋼帶通過鹽浴浸漬，鐵鱗上產生龜裂和鼓包。然后鋼帶進入水洗槽冷卻和沖洗，沖洗時產生的水蒸汽又使鐵鱗發生物理性剝離，從而使下步酸洗容易進行。這種方法所以適用于冷軋卷酸洗前予處理，還因為它能去除鋼帶表面上的油脂和其他污垢，使酸洗表面更均勻。

鹽浴處理方法的優點是：（a）熔鹽僅與不銹鋼的鐵鱗發生作用，而不會侵蝕母材金屬；（b）處理時間短；（c）不會產生氫脆。但也存在以下缺點；（a）鹽浴溫度降到300℃以下時則固化；（b）隨著機組速度的提高，附著在帶鋼上、被帶鋼的堿量急劇增加，不僅增大成本，而且污染周圍的環境；（c）鹽槽中的浸入鐵輥容易使鋼帶表面產生缺陷。

鑒于上述情況，目前世界上大多數不銹鋼及鎳基合金廠都不采用鹽浴法,而改用中性鹽電解法．一般采用硫酸鈉溶液作為電解質，帶鋼在電極作用下，表面產生正負交替的感應電勢，從而發生電化學反應起到除鱗作用。

帶鋼在硫酸鈉槽中的主要電解反應有：

Fe2O3＝2Fe3+＋2/3O2＋6e-

2Fe＝2Fe3+＋6e-

Cr2O3＋5H2O＝2CrO42-＋10H+＋6e-

Cr＋4H2O＝CrO42-＋8H+＋6e-

Fe3+＋3OH-＝Fe(OH)3

硫酸鈉電解的最大好處是可以溶解鉻氧化物，在電流的作用使之轉化為溶于水的CrO42-。特別對于冷帶，破壞了致密的氧化層而使接下來的酸液能發揮更大的作用。另外，帶鋼表面的水被電解生成氫氣和氧氣從帶鋼表面逸出形成的力可以將表面的氧化物剝離。

在整個反應中硫酸鈉只是作為一個導電介質，負責電子的轉移，本身并沒有化學消耗。只是隨著帶鋼的運行和沉淀物的排出會被帶出槽體，蒸發也會帶走一部分。

影響電解效果的主要因素有硫酸鈉的濃度，濃度越大越節約電流，而電流越大電解效果越好。硫酸鈉的溶解度決定了最大濃度，一般控制在150－180g/l。其次，PH也影響電解效果，一般控制PH在4.0－7.0之間。因為在不同介質中，3價鉻轉化為6價鉻的電極電勢不同。   

    在堿性介質中使Cr(VI)轉化為Cr(III)的電極反應：

CrO42-＋4H2O＋3e＝Cr(OH)4-＋4(OH)-     E0＝-0.12V

在酸性介質中使Cr(VI)轉化為Cr(III)的電極反應：

Cr2O72-＋14H+＋6e＝2Cr3+＋7H2O          E0＝1.33V

從上兩個反應式中可以看出在堿性溶液中將Cr(III)氧化為Cr(VI)要比在酸性溶液中容易得多。也就是說在酸性溶液中要使Cr(III)氧化為Cr(VI)就要付出更多的電耗。但是過多OH-的存在會使反應以水的電解為主，因此PH不宜過高。

隨著溶液中CrO42-的不斷產生，溶液的PH會逐漸降低，需要通過定時加NaOH來調整PH到適當的值。

    3、酸洗方法

    經過預處理的帶鋼送往酸槽酸洗。酸洗的方法可歸納為兩類；一是酸浸法，二是酸液電解法。前者是普遍采用的方法，而后者是一種輔助性方法，大多數情況都是酸浸法組合使用。

    （1）酸浸法：

單獨或混合使用的酸有硝酸、氫氟酸、硫酸等。硝酸是氧化劑，可促使不銹鋼鈍化，但單獨使用沒用除鱗作用。氫氟酸腐蝕大，不僅侵蝕鐵鱗，也侵蝕基體金屬，使表面粗糙。因此，這兩種酸都不能單獨作用，而使用它們的混合物效果最好，短時間內就可獲得良好的表面，點蝕的危險也小，所以不管是什么鋼種，大都采用這種混酸。

    硫酸在較高溫度下酸洗效果良好，但溫度低時卻很差，所以一般只在下列兩種情況下使用：一是為改善鉻系鋼熱軋卷的除鱗性，有時設置熱硫酸槽，與硝酸、氫氟酸的混酸槽組合使用；二是在冷軋卷退火酸洗線上，為中和經過堿槽處理后帶鋼上帶出的堿，在鹽浴和水洗槽之間設置硫酸槽，以提高后面酸洗槽的效率。采用硫酸酸洗時，關鍵是掌握酸液溫度。

     不銹鋼及鎳基合金酸洗一般不采用鹽酸。因為鹽酸不僅侵蝕鐵鱗，也侵蝕金屬基體，即便使用，也應和硝酸混合使用，但這種混酸對金屬基體仍有侵蝕性，導致金屬表面粗糙，因此一般的不銹鋼及鎳基合金廠很少使用。

    （2）酸浸電解法（也稱電解酸洗）

電解酸洗是在僅用酸浸法難以完全除鱗的情況下所采用的一種加速除鱗的方法，與酸浸法組合使用，可提高酸洗效率。這種方法的特點是：由于電化學的作用，表面均勻光澤度良好。

    電解酸洗中通常使用的是硝酸電解和硫酸電解兩種方法，以硝酸電解使用最多。硝酸單獨作為酸浸液使用時沒有除鱗作用，但是通過電極（硅鑄鐵）產生電流流通時，由于電化學作用使氧化膜離子化，就能進行酸洗，不過因腐蝕性較低，除鱗能力較小，一般不單獨使用。

    硫酸電解的除鱗能力還要差一些。另外這種方法除電解裝置外，還需要有回收廢酸、廢氣中硫氧化物的裝置，故設備費用較高。

    帶鋼酸洗是連續進行的，是將各種酸洗方法包括預處理，采取不同方式組合起來使用。組合方式根據鋼種、帶鋼表面狀態和設備條件決定。

    4、酸洗設備

酸洗設備可分為酸貯藏設備、酸洗設備和廢酸處理設備三類。本文主要介紹酸洗設備．

酸洗設備由酸槽、刷洗機、烘干機等附屬設備構成。按酸的種類，酸槽分硫酸槽、混酸槽（硝酸氫氟酸）、硝酸電解槽等。根據酸的特性，襯砌不同內襯。酸槽一般用鋼板制作，內襯耐酸性的板（如聚乙烯樹脂板），再砌耐酸磚（硫酸和硝酸電解用瓷磚，硝酸—氫氟酸混酸用炭磚）。

    酸液通過計量器從酸槽的上部加入。酸液加熱采取兩種方式：一種是向槽內通蒸汽直接加熱；一種是用熱交換器間接加熱。間接加熱方式又可分為兩種：一種是在槽內加熱，另一種是在槽外設熱交換器，使酸液在酸槽和熱交換器之間循環。

    5、酸洗工藝和質量控制

    不銹鋼及鎳基合金酸洗受鋼種、帶鋼表面狀態、退火條件等因素影響，采用的工藝不盡相同，應根據具體情況確定。

    （1）酸液濃度控制

    （HNO3+HF）混酸中酸洗反應比較復雜，根據一般反應式的濃度平衡規律和許多廠家的實際經驗，混酸槽的酸液濃度，HNO3 通常控制在80-160g/l，HF 控制在0-30g/l之間。應該指出是HF的濃度不能太高，否則金屬損失增加，并使表面粗糙。

     多數廠家采用硫酸槽、硝酸電解槽和（HNO3+HF）混酸槽組合的酸洗工藝，其中硫酸槽的濃度控制在150-200 g/l之間。

（2）酸液溫度控制

    提高溫度同提高濃度一樣能增加酸洗效果，當金屬離子濃度超過45g/l時，提高溫度酸洗效果比提高濃度更明顯，所以多采用“低濃度，高溫度”的酸洗工藝。酸液的溫度越高，反應速度就越快，酸洗效果越好，但是溫度太高時，酸液蒸發嚴重（特別是HF 酸），同時還要考慮酸洗槽的耐熱程度，所以溫度不能過高，通常控制在50-60℃。酸液溫度通常自動控制，為防止儀表異常，需定期檢查。

（3）Fe++離子濃度控制

    酸洗時酸液會和基體金屬中的Fe、Cr 等合金元素發生反應生成金屬鹽（主要是Fe），而采用濕法分析算出的酸濃度，包括了這種金屬鹽中的酸離子。這樣分析的酸濃度即使相同，由于酸液中金屬離子（鐵離子）的濃度不同而使游離酸分不同。即隨著鐵離了濃度的增加，游離酸成份降低，酸洗效果下降，此外，溶液中金屬離子濃度過高，會形成難溶的氟化物容易堵塞泵及配管。為此，要對Fe離子的濃度進行管理，以免過酸洗或造成酸洗不良，在混酸槽中鐵離子的濃度一般應控制在座45g/l以下。

    為解決這個問題，目前采用AT-50快速分析裝置，通過電化學處理來分析酸液中的游離酸含量。AT-50快速分析裝置的基本工作原理是通過離子選擇性電極，直接測得溶液中H+、F-的量，從而計算出相應酸液的濃度。

    綜上所述，酸洗工藝的核心問題是做好酸管理，除此外在通板過程中要勤作檢查，防止缺陷的產生也很重要。

    酸洗設備長度約為整個退酸機組全長的一半以上，通板過程中常使帶鋼表面產生缺陷，而且是被覆蓋的，缺陷的發現往往比較晚，因此必須強化點檢，確立質量保證體制。

    （二）不銹鋼及鎳基合金退火工藝

    1、不銹鋼及鎳基合金板帶的退火目的

    為了使不銹鋼材獲得最佳的使用性能或為不銹鋼材用戶進行不銹鋼冷、熱加工創造必要的條件，不銹鋼材在出廠前需進行熱處理。熱處理分為退火、正火、淬火、回火等方式。對不銹鋼及鎳基合金生產者而言，不論何種熱處理習慣上統稱為退火。

    不同類型的不銹鋼及鎳基合金，熱軋和冷軋后的組織是不同的，因此退火目的和使用的設備也不同。

    （1）熱軋后的退火

    不銹鋼熱軋后硬度都較高并有碳化物析出，各類不銹鋼的退火目的見表1。【13961767712】

    馬氏體鋼在高溫下為奧氏體，熱軋后在冷卻過程中發生馬氏體相變，常溫下得到高硬度的馬氏體。退火的目的是將這種馬氏體分解為鐵素體基體上均勻分布著球狀碳化物，以使鋼變軟。

    表1 各不銹鋼的退火目的

鋼種

退火目的

馬氏體

①軟化②炭化物擴散③調整晶粒度④

鐵素體

①提高塑性②調整晶粒度

奧氏體

①炭化物固溶②調整晶粒度③軟化④減少δ鐵素體

  鐵素體鋼通常沒有γ(α轉變，在高溫和常溫下都是鐵素體組織。但當鋼中含有一定量的碳、氮等奧氏體形成元素時，即使有很高的Cr 含量，高溫時也會部分形成奧氏體，在軋后冷卻過程也會發生馬氏體轉變，使鋼硬化。因此這類鋼的退火目的一方面是使其被拉長的晶粒變為等軸晶粒，另一方面使馬氏體分解為鐵素體和顆粒狀或球狀碳化物，以達到軟化的目的。

  奧氏體鋼含有大量Ni、Mn等奧氏體形成元素，即使在常溫下也是奧氏體組織。但是鋼中含碳較多時，熱軋后會析出碳化物。另外，晶粒度也會因加工而變形。這種鋼的退火就是使析出的碳化物在高溫下固溶于奧氏體中，并通過急冷使固溶了碳的奧氏體保持到常溫，同時在退火中調整晶粒度，以達到軟化目的。

    （2）冷軋后的退火

    不銹鋼及鎳基合金冷軋時發生硬化。冷軋量越大，加工硬化的程度也越大。若將加工硬化的材料加熱到200-400℃就可消除變形應力。進一步提高溫度則發生再結晶，使材料軟化。冷軋后的退火包括中間退火和最終退火，其目的都是為了將硬化的材料通過再結晶而軟化，得到要求的性能。

   2、不銹鋼板帶的退火設備和退火條件

    （1）退火爐的類型  常用的幾種見表2

    鋼材在周期式爐中的位置固定，而在連續式爐內是連續運行的。

    室狀爐通常是一種抽底式爐或稱臺車式爐子。將鋼料裝到臺車上，推入爐內，封閉爐門后加熱退火。這種爐子一般只用于棒料和坯料的退火。

    表2  常用退火爐

周期式

室狀爐（臺車式爐）,罩式爐（BAF）

連續式

懸垂式爐（APL）,立式爐(BAL),輥底式爐

    罩式爐是將鋼卷（板）置于固定的爐臺上，扣上內罩和外罩密封，通入保護氣體加熱退火。其熱源為氣體燃料（煤氣、天然氣等）或電。前者簡稱“煤罩”，后者簡稱“電罩”。這種爐子的形狀多種多樣，有矩形的，也有圓形的，根據具體用途選定。為保證爐內溫度均勻，有的爐子還設有循環通風裝置。現代化的爐子，爐溫和退火條件采用自動化儀表檢測和控制。

    臥式連續爐是目前廣為使用的退火設備。輥底式爐主要用于中厚板及棒材的退火。而臥式爐廣泛用于帶鋼，其特點是鋼帶在爐內呈水平狀態，邊加熱邊前進。爐子的結構由預熱段、加熱段和冷卻段構成。其中冷卻一般都是單獨設置，而預熱段和加熱段則有兩種類型，一種是分割型，即把預熱段和加熱段分割成若干段。一種是整體型。

    臥式爐通常與開卷機、焊機、噴丸機、酸洗等設施共同組合成一條生產作業線（機組）。用于熱軋卷退火和酸洗的機組稱為AP（H）機組；用于冷軋后中間退火的稱為AP（C）機組。不過，AP（I）與AP（C）大部分都是兼用的，也有的是AP（H）與AP（C）兩用機組。這些爐子均由自動化儀表控制。

立式爐也是一種帶鋼連續退火裝置。它是由開卷機、焊接機、脫脂裝置、退火裝置、冷卻裝置等組成的連續生產作業線。其特點是爐體為立式，帶鋼在爐中垂直運行。爐子采用電加熱或氣加熱。為防止帶鋼氧化，通入保護氣體。主要用于帶鋼的光亮退火。因此也稱光亮退火生產線。

（2）爐型的選擇和應用

  采用什么爐子退火，主要根據產品種類和鋼種特性決定（表3）

    表3各類不銹鋼退火爐型選擇

鋼種

熱軋后

冷軋后

馬氏體鋼

罩式爐

通常均采用AP（C）

鐵素休鋼

罩式爐或連續爐AP（H）

連續爐AP（C）或BA等

奧氏體鋼

連續爐AP（H）

連續爐AP（C）或BA等

    熱軋后的馬氏體鋼通過退火使馬氏體分解為鐵素體和球狀碳化物。碳化物的析出、聚集、球化需很長時間，因此這種鋼的熱軋卷通常選用BAF爐退火。

    熱軋后的鐵素體鋼幾乎總有一些馬氏體，因此往往也選用BAF 爐。當然，對于單相鐵素體鋼，熱軋后不存馬氏體，采用AP（H）爐退火更合理。

    熱軋后奧氏體鋼需通過退火使碳化物溶解和快速冷卻防止再析出，所以只能用AP（H）爐。

至于冷軋后不銹鋼的退火，都是通過再結晶消除加工硬化而達到軟化目的。除此之外，奧氏體不銹鋼還要使冷軋時產生的形變馬氏體轉變為奧氏體，因此都用AP（C）、 BA 這樣的連續爐退火。如果用BAF 爐，則存在以下問題：1. 不管在什么條件下退火，由于退火時間長表面都會氧化，生成不均勻的鐵鱗，存在顯著的退火痕跡  2. 退火溫度較高時，容易粘結和發生層間擦傷等表面缺陷。

    （3）退火條件

退火條件的確定  按下面的程序框圖確定退火條件（圖1）。

應注意的事項：

用戶的加工制造方法變化或對材質的要求變動時，應修訂退火條件。初期階段沒有充分把握，應按用戶對退火產品的質量評價判定退火條件是否合適。

    前部工序，如煉鋼、熱軋、甚至冷軋的條件發生變化，需要修改冷軋后的退火條件。

    由于材溫儀表設置位置的差別，燒咀的位置和使用狀況的差別，以及爐體構造的差別，即使材質和技術要求相同，其退火條件也不盡相同。

爐內張力  在連續爐內進行帶鋼退火，應考慮高溫下材料的特性、爐體構造、前后設備等，設定適當的爐內張力。

爐內張力通常以單位張力（daN/mm2 ）表示。臥式爐和立式爐都大致按0.4-0.45 daN/mm2 設計。為了改善薄帶對中，即防止在爐內跑偏，單位張力往往提高到0.45-0.6 daN/mm2， 但應防止焊縫開裂、成品縮寬等事故發生。特別是當不同厚度的帶材焊接時，操作上要注意不要使厚度薄的帶材承受過高的張力。

圖1：確定退火條件的程序框圖

      爐內張力大多采用自動方式控制。對臥式爐，通常還用目視方法定期檢查鋼帶在爐內的繞度，據此可判斷爐內的張力。在設計時，臥式爐的燒咀配置常常根據鋼帶在爐內的饒度而定。為便于點檢，通常在爐子中央設窺視孔，在設定張力狀態下，運行中的帶鋼應在孔的中央位置。如無窺視孔，可從鋼帶入爐口觀察，以爐壁耐火磚的位置作為標記進行判斷。

    （4）冷卻條件 

    退火過程的冷卻對材料性能和板形有很大影響，而且不同的鋼種和板厚冷卻條件不同，因此在設定冷卻條件時必須慎重，重要的是控制冷卻速度和冷卻均勻性。

冷卻方式有：

    A.噴水冷卻。將水加壓后通過噴咀噴出，在流速很高的情況下，液流被切斷形成液滴群，沖向帶鋼表面，這種方法稱為噴水冷卻。在噴水冷卻中，支配熱傳遞系數的是水量密度和表面溫度。

    B.層流冷卻。將水加壓后產生噴流，當噴流的出口速度降低時，即形成平滑的層流。用這種方法冷卻，即為層流冷卻。

    C.噴射冷卻。若增加噴流的出口速度，則形成紊亂噴流，即在噴流的表面上形成瘤狀紊亂的斷流。采用斷流之前的連續噴流進行冷卻的方法，稱為噴射冷卻。只要將噴咀的構造加以改造，在管壁或者板上穿許多2-5mm 的孔即可得到這種噴流。設備簡單，制做方便。噴射冷卻是介于噴水冷卻和層流冷卻之間的一種冷卻方法。水壓達到高壓時近似噴水冷卻，水壓達到低壓時近似層流冷卻。

    D.浸入冷卻。將鋼材浸入冷卻水中的冷卻方法，稱為浸入冷卻。高溫的鋼材在水中浸漬時其冷卻是分階段的。各個階段的熱傳遞系數不同。

    E.噴霧冷卻。用加壓空氣將水霧化，與高速空氣一起通過噴咀噴出進行冷卻的方法，稱為噴霧冷卻。

    噴霧冷卻與噴水冷卻不同，它不是通過加壓把冷卻水變成微細的液滴群，而是經空氣作為媒介，利用氣相和液相的速度差并生的剪切力使水變成微細的液滴群來進行冷卻。在噴水冷卻時，熱傳遞系數僅僅是水量密度和表面溫度的函數，而噴霧冷卻還有氣體的運動因素，因此，進行沖擊的液滴流速也是不可忽視的。

    F.強制風冷。這是一種介于自然冷卻和弱水冷卻之間的氣體噴射冷卻法，通常稱為急風冷卻、強制風冷或強制空冷。

    G.自然冷卻。最后，還有在爐內控制溫降的緩慢冷卻。

    在上述方法中，究竟采取哪一種要根據鋼種和設備情況來確定。

從鋼種來看，304等奧氏體鋼在850-500℃之間冷卻速度慢時，將因碳化物在晶界析出面產生敏化，所以在該溫度范圍必須快冷。奧氏體鋼的冷卻速度和含碳量有關系，通常冷卻速度應在于20℃/S 以上。含Ti、Nb 的穩定化奧氏體難于敏化，冷卻可以慢些。馬氏體鋼和鐵素體鋼不宜急冷，因此只要設備沒有妨礙，應盡可能以較小的溫度梯度冷卻。

    從設備上來看，不同的設備應規定不同的冷卻條件。既不能因設備而影響材質性能，也不能因冷卻條件不當而損壞設備。例如當冷卻段后配置有鹽浴槽的時候,鹽浴的液溫一般保持攝氏490-500℃，從節能的觀點看，進入鹽浴槽的材料溫度越高越好；因此，進入鹽浴溫度之差則是越小越好，因此，進入鹽槽的材溫控制在攝氏500-550℃最為適宜。

    當冷卻段后面設置中性鹽槽的時候，應考慮設備上橡膠輥的耐熱溫度，必須采用不損傷橡膠輥的冷卻條件。另外焊接接口疊合部分的溫度一般比較高。確定冷卻條件時應加以考慮。

    對于立式爐，由于結構上難以把冷卻段加長，為防止出爐口的溫度大于100℃，應采用急冷。

    （5）燃燒條件

使用燃料的退火爐，如何使燃料最經濟地燃燒，同時獲得良好的除鱗效果，這是非常重要的。為此，應對燃燒裝置、燃燒條件和燃料嚴格管理。特別是燃燒條件，對質量、成本、效率都有大影響，更應特別注意。

a.空燃比

退火爐在正常燃燒的情況下，要以理論空氣量（A0）使燃料完全燃燒是很困難的。在實際作業中，往往需用比理論值高的空氣量（A）。m＝A／A0稱為空燃比或空氣過剩系數。

空燃比是燃燒管理的重要指標。空燃比越高，燃料越容易完全燃燒，但是排氣量增多，熱量損失增大。燃料管理的目的在于既要保證燃料充分燃燒，又要使空氣量盡可能接近理論空氣量以減少熱損失。

連續退火爐各段空燃比的設定是不同的。通常接近爐子入口的區段設定為1.0 ，朝向爐子出口的區段提高為1.2 ，1.3 。 各個作業線的爐體結構、燒咀形式、使用燃料等不盡相同，應分別按其特性設定空燃比。

b.爐內壓力   

爐內壓力低于大氣壓時，冷空氣就會侵入，增大熱損失。相反，若爐壓過高，又會因高溫氣體的排出而造成熱損失，并且損傷爐體結構件。

理想的爐壓應該是爐子的開口部為微弱的正壓（0.1-0.2mmH2O）。但實際上，因燃燒裝置、燃燒負荷、通風方式、爐子結構等原因，保持爐內壓力的均勻分布是不可能的。

另外，各個退火爐內壓力的測定位置，也很不相同。單靠用爐壓計的指示進行比較，不能判斷爐壓是否適宜。因此，必須調查各個退火爐爐內壓力與燃燒效率的關系，從中找出最佳爐內壓力并對其加以管理。

    還需要說明一點，BA 爐等以電能作為熱源而不進行燃燒的爐子，其爐內壓力要以安全性為主以及防止帶鋼氧化來決定，一般采用30-50mmH2O 。爐壓再高也不利，容易出現事故和浪費氣體。

    c.爐內氣氛  

在連續退酸機組，即AP機組，由于要兼顧酸洗除鱗性，爐氣中的氧含量以5%左右為好。但是，要考慮熱效率和質量而求出最適當的數值。

    d.燃料

退火使用的燃料可分為氣體、液體和固體燃料三類，而目前主要使用的是氣體和液體燃料。

采用的燃料種類不同，其燃燒裝置，燃燒條件，貯存設備也不同，為此應根據被加熱體的材質、加熱目的、對質量和成本的影響、作業性等綜合考慮加以選定。選定燃料時，還一定要掌握各種燃料的性能數據。

    e.燃燒裝置   

在采用燒咀燃燒時，用燃燒室內單位時間發生的熱量表示燃燒室的熱發生率，或稱熱負荷，用KJ/m3.h 為單位。應盡可能采用高的熱負荷，這樣燃燒室就可減小。但受燃料、燒咀類別以及爐體的耐熱強度的限制。

燃燒用的燃咀應根據燃料的種類、燃燒負荷、控制方式等選定，并且還要考慮維修方便。

    燒咀一般分為氣體燒嘴和油燒嘴兩類。但也有一種是氣體和油的復合燒嘴。這種燒嘴優點是可以適應燃料成本的變化，隨時變煥燃料的種類，因而被廣泛采用。

    f.熱效率   

    熱效率是退火爐有效利用熱量的尺度，通常以熱效率（有效熱/供給熱）來表示。了解退火爐的熱效率，就可判斷爐子的管理狀態，因此應定期測定。

    測定熱效率，具體說就是要測定、計算供給熱量和有效熱量。供給熱量等于單位時間內的燃料使用量乘以燃料的發熱量。有效熱量是指退火爐入口和出口處的材料（鋼帶）含熱量之差乘以單位時間的通板量。

下面舉例說明（以連續運轉一小時計算）

生產條件；通板材料----Ni 系不銹鋼

          燃料-----重油，發熱量37137J/L

          燃料用量----350L/h 

          生產效率----6000kg/h

          材料溫度----爐子入口20℃，爐子出口1080℃

       則供給熱：350L/h(37.14MJ/L=12998MJ/h 

       出口材料熱含量：1080℃，645KJ/Kg

       入口材料熱含量：20℃，9.88KJ/Kg

       有效熱量：（645-9.88）(6000Kg/h=3810 MJ/h 

       熱效率：3810/12998(100=29.3%

在作上述計算時，除給定的生產條件外，還要從表中查出材料在各種溫度下的保有熱。保有熱因鋼種而不同，例如Ni 系不銹鋼在20℃時為9.88KJ/Kg ；而在1080℃時為644.8KJ/kg ，可以從不銹鋼的含熱量圖表中查出。

    3、不銹鋼退火工藝

    （1）罩式爐退火（BAF）

罩式爐退火的基本特點  

    熱軋卷馬氏體鋼和熱軋后容易生成部分馬氏體的鐵素體鋼，采用罩式爐（BAF）退火。退火方法大致分為相變點以下退火和相變點以上退火兩類。

罩式爐處理鋼卷的基本特征是；鋼卷裝入爐內，因鋼卷的不同部位升溫狀態不同，最難升溫的部位是鋼卷下部的中心部分。工藝設定時，一般是以這一部位的溫度作為設定溫度（目標材溫）。這時，鋼卷的外圈，特別是接近發熱體的部分就有超出設定溫度的危險，這是采用BAF 爐退火必須注意的。

相變點以下的退火  

    這種退火帶鋼基體上析出的是微細碳化物，硬度降低不充分，因此一般含碳低的鋼，如低碳馬氏體和鐵素體鋼都采用這種方法。

由于退火沒有超過相變點，按理說冷卻速度可以不必管理。但是，如前所述，在鋼卷的外圈也有超過相變點的危險，所以當退火溫度的設定值接近相變點時，仍應采用外罩，緩冷到一定溫度后再開罩冷卻。

相變點以上的退火   

    一般來說，退火后的硬度差是由碳化物析出狀態的差別造成的，因此要想得到較低的硬度，宜采用相變點以上的退火。像含碳較高的2Cr13、3Cr13 等鋼種，最好用這種退火。

用這種方法退火，必須控制冷卻速度。一般在500℃以上，應以不超過30℃/h的速度慢冷。

    （2）連續爐退火（APL）

凡不適宜在罩式爐退火的熱軋卷（如奧氏體鋼、鐵素體單相鋼）以及所有冷軋后的鋼卷，均在連續爐退火。

連續爐退火的基本特點    

    所謂APL，就是將退火、酸洗合于一條生產作業線上，所以帶鋼開卷后單層厚度在運行過程中同時完成退火、酸洗作業，是連續爐退火的基本特征。

當連續爐各段溫度保持恒定時，開卷后的帶鋼在勻速運行中受熱，因而大大縮短加熱時間，減少帶鋼氧化，并使整個帶鋼受熱均勻一致，當然也同樣能讓帶鋼均勻冷卻。使帶鋼組織與性能均勻一致，是連續爐與罩式爐（也包括室狀爐）的區別，也是連續爐的最大優點。

    以何種速度運行，是影響生產能力、保證退火、酸洗質量的關鍵。一般說來，通板速度的設定應能在爐子熱負荷允許條件下，首先保證退火工藝條件的實現。由于連續爐在退火與酸洗之間沒有活套，所設定的速度還必須同時滿足除鱗要求。當退火與酸洗發生不同效應時，應該調整酸洗工藝，而不應簡化退火工 藝，或者降低運行速度。

運行速度與通板厚度成反比。當板厚增加時，運行速度需減少，以保持瞬間通板恒定，這是調整板厚與速度的重要依據。板厚與該板厚時機組允許的最高工藝速度的乘積稱為TV值，機組的最大TV值受退火爐性能決定，因此，一般用最大TV值來衡量一個爐子的退火能力。

①這種爐子的操作與維護要求特別嚴格。由于爐子比較長，退火與酸洗又互相牽制，機組速度和爐溫一旦發生變化，容易形成比較長的不良段。比如一旦突然停機、個別燒嘴堵塞或熄滅，材質都會出現異常。

這種爐子的溫度設定，一般都不取太大的溫度落差（指設定爐溫和目標材溫之差），但最近為了提高生產效率和節能，對奧氏體鋼和鐵素體鋼也有時采用較大的溫度落差，不過馬氏體鋼不能這樣做。

熱軋卷連續爐退火----AP（H）  

    奧氏體鋼和鐵素體單相鋼要求退火后快冷，而罩式爐做不到這一點，所以盡管這二種鋼在軟化機理上不相同，其熱軋卷均采用連續爐火。

    熱軋卷奧氏體鋼的退火實質上是固溶處理，其加熱溫度大致為1010-1150℃，然后水冷。最合適的加熱溫度應該比碳化物完全固溶的溫度稍高一些。

    熱軋卷鐵素體單相鋼的退火，一般選擇在850℃以下，然后風冷。為避免晶粒過分長大，退火溫度不應選擇過高。在實際操作中，部分降低機組速度或作業線停止運行，都是不利的。

冷軋后連續爐退火---AP（C）

    所有冷軋后的不銹帶鋼一般都用連續爐再結晶退火，所以必須掌握所有鋼種的再結晶特性。由于鋼的再結晶性隨化學成分、退火條件、冷軋壓下率而變化。因此，所設定的退火溫度必須能使鋼充分軟化，再結晶完全。

    奧氏體鋼的再結晶一般從900℃左右開始，大體上在1050-1200℃完成。隨著退火溫度提高，晶粒粗化，硬度降低，二者之間大體成比例。如果晶粒過于粗大，不僅使鋼板表面粗糙而影響加工性，而且對耐晶間腐蝕也有不良影響，因此設定材溫不能太高。晶粒度不僅取決于退火溫度，而且還受退火時間和退火前加工量的影響。所以這種鋼退火中，對退火溫度、加熱時間、保溫時間都要嚴格管理。退火后原則上仍采取快速冷卻，薄規格可采用風冷或空冷。

    馬氏體鋼和鐵素體鋼冷軋后的退火自然也是以再結晶特性為基礎。這里應該重復強調的是馬氏體鋼一旦加熱到相變點以上，就會發生馬氏體相變而使材質硬化，特別是高碳馬氏體鋼更是如此。所以這種鋼一般要求爐溫設定在800℃以下，通板時要注意控制，退火后自然冷卻。

鐵素體鋼的再結晶從600-650℃左右開始，大體上在900℃附近完成。即是加熱到900℃附近時，也能有相變發生。所以爐溫設定應低于900℃，通常為850℃。退火后自然冷卻。

（三）不銹鋼生產過程中的帶鋼焊接

1、帶鋼焊接的目的

如前所述，在冷軋不銹鋼生產過程中，由于以下目的，帶鋼必須焊接。

①為提高成材率，每卷帶鋼的兩端要焊接引帶。

②在連續通板的退火酸洗機組、修磨機組上，不同鋼卷需頭尾連接。

③當熱軋卷的單重較小時，為提高冷軋效率，需將鋼卷并卷（小卷并為大卷）。

前兩種情況只要求焊縫在各機線通板過程中能經受彎曲變形，不發生斷帶即可。而后一種情況，還要求焊縫能通過軋機，承受冷軋變形而不發生斷裂。由此可見，帶鋼在作業線上的焊接要求雖不像對結構件那樣復雜，但是如果斷帶，對生產的影響很大，同樣是很重要的。

為達到上述工藝要求，不銹鋼冷軋廠在準備機組、連續退酸機組、修磨機組上都專門設置了不同型式的焊機。其中引帶焊接和并卷焊接是在準備機組進行。

2、焊接方法

不銹鋼的焊接有多種，而在冷軋作業線上使用的主要是七種方法。即①惰性氣體保護鎢極電弧焊（簡稱TIG焊）；②惰性氣體保護金屬電弧焊（簡稱MIG焊）；③等離子弧光焊；④埋弧焊；⑤點焊；⑥縫焊；⑦閃光焊。其中前4種都屬電弧焊，后3種屬于電阻焊。

在準備機組進行的引帶焊接和并卷焊接，通常采用TIG焊、MIG焊或等離子焊。在退酸機組和其他機組上則多用點焊和縫焊，也有采用閃光焊的。

現將冷軋廠所采用的幾種焊接方法的特性介紹如下：

①TIG焊  是惰性氣體保護電弧焊（簡稱氬弧焊）的一種。采用的保護氣體是純度很高（99.9%）的氬氣（也有的用氮氣），使用的電極是非消耗性的鎢棒。由于是在保護氣氛下焊接，焊縫的強度、致密度都比較好。作為電弧焊接時的主要工藝參數是控制焊接電流、電弧長度、電極角度、焊接速度和保護氣體的流量等。這種方法適用于3mm以下的不銹鋼焊接。

②MIG焊  和TIG焊一樣也是一種惰性氣體保護電弧焊（氬弧焊），所不同的是使用的電極是消耗性的細實芯焊絲，其材質與母材相近。另外保護氣體的純度要求不像TIG那樣高，可以用氬氣，也可用氬氣加O2，N2，CO2，的混合氣體。焊接工藝參數與TIG焊類同，但比TIG焊接速度快、效率高，適用于3mm以上鋼板的焊接。

③等離子焊  是利用等離子電弧進行母材的焊接，也是在保護氣氛下進行。

④點焊  電阻焊的一種，是利用2種以上金屬面上產生的接觸電阻加熱和壓接。這種方法適用于焊接較厚的鋼帶，如熱軋卷退酸機組安裝的就屬這種焊機。焊點的數量和強度要保證帶鋼在退火運行時不會斷帶。

⑤縫焊  也是一種電阻焊，和點焊的原理類似，相當于一種“連續點焊”。適于焊接較薄的鋼帶。如在冷軋卷退酸機組上安裝的即屬于這種電焊機。要求焊接部分在通板時能承受退火爐內的高溫及張力而不斷帶；另外由于是在連續運轉的機組上焊接，還應保證一定的焊接速度，不使帶鋼在爐內停止（焊接間隔時間要在活套允許的范圍內調整）。

3、各種不銹鋼的焊接特性

奧氏體不銹鋼加熱時不發生相變，急冷也不會硬化，這種鋼屈強比較低，延展性好，可在很寬的溫度內焊接。當采用電阻焊（點焊或縫焊）時，因電阻高，焊接部分可獲得良好的力學性能。這種鋼容易焊接，通板中一般不會斷帶。

鐵素體鋼一般情況下也不發生相變，冷卻中也不硬化。但是當焊接溫度過高時，晶粒容易粗化，降低延展性。因此，防止過熱很重要，尤其當焊縫要通過冷軋時，其焊接操作尤需注意。

馬氏體鋼受熱后在800～850℃發生相變，隨后放冷時會形成馬氏體而硬化。所以這種鋼焊后必須退火（回火），采用電弧焊時，在焊機后面要設置退火裝置；采用電阻焊時，可在焊接電流通電后，接著再通入一個回火電流，進行回火。

提高焊接質量是冷軋不銹鋼生產的一個重要問題，特別是馬氏體鋼焊接難度很大，焊縫斷帶屢有發生。但發達工業國家隨著連鑄和熱軋技術的發展都采用了8t以上的大卷軋制不銹鋼，一般不存在并卷問題，焊縫也不需要經受冷變形。

國內一些廠家為改善不銹鋼焊接質量，采用了以下措施：

①選用最適當的焊接方法。實踐表時，并卷和引帶焊接以等離子焊的效果最好，但大生產中難以全部采用。其次是TIG焊，目前普通采用這種方法。而國外經常采用的MIG焊，在國內實用的效果并不太好。

②改進焊接操作，如控制焊接電流、焊接速度等，提高焊縫的致密度和強度。

③為減少焊縫部分的應力集中，在焊縫兩邊打孔，并改進焊縫部位挖邊的形狀（由單弧形改為弧形）。

馬氏體鋼焊后退火，在AP（H）通板時還進行一次補充退火。

四、不銹鋼冷軋、修磨

  （一）不銹鋼冷軋工藝

不銹鋼冷軋鋼帶的典型生產工藝流程包括：生產前的準備（并卷焊接等）；熱軋卷的退火和酸洗；帶鋼修磨；冷軋；冷軋卷的退火和酸洗；平整（調質軋制）；矯直、剪切和垛板；分類檢查和包裝。根據鋼種和質量要求的不同，工藝程序不完全相同。另外，根據原料厚度及成品厚度的不同，冷軋有時可能要進行兩三次，而在兩次冷軋之間，都要中間退火及酸洗，這樣一個過程，稱作一個軋程。

1、冷軋機的類型

軋制不銹鋼這樣高硬度或冷加工硬化傾向大的材料，而且軋制要達到高效率、高精度，必須用剛性大的軋機。

最初，不銹鋼冷軋多采用4輥可逆式軋機。這種軋機由于鋼性不足，軋制精度不高，而且工作輥、支承輥、牌坊都很龐大，針對這種情況開始出包括8輥、12輥、20輥等的多輥軋機。

多輥軋機與4輥軋機相比，有以下的優點。

①工作輥整個輥身以支承輥作媒介支承在牌坊上，軋輥寬度方向承受的彎曲很小，從而能夠使用小直徑的工作輥。

②由于軋機剛度提高，并使用了高硬度軋輥，同時創造了快速換輥的條件，因而有可能生產出高精度，優質表面的鋼帶。

③為生產0.5～0.05mm厚的寬幅薄鋼帶提供了可能性。

④在多輥軋機上實行強化壓下，使軋制道次減少，并有可能減少軋程，從而提高了生產效率和成材率，降低成本。

⑤由于多輥軋機用大張力軋制，帶鋼的平直度顯著提高。

⑥軋機的體積減小，重量減輕，相對降低了設備費用。

多輥軋機具有代表性的是20輥森吉米爾軋機。目前不銹鋼的冷軋大多數采用這種軋機。國內不銹鋼寬幅帶鋼主要生產單位——太原鋼鐵公司采用的是MKW偏8輥冷軋機，使用效果也不錯。該公司另有一臺20輥羅恩軋機，也生產不銹鋼。森吉米爾軋機絕大部分都是單機架生產，但日本的日新制鋼公司投產了據說是世界唯一的一臺4機架連軋機。

2、影響冷軋的因素

①磨擦系數（軋制潤滑劑）不銹鋼冷軋也必須使用軋制潤滑劑，其目的是減少軋輥和鋼板接觸面上的磨擦，減小軋制壓力和所需的動力，改善表面狀態并提高軋輥的冷卻效果。

冷軋使用的潤滑劑有礦物油、棕櫚油和乳化液等，質量應符合標準規定，使用前要過濾，重要的是在以后退火中不能在板面上留下殘跡。

軋輥和鋼板間的磨擦系數因潤滑油的種類和潤滑方法而不同，和軋輥、鋼板的表面狀態以及軋制時的條件（溫度、速度、壓下率）也有關，通常在0.04～0.15之間。

②前后張力  冷軋時的張力對軋制壓力有很大影響，也是影響板形和板厚的重要因素。不銹鋼冷軋需要較大的軋制張力。可逆式冷機的張力來自于軋機前后的卷取機。不同的軋機、不同的鋼種和不同的厚度，設定不同的張力（當然應在屈伏點以下）。森吉米爾軋機的軋制張力（單位張力）為：Ni系鋼390～490Mpa；Cr系鋼為295～390Mpa。一般前張力比后張力稍大，但在生產0.5mm厚以下帶材時，可選用后張力等于或略大于前張力。

③軋制速度  在軋制硬而薄的材料時，軋制速度也影響軋制壓力和鋼板厚度。多輥軋機是在高速下軋制，例如8輥軋機的的通板速度最大可達300m/min；而20輥森吉米爾的軋制速度甚至可達800m/min。

④軋輥  冷軋機使用的軋輥必須有高的硬度、強度和高耐磨性，同時還必須有一定的韌性。多輥冷軋機使用的軋輥材質為高鉻鋼和高速鋼。不同部位的輥子應選擇不同成分的鋼。

為保證冷軋產品的表面質量，對工作輥的表面有嚴格要求，不僅要有一定的光潔度，而且不得有任何肉眼可見的缺陷（裂紋、壓坑、壓痕、研磨紋、螺旋紋等）。軋輥使用前都要經過細致的研磨和檢查。在軋制過程中還要勤作檢查，發現問題立即換輥。所以軋制不銹鋼時換輥很頻繁，一般每軋一卷要換一次有時甚至要換數次輥。故要專門設置一個研磨間。研磨工作輥的車床必須有高精度，研磨精度要求達到5μ（0.005mm）。

3、壓下制度

壓下制度包括對軋制道次、壓下量（變形率）和軋程等的規定。制定合理的壓下方案對提高軋制效率、質量和降低消耗具有重要意義。壓下制度根據軋機的特點（軋機結構、主電機功率、軋機壓力、軋輥硬度等）確定，同時也隨軋制鋼種、帶鋼尺寸及退火質量而變化。

提高每個道次的壓下率，軋制道次就可以減少，從而提高軋制效率。但從改善板形和厚度的角度，則以多道次小變形軋制有利，根據不銹鋼的加工硬化特性，每個軋程的總壓下率不超過65%。不過國外有的廠也把總壓下率提高到80%。提高總壓下率為減少軋程創造了條件。不少不銹鋼廠為提高成材率和生產效率，在減少軋程上不斷作出努力，包括選擇合適的熱軋卷厚度尺寸等。

4、板形控制

在軋制帶鋼時，因輥型的關系帶鋼上有時會出現中間浪或邊浪，造成成品寬度方向厚度不均。這種產品質量上的缺陷會使軋制作業發生故障。為此，軋制中必須進行板形控制，使軋制全過程中寬度方向的厚度不變，以生產出平直的鋼帶。

板形控制最基本的方法是確定適當的軋輥的凸度。也就是考慮鋼帶寬度方向的壓力分布特征，把軋輥磨成中間部分稍凸的形狀。凸度的大小要根據軋機的情況設定。

除此之外，一些先進軋機，還采用了其他控制板形的方法。例如利用軋制產生的熱量造成熱凸度和利用液壓彎輥技術控制凸度。

當然，板形好壞也受其他一些操作因素影響，例如張力和壓力的適當控制。這要靠操作經驗掌握。判斷板形好壞，通常是由操作人員目測或手摸，有的廠已經在軋機上安裝了板形檢測儀。

5、提高軋制精度

冷軋不銹鋼板應厚度均勻，偏差小，這是衡量產品質量的一個重要指標。改善鋼板的厚度，很大程度依靠提高冷軋的軋制精度。即既要設法減小和消除厚度不均，又要盡量縮小厚度偏差范圍。

鋼板厚度不均是由兩方面的原因造成的：一是冷軋母材不良，如熱軋卷的厚度不均及坯料退火不良導致帶鋼長度方向的變形抗力不均等；二是冷軋自身造成的，如張力變化、速度變化、軋輥偏心、軋輥軸承部分的油膜厚度變化等。對于前者，除要求前部工序改進外，還應在冷軋中設法消減。對于后者，則要靠不斷改進冷軋操作。

為監視冷軋中的厚度變化，現代化的多輥軋機上都裝有測厚儀（X光測厚儀、同位素測厚儀等），并能進行厚度顯示。有的軋機還裝設了厚度記錄儀，由記錄紙動態記錄每卷鋼軋制過程中的厚度變化。

多輥軋機由于機架剛度大，對板厚的校正能力強，熟練的操作工手動操作就能軋出較高精度的鋼板。盡管如此，為進一步提高軋制精度，許多軋機還裝上了自動厚度控制裝置（AGC）。這種裝置有三種控制方式。

①預測壓下控制方式（FF-AGC）即檢測入口側的板厚，用計算機準確地控制壓下裝置和壓下量，根據入口厚度修訂壓下。這種控制的目的是修理原板的厚度不均。

②壓下監控方式（壓下監控AGC）即檢測軋制后的板厚，并將該板厚與目標板厚的偏差反饋給壓下裝置，進行壓下修正，使軋制后的板厚接近目標值。這種控制方式的目的是修正偏差的水平。

③張力監控方式（張力監控AGC）其控制目的與壓下監控AGC相同，不過控制對象為張力，主要用于薄規格帶鋼的軋制。

（二）不銹鋼修磨工藝

1、帶鋼修磨的目的

帶鋼修磨分為中間（工序）修磨和成品修磨兩種，修磨的目的不同。

中間修磨是在原料卷退火酸洗以事、冷軋成品以前進行的修磨，一般稱為粗磨（RP）。其目的是消除熱軋和退火酸洗工序造成的表面缺陷，改善外觀質量，為獲得高質量的成品表面創造條件。

成品修磨是冷軋成品退火后進行的修磨，一般稱為精磨（FP）。目的是得到某種特定的表面質量，以滿足建材、廚房設備、家電用品等用途的特殊要求。

2、帶鋼修磨機組

帶鋼在專用的修磨機組上修磨。修磨機組分為粗磨（RP）、精磨（FP）及粗磨、精磨兩用等幾種類型，但均由修磨機本體及包括開卷機、剪切機、焊機、脫脂裝置、卷取機、卷（墊）紙機、潤滑油循環裝置、消防系統等的附屬設備構成。

修磨機一般是采用接觸輪方式的裝置，即在帶鋼運行線的上方設置磨頭。磨頭由一對輥子（張力輥和接觸輥）組成。輥子套上環形砂帶，通過張力輥使砂帶張緊，并對中（張力輥一端可動）；接觸輥的一端與驅動電機聯結，通過輥子的高速旋轉，使砂帶高速轉動。帶鋼挾在接觸輥和反壓輥的中間運行，通過反壓輥給帶鋼一定壓力，這樣帶鋼表面就邊運行邊被修磨。

目前工業生產中使用的帶鋼修磨機一般均為多頭式的，即由多個磨頭組合連續修磨。其中使用最普遍的是3～6頭的修磨機。

帶鋼在修磨機上的作業程序為：鋼卷裝入開卷機將頭部送向傳動輥道，切頭后送入焊機與前一卷的尾部焊接，然后送入修磨機修磨。修磨后從出口側進入脫脂裝置，經過脫脂烘干后送入卷取機重卷，并在重卷過程中重新墊紙。

修磨機可正轉，也可逆轉；可連續修磨也可反復修磨；可以多卷鋼連接作業，也可單卷修磨。不過單卷修磨時，頭尾端不能磨，影響成材率。

3、修磨用砂帶

砂帶是帶鋼修磨最基本的材料，是決定修磨效率和質量的關鍵。修磨砂帶由磨料、基體材料和粘結劑三部分組成。磨料多使用人造磨料，如氧化鋁及碳化硅。而不銹鋼修磨使用的是氧化鋁材質的砂帶。碳化硅硬度很高，但韌性低，使用中容易斷帶。

基材有布質和紙質的。布質的用棉布或聚脂纖維；紙質的用牛皮紙，粗磨用的砂還一般均為布質，精磨時有的用紙質帶。

粘結劑使用天然膠和合成樹脂，并加添加劑。

根據磨料粒度不同，砂帶分為許多品號，其中80號～240號為粗粒，240號以上為細粒。不銹鋼修磨一般都使用粗粒帶，其中最常用的是80號、100號、120號、150號4種。

4、影響修磨質量的因素

帶鋼修磨最基本的要求，一是良好的磨削性以保證修磨效率；二是得到良好的加工表面。而影響磨削質量的因素，主要有：

①砂帶粒度  一般來說，砂帶的粒度愈粗，磨削量愈大，但磨面愈粗糙。因此實際使用中往往是把不同粒度的砂帶組合起來使用。前道次用粒度較粗的砂帶，有利于消除原板的表面缺陷，后道次用料度較細的砂帶，可將前道次的粗磨紋去掉。

另外，砂帶的修磨特性與砂輪不同。砂輪上面的砂粒磨損、脫落，下面又暴露出新的砂粒，其修磨性能并不變。而砂帶經過一定時間的修磨，砂粒頂端磨損和脫落后下面不再有新的砂粒，因而砂帶的粒度隨著修磨時間而變，原來用的80號砂帶，經過磨耗，可以變成100或120號，所以，新、舊砂帶一般要區分開，用過的要記錄使用時間，在多頭修磨機組上，前面磨頭上使用過的砂帶，可裝在后面磨頭上的繼續使用。

②研磨壓力  研磨壓力愈大，磨削性愈好。但壓力過大，容易損壞砂帶，所以實際操作中應選擇適當的壓力。

③接觸輥  接觸輥是砂帶與帶鋼互相接觸的部分，其輥徑、形狀、襯膠硬度對磨削量和磨面粗糙度有很大的影響。

輥徑減小，則砂帶與帶鋼的接觸面積減小，即在同等壓力下，砂帶接觸部分單位面積上的壓力增大，從而使磨削量增大，同時表面變粗。但是，由于強度、動平衡等的限制，輥徑不可能很小。

接觸輥的輥面要加工成槽溝狀。槽溝的峰谷比和角度不同，修磨性能不同。峰谷比（峰/谷）愈大，溝槽的角度愈銳，磨削性能愈好。

襯膠硬度低，則因接觸而導致變形，使實際接觸面積增大。硬度高則修磨性能好。

④帶鋼運行速度  運行速度也是修磨的一個根本問題。速度慢比速度快的磨削量大。若僅考慮修磨量，則單頭修磨機的修磨速度約為4頭修磨機的1/4即可得到相同的磨削量。

⑤砂帶的張力和線速度  砂帶套在張力輥和接觸輥之間，通過張力輥給予張力。張力如果太大，砂帶就會斷裂和延伸，不能進行修磨；如果張力太小，會產生滑動，同樣不能修磨。張力應設定在不影響本體機械性能的最大值上。

砂帶的線速度決定修磨面上的修磨力（接觸輥的切應力）。轉數如果過高，在一定的動力條件下修磨力下降。通常在不銹鋼精磨時，砂帶線速度大約為20m/s左右。

⑥潤滑油  帶鋼通常用濕法修磨，即修磨中使用修磨油（潤滑油）。潤滑油除了起潤滑作用外，還有冷卻和滲透作用，這對提高修磨的經濟性和表面質量都很重要。在選油時，除注重修磨性能外，從防火角度考慮要選擇燃點高的油，一般均使用燃點高的礦物油。

5、不銹鋼的修磨工藝

不銹鋼的修磨工藝包括砂帶的選用和組合，修磨壓力、修磨速度的確定等，上面已作了說明，在具體使用時，要根據實際情況明確規定操作規程。

需要加以說明的其他問題是：

①各種鋼的修磨性能  不銹鋼的修磨性能因鋼種、退火狀態而異。磨削性能用SE（表示磨去單位量的金屬所需要的能量大小）來評價。

SE=所需的修磨動力X帶鋼寬度X修磨深度X修磨速度

有代表性的3個鋼種SE值的相對關系為410（馬氏體鋼）＜430（鐵素體鋼）＜304（Ni系奧氏體鋼）。即410比304容易修磨。

②修磨工藝流程  中間修磨是在熱軋卷退火酸洗以后或在冷軋成中間規格退火后進行。熱軋卷修磨時為改善板形，通常在修磨前要進行一次小壓下量的冷軋（例如10%的變形），修磨后可以不經退火直接冷軋。在中間規格上修磨時，規格應盡量選得厚一些，有利于提高效率和質量。成品修磨在最終退火后進行。修磨后要經過平整，修正板形。

③修磨道次   要根據帶鋼的表面狀況、產品的要求和機組的生產能力具體確定。一般一個面只磨1～2次。由于修磨機每個道次一般只能磨去0.01～0.02mm，因此，只適用于磨一般性缺陷。嚴重的冶金缺陷（如大重皮）和熱軋的深劃傷，難以用修磨機消除，應在前部工序解決。

中間修磨通常都磨2面。而成品修磨按理只磨一面，因為修磨產品一般只保證單面質量。但是單面修磨后，修磨面上會產生應力變形，使帶鋼出現波形，在以后的平整中難以完全消除。為此，需要對反面進行一道同等應力變形的修磨。不過，這種修磨不一定和正面有同樣的磨紋，只做一般性修磨即可。

6、修磨品的表面缺陷

精磨后的帶鋼表面成為最終成品表面，因此對修磨產生的表面缺陷必須注意。

修磨后若產生表面缺陷，重要的是查明缺陷的位置，以便采取適當處理措施。因此應對修磨后的表面連續觀察，根據缺陷的間距判斷其產生部位，這是修磨作業的一項重要工作。

例如，砂帶表面存在缺陷時，可根據砂帶轉數形成的間距找到缺陷。間距=通板速度/砂帶轉數=通板速度X砂帶周度/砂帶線速度。如果接觸輥轉動產生缺陷，則間距=通板速度/接觸輥轉數

修磨產生的主要缺陷有

①振紋  修磨機機械振動產生的缺陷，但有時也是因帶鋼本身凹凸不平產生的。防止措施是改進機械振動和改善接觸輥的動平衡。

②磨紋不良  主要是砂帶砂粒局部脫落造成。有時是砂粒中混入異種粒度，這時要更換砂帶。

③研磨條痕  修磨方向上產生的光澤不均的缺陷，與基體相比，有時顯白、有時顯暗。產生原因是擦拭用具不干凈或砂帶脫粒。

7、修磨作業的防火

在修磨作業中，砂帶與帶鋼磨擦很容易產生火花，使潤滑油由于摩擦熱溫度升高被霧化、氣化就很容易著火。另外，砂帶本身是易燃品，加上機械設備（如軸承軸瓦）連續運轉，也會造成局部溫度升高。因此修磨作業是非常容易發生火災的一個工序，作業人員必須有強烈的防火意識，除了必須設置一般滅火器材外，還要裝設二氧化碳自動滅火裝置。

五、不銹鋼精整工藝

精整是不銹鋼生產的后部工序。產品的尺寸規格和質量能否滿足用戶要求，精整有很大作用。通常不銹鋼精整包括平整、矯直、縱切、橫切等工序。由于平整的特殊性，它既可說是精整，又可說是最后一道冷軋。

（一）冷軋不銹鋼的平整（調質軋制）

平整是冷軋不銹鋼精整的第一道工序，也是冷軋的最后一道工序。它不以減小厚度為目的，而是①改善力學性能，保證產品的成形加工性；②修正板形，得到平直的鋼板；③根據用戶的使用要求，加工光面或麻面板，并改善表面質量。

經過冷軋、退火和酸洗的帶鋼，除了個別情況外，都要經過平整。

對于鐵素體不銹鋼來說，平整最重要的目的是改善力學性能。鐵素體不銹鋼，也包括一些低碳馬氏體鋼，退火后和其他軟鋼一樣在拉伸變形時會產生“屈伏延伸現象”，表面上產生絨狀或樹枝狀的不均勻變形花紋，即所謂滑移線。這種材料在隨后加工時會出現“折皺”和“荷葉邊”，嚴重損壞產品的價值。為消除這種缺陷，需要對帶鋼作適當的輕冷軋（平整），使其預先產生一個均勻的永久變形，從而在拉伸變形中不產生“屈狀延伸”。

改善力學性能的平整壓下率調整余地很小，一般為0.8%～1.2%。為了更精確，通常采用控制延伸率的方法。這樣，延伸率就成為控制產品性能的一個指標。在作業標準中要規定出調整的數值。用戶對成形性有特殊要求時，要在技術條件中注明。

延伸率用裝在平整機上的延伸率儀檢測。理論上是檢測入口側鋼卷長度和出口側鋼卷長度之比。實際上并不直接檢測鋼卷長度，而是分別檢測張力輥轉數（沒有張力輥時，為偏導輥的轉數）相應的脈沖數來計算。

平整的第二個目的是改善板形。不論什么鋼種、什么用途都要求鋼板平直，而退火酸洗后的帶鋼板形一般不理想，需通過平整來修正。Ni系不銹鋼和高碳Cr不銹不存在控制延伸率的問題，修正板形遂成為主要目的。

平整的第三個目的是改善表面的精加工狀態。不銹鋼根據用途不同，表面狀態有光面（如2B板）和麻面之分。光面板要求具有良好的光潔度，需用光潔度很高的軋輥平整；而麻面板是一種無光澤板，需要用打毛處理的軋輥平整。除此之外，帶鋼上的某些表面缺陷通過平整壓下也可以有所改善。

1、平整機和平整輥

平整是一種輕冷軋，壓下率很下。為有利于修正板形和改進表面狀態，通常使用大直徑的軋輥。平整機有二輥可逆和四輥可逆式，使用普遍的是二輥軋機。

除了主機外，還有配套設備和附屬設備，如前后卷取機、拋光器、延伸率儀、卷（墊）紙機等。前后卷取機用于卷取帶鋼，并建立軋制張力。拋光器用于平整輥表面的拋光（用1000號的環形砂帶），可以沿輥身橫向移動。新換的平整輥都要用拋光器拋光。延伸率儀用于檢測延伸率，一般采用晶體管元件的數字式延伸率儀。

卷（墊）紙機用于卷紙（開卷時）和墊紙（重卷時）。不銹鋼帶的生產特點：一是各工序鋼卷卷取時都要層間墊紙，以保護表面不受損傷。平整是冷軋的最后一道工序，特別要防止擦傷和紙皺（紙印）。平整使用的紙有兩種。一種是白紙，用于BA板濕法平整；一種是茶色紙（工藝紙）用于2B等鋼板的平整。

平整機上使用的工作輥對產品質量有很大影響，故對輥子的表面有嚴格要求。2B等光面板平整時，輥子表面須用600號砂輪修磨，保證其光潔度，同時不得殘留有螺旋紋、振紋等缺陷，麻面板平整時，輥子表面須用專門的打毛設備進行打毛處理。

平整輥的輥型也很重要，為了保證板形，必須帶凸度，一般平整Ni系不銹鋼時，使用凸度較小的輥子；而平整Cr系不銹鋼時，要用凸度較大的輥子，而且厚度愈薄使用的輥子凸度愈大。

2、平整工藝條件

除上述外，平整工藝還需控制以下條件。

①干法平整和濕法平整  在工作輥和帶鋼之間不加任何潤滑劑的平整稱為干法平整；相反，則稱為濕法平整。

干法平整的磨擦系數大，鋼板難以延伸，所需軋制壓力較大，但邊部折皺小，板形易調整。可是當輥子不凈時，容易發生外來物壓人缺陷，而且平整后較易生銹。

溫法平整與干法相比，有洗凈異物的作用，外來物壓入減少，并可防止因輥子發熱造成的異常凸度。潤滑劑還有中間防銹劑的作用，平整潤滑劑一般用水溶性液體（乳化液）。

這兩種方法的選用應根據設備條件和品種決定。但不銹鋼平整在多數情況下仍使用干法平整。

②平整道次和壓下率  平整道次一般為一道次，但也有2-3道次的。壓下率要根據鋼種決定。鉻系鋼中的鐵素體鋼和低碳馬氏體鋼壓下率一般控制在1%左右，而鎳系鋼和高碳馬氏體鋼則要根據板形決定，壓下率可以大一些，但不超過2%，以免引起加工硬化。

③軋制壓力  不銹鋼平整的軋制壓力在100-1000t范圍內調整，應根據鋼厚度、材質、板形的波動，邊觀察工作輥出口側的板形，邊加以調整。

在同樣的條件下，軋輥凸度大時，軋制壓力大，凸度小時軋制壓力小。

④軋制張力  軋制張力對平整延伸率有很大影響，對改進板形也頗重要。一般認為，軋制張力大致為材料抗拉強度的30%-60%。

平整張力以平整輥為中心，分為人口、出口張力。應根據原板的板形、卷取情況、延伸率、帶鋼厚度等調整。但這兩種張力差如果太大時，會產生滑動現象。

另外，工作輥的線速度差以及工作輥與帶鋼間的摩擦力也產生張力，故要注意控制工作輥的轉速。

（三）不銹鋼的精整工藝

1、矯直

不銹鋼板對平直度的要求很嚴格，雖然經過平整對板形進行了一次修正，但要生產出完全平直的鋼板，還必須進行矯直。

帶鋼矯直最通用的是反復彎曲矯直法（也稱輥式矯直法），其功能是：使帶鋼在一組帶斜度而交錯配置的上下輥之間通過，使其產生彎曲變形而矯直。常用的有13，17，19，23輥等矯直機。帶鋼邊浪和中間浪矯直時，用支承輥使矯直輥產生相應的撓曲。

除輥式矯直外，隨著對平直度要求的提高，又開發出拉伸矯直機，多用于薄帶的矯直。最常用的是反復彎曲拉伸矯直法。拉伸矯直是將帶鋼先伸長矯直，由于矯直后的帶鋼處于應力分布不均狀態，隨后再用各種輥子彎工加工去消除，達到矯直目的。其矯直輥有多種配置，需根據具體情況來確定。

2、縱切

當帶鋼成卷交貨時，要在縱切機線上用圓盤剪切去毛邊，為適應來料的寬度變化，圓盤剪距離可以調整。圓盤剪操作主要在于適當調整上下剪刃的間隙量和重合量，間隙量一般隨著材料厚度而增大，一般為材料厚度的7-12%，而重合最雖與材料厚度有關，但不完全是對應關系，應結合操作經驗確定。

縱切機組的另外一個功能是進行寬帶鋼的分條，分條寬度應根據用戶需求及成材率綜合決定。

3、橫切

當產品以切板狀態交貨時，帶鋼要在橫切機組上剪板，一般的橫切機組為連續剪切機組。機組上配置開卷機、圓盤剪、矯直機、打印裝置、墊紙裝置、定尺剪、垛板臺等設備，可多功能連續作業。

園盤剪和縱切機組類似，是為切去帶鋼毛邊設置的。切邊后的帶鋼寬度要保證達到標準要求，公差范圍一般控制在+1.0mm-0的水平上。切下的毛邊帶用卷邊機卷取。

切邊后的帶鋼送入矯直機矯直。如前所述，大部分采用輥式矯直機，也有的采用拉伸矯直。為矯直不同厚度的帶鋼，有時要設置兩臺矯直機。例如太原鋼鐵公司的新橫切機組就分別設置了13輥和19輥矯直機各一臺。矯直方法可用干式或濕式，或干式和濕式兩用矯直。濕法矯直時，要用烘干機烘干。矯直機的壓下量、傾斜量和輥子凸度，要按一定的規范調整，使矯正出來的鋼帶平直。

矯直后的帶鋼通過墊紙機自動墊紙（如為覆膜鋼板，則需表面覆膜），然后進入定尺剪。定尺剪設有自動定尺裝置。定尺和剪切同步進行。剪切精度可以達到±1.0mm/1000mm。

剪切后的鋼板在輸送帶上在線檢查后送入垛板臺。垛板方式分真空垛板和機械垛板。通常1.2mm以上的厚板采用機械垛板，1.0mm以下的要用真空垛板。

現代化的橫切機組都實行自動控制。機組各部分可以聯動操作、連續作業，生產效率較高，產品質量也有保證。