Производство коррозионностойкой (нержавеющей) листовой стали

Коррозионностойкая (нержавеющая) тонколистовая сталь (она же нержавеющий лист 12х18н10т) широко используется в химическом машиностроении, в нефтяной и пищевой промышленности, для изготовления предметов бытового назначения (стиральные машины, посуда, столовые наборы) и т.д

В зависимости от химического состава и структуры коррозионно-стойкие стали подразделяются на несколько классов. Наиболее распространенными являются стали аустенитного класса, содержащие около 18 % Сг и 9-10 % Ni (марки 12Х18Н9, 12Х18Н10Т и др.). Эти стали хорошо противостоят воздействию агрессивных сред, обладают высокой прочностью и пластичностью, относительно хорошо свариваются. Стали аустенитного класса немагнитны.

Многие нержавеющие стали, особенно аустенитные, сильно упрочняются при холодной деформации. Это вызывает соответствующий рост контактных давлений и усилий. В связи с этим иногда приходится разделять процесс прокатки на несколько циклов с промежуточными термообработками.

Исходным материалом для холодной прокатки служат горячекатаные полосы, чаще всего толщиной 3-4 мм, поступающие с полунепрерывных или непрерывных станов, в более редких случаях - со станов с печными моталками или планетарных станов. Как правило, перед травлением и холодной прокаткой горячекатаные полосы нержавеющих сталей проходят смаягчающую термическую обработку. Для сталей аустенитного класса такой смягчающей обработкой является закалка. Она заключается в нагреве полос до 1050-1150 С и быстром охлаждении в воде или на воздухе. Нагрев проводится в проходных печах непрерывного действия. Хромистые нержавеющие стали мартенситного или мартенсито-ферритного класса (марки 20X13, 30X13, 95X18 и др.) отжигают в колпаковых печах при температуре 760-800 °С с охлаждением на воздухе.
 

Рис. 1. Схема непрерывного закалочно-травильного агрегата:
1 - разматыватель; 2 — тянущие ролики; 3 — правильная машина; 4 — роликовый окалиноломатель; 5, 19 - ножницы; 6 - сварочная машина; 7, 18 - петлевые ямы; 8 — чистильное устройство; 9 - нагревательная печь; 10 — камера охлаждения; 11 — ванна щелочного или гидридного травления; 12,14 - устройства для промывки полосы; 13 — ванны кислотного травления; 15 — ванна пассивации; 16 — устройство для холодной и горячей промывки полосы; 17-сушильное устройство; 20 - моталка

Травление нержавеющих сталей осуществляется значительно труднее, чем травление углеродистых сталей. Применяются различные способы травления (химический, электролитический) и различные по своему составу травильные растворы. Достаточно эффективным и распространенным является комбинированный щелочно-кислотный метод травления. Он включает следующие операции: обработку полосы в расплаве щелочи NaOH и селитры NaN03 с добавкой поваренной соли NaCl (примерный состав среды: 60-65% NaOH, 35-30% NaN03, 5% NaCl) при температуре ванны 450-550 °С; травление в 10-18 %-ном растворе серной кислоты с добавкой 3 % поваренной соли при температуре 60-90°С; пассивацию и отбеливание в 6-8%-ном растворе азотной кислоты HN03 при 40-60 °С. Каждая операция длится 3-15 мин, после чего металл промывается в проточной воде.

В современных цехах, предназначенных для выпуска холоднокатаного нержавеющего листа, устанавливаются совмещенные закалочно-травильные агрегаты (рис. 1).

Холодная прокатка нержавеющих сталей ведется на станах разных конструкций. Чаще всего - это одноклетевые реверсивные станы кварто или 20-валковые. Иногда используются непрерывные станы. При небольших объемах производства применяются одноклетевые реверсивные и нереверсивные станы полистной прокатки (кварто).

Сортамент прокатываемых полос и листов очень разнообразен. Па реверсивных станах кварто прокатывают полосы толщиной 0,2-2,5 мм, на 20-валковых станах - более тонкие, до 0,05 мм. Максимальная ширина полос составляет 1200-1500 мм*, но часто прокатывают более узкие полосы и ленты.

Суммарное обжатие за один передел между термообработками на реверсивных станах кварто достигает 60-80 %, на 20-валковых станах -до 85-95%. Величина обжатий по проходам ограничивается теми же факторами, что и при прокатке углеродистых сталей. Обычно в первых проходах обжатие лимитируется допустимым крутящим моментом, а в остальных - усилием прокатки (прочностью валков). По ходу прокатки относительные обжатия уменьшаются. Максимальная скорость прокатки составляет 10 м/с.

В связи с высокими требованиями, предъявляемыми к качеству поверхности листовой нержавеющей стали, большое внимание уделяется подготовке поверхности прокатных валков. Во многих случаях применяются валки с полированной поверхностью 10-12 класса (по ГОСТ 2789-73).

После холодной прокатки следует термическая обработка для снятия упрочнения, полученного при деформации. Для аустенитных сталей, как уже отмечалось, такой обработкой является закалка, которая выполняется по режиму, указанному выше. Поскольку нагрев полос в проходной печи ведется без защитной атмосферы, после закалки необходимо травление. Обе эти операции могут выполняться в совмещенном закалочно-травильном агрегате (см. рис. 1). Коррозионностойкие стали мартенситного и некоторых других классов подвергаются отжигу в колпаковых печах в защитной атмосфере.

Дрессировка полос или листов нержавеющих сталей ведется с обжатием 1-2%. Основной целью дрессировки в данном случае является устранение волнистости и коробоватости полос, а также проглаживание их поверхности. При повышенных требованиях к плоскостности продукции дрессировку проводят в несколько проходов. С этой же целью применяется правка листов на правильно-растяжных машинах.

Часть листов и полос нержавеющей стали поставляется заказчикам в нагартованном, т.е. упрочненном состоянии. При этом заключительная термообработка не проводится, а величина обжатий при холодной прокатке (на последнем переделе) подбирается в соответствии с требованием по прочности металла. В зависимости от степени упрочнения сталь подразделяют на полунагартованную (ПН), нагартованную (Н) и особо нагартованную (ОН).

Одним из видов продукции, относящейся к листовой нержавеющей стали, являются шлифованные и полированные пластины. Они используются в качестве контактных прокладок при прессовании листов из целлулоида, винипласта, текстолита и других подобных материалов, обеспечивая их гладкую поверхность. Для шлифовки и полировки нержавеющего листа применяются высокопроизводительные полировальные станки с матерчатыми дисками, на которые наносятся абразивные пасты, а также станки с полировальными абразивными лентами. Стенки работают в автоматическом режиме. В результате полировки поверхность листов может быть доведена до зеркального блеска.

Источник: ООО "НОВЬСТАЛЬ"