304不锈钢抛光工艺控制与研究

穆景权

（山西太钢不锈钢股份有限公司不锈冷轧厂，山西 太原 030003）

生产实践·应用技术

304不锈钢抛光工艺控制与研究

穆景权

（山西太钢不锈钢股份有限公司不锈冷轧厂，山西 太原 030003）

通过对304不锈钢生产工艺研究，解决了304不锈钢冷轧板抛光性能差的问题。抛光时间由原来的40～90 min缩短至15～20 min，抛光后成品粗糙度降低至0.02～0.045 μm，使304不锈钢冷轧板抛光性能得到改善，抛光效率得以提高。

304不锈钢 冷轧 抛光 工艺控制

国内外市场对装饰用不锈钢需求量日益增加，尤其是在磨砂、抛光产品方面的增加尤为显著。随着市场竞争的日趋激烈，用户对冷轧产品的内在性能和表面质量提出了更高的要求，冷轧带钢的表面清洁度也越来越受到重视。304不锈钢具有良好的耐腐蚀性能、光亮表面等优点，被广泛用于家用电器、装饰用品等领域，从需求导向分析，此产品未来的发展趋势为厚度更薄、表面更光亮［1-2］。

太钢生产的高档面板类304不锈钢面板主要用于抛光装饰用。对这类高等级不锈钢表面的要求是，细腻并具有易抛光特性，一般的材料很难满足其加工需求。目前抛光用面板、装饰板等高等级产品占有率为88.85%，产品抛光后光泽度约为800～900。用于抛光的产品因钝化层厚造成用户抛光时间长、抛光后亮度不足等因素影响用户使用。因此，亟需解决304不锈钢冷轧板抛光性能差的问题。

1 304不锈钢冷轧板抛光性能的影响因素

导致304不锈钢冷轧板抛光性能差的主要原因为产品存在细小的点状缺陷和色差，产品细腻度不均匀，表面粗糙度高等。这些缺陷使产品品级降级，缺陷严重者会使其成为废品。缺陷的产生主要受热轧原料、酸洗工艺、冷轧轧制工艺等方面的影响［3］。

1.1 热轧原料

带钢在热轧过程中形成的氧化铁皮在轧制过程中嵌入基体，这种现象被称为氧化铁皮压入。热轧产品表面的氧化铁皮压入缺陷基本上是三次氧化铁皮和部分二次氧化铁皮。通常呈小斑点、鱼鳞状、条状、块状等不规则地分布于带钢上、下表面全部或局部，常伴有粗糙麻点状表面，有的疏松而易脱落，有的压入板面，经酸洗后，出现不同程度的凹坑。压入物成分和压入深度会对冷轧酸洗工艺的酸洗效果产生极大的影响［4］。

1.2 原料酸洗工艺

不锈钢热轧板退火酸洗的氧化铁皮预处理装备为破鳞机和抛丸机，一般采用破鳞机与抛丸机组合使用的预处理方式，以提高带钢表面氧化铁皮的除净率，同时改善板形和带钢应力。设置酸洗的目的是为了去除带钢表面的氧化铁皮和污染物，并对不锈钢表面进行钝化处理，赋予其特性。不锈钢生产一般采用“预酸洗+混酸酸洗”的模式［5-6］。

对于太钢来讲，生产304系列产品时，采用的是破鳞机与抛丸机组合使用的预处理方式，酸洗工艺采用的是“H2SO4预酸洗+HNO3/HF混酸酸洗”工艺。按照目前的破鳞、抛丸及酸洗工艺，冷轧原料酸洗后表面粗糙度大，影响钢板表面光洁度。

1.3 冷轧工艺

冷轧包括轧制工艺、成品酸洗工艺、平整工艺等，产生的表面缺陷主要有：轧制产生的钢板表面细腻程度差的表面缺陷；冷轧工序中产生的轻微振痕、板形不够平直和表面粗糙、轻微的线状缺陷；因成品酸洗工艺及平整工艺不能满足抛光料光泽度要求而产生的钢板表面光泽度差的缺陷。

2 改善冷轧板抛光性能的措施

结合厂区生产实际以及影响冷轧板抛光性能的因素，提出了以下措施。

2.1 控制原料质量

针对上述热轧原料缺陷的不良影响，采取了两方面的控制措施：热连轧厂改善其原有的生产工艺，以减少气泡、夹杂、氧化皮压入等缺陷的产生；同时加强管理监督，控制好每个生产工序的产品质量。典型304不锈钢的化学成分见表1。

表1 304不锈钢的化学成分 %

2.2 优化原料抛丸酸洗工艺

通过优化改进破鳞、抛丸及酸洗浓度，降低原料酸洗后表面粗糙度。

2.2.1 抛丸工艺的优化

调整破鳞工艺，将断后伸长率由2%以下提高至3%。

合理配比下砂因数及抛头转速，使下砂因数由1.8降低至1.2～1.5，并通过试验将抛丸速度由原来的2 100～2 200 r/min降低至1 750～1 850 r/min，在充分清除钢板表面铁鳞的条件下，保证能有效降低钢丸在钢板表面的击打力度，避免由于钢丸击打力度过大造成的麻点及小坑。

为保证钢板粗糙度及清洁度，在适当调整抛丸参数的同时，对介质的粒度及配比进行攻关及质量跟踪，并通过试验，将混合磨料不同粒度（0.18～0.25、0.3～0.5、+0.5 mm）质量配比由原来的2∶4∶4调整至最佳值2∶6∶2。

2.2.2 热线酸洗工艺的优化

热轧原料卷在酸洗时主要发生式（1）—（5）的化学反应。经过原酸洗工艺处理后，表面质量差，粗糙度高，可能是由于酸浓度过高引起的热轧板表面“过酸”现象而引起的。即在相同的过线速度条件下，由于预酸洗段和混酸酸洗段的酸洗浓度高，酸与附着在热板表面的氧化铁皮反应后，又继续与基体发生反应，导致基体表面粗糙不平，引起表面粗糙度增大。

因此，通过调整原料酸洗工艺，硫酸质量浓度由300～330 g/L降低至260～280 g/L，硝酸质量浓度由220～260 g/L降低至150～160 g/L，氢氟酸质量浓度由30～35 g/L降低至20～25 g/L。原料抛丸酸洗工艺参数见表2。

表2 优化前后原料抛丸酸洗工艺参数对比

2.3 改善冷轧工艺

表3为304不锈钢冷轧工艺改进前后的工艺参数。由表3可知，通过试验控制轧制总变形量以及首道次变形量后，总变形量由50%～60%提高至75%左右，首道次变形量由28%～30%降低至21%以下，首道次轧制速度由原来的 400 m/min降低至150 m/min，中间轧辊轧制速度由800 m/min降低至400 m/min，末道次轧制速度由300 m/min降低至200 m/min。

通过试验调整成品退火酸洗工艺。降低板温15～20℃，提高晶粒度，晶粒度由原来的7～8级提高到8～9级。保持过钢工艺速度不变，提高硬度，细化晶粒度。在成品酸洗工艺阶段，氢氟酸浓度由15 g/L降低至5 g/L以下。

研究平整工艺，调整辊型、压力配置，试验多道次平整对表面光泽度及细腻程度的改善效果。优化轧辊磨削工艺，提高轧辊磨削抛光质量及单位时间加工数量。

表3 冷轧工艺参数优化

3 结果分析与讨论

3.1 试验结果

通过粗糙度仪和光泽度仪对工艺改进前后的产品光泽度和粗糙度进行了测量，所得结果如下页表4和表5所示。从表4、表5中可以看出，经过工艺改进以后，BA板的光泽度有了大幅提高，抛光前的光泽度从400～500提高到700～800，抛光后的光泽度由800～900提高到1 100～1 300。由于抛光前表面光泽度的提高，省去了粗抛工序，降低了生产成本；同时，抛光时间由原来的40～90 min缩短至15～20 min，缩短了抛光时间，提高了生产效率。另外，冷轧后钢板表面的细腻程度较改进前有大幅提升（见图1）。

表4 工艺改进前后BA板光泽度比较

表5 工艺改进前后8K板粗糙度比较 μm

图1 304不锈钢冷轧板表面质量对比

3.2 所创效益

1）抛光用高等级板的年需求量为119 500 t以上，改进后平均合格率提高20%，按照吨钢500元收益计算，则可产生效益1 195万元。

2）工艺改进后，可减少不合格品的二次返工处理步骤费用285元/t，可创造效益681万元，合计年可创效1 876万元。

4 结语

通过对冷轧生产线原料酸洗抛丸工艺、轧制工艺、成品酸洗工艺、平整工艺以及轧辊磨削工艺进行改善，冷轧板抛光性能得到改善，抛光用高等级产品细腻程度达标，用户抛光效率提高，产品档次提升，创造了直接和间接的经济效益。

［1］ 李富强，洪利.提高轧后带钢表面清洁度的措施［J］.鞍钢技术，2008（1）:40-44.

［2］ 刘天增，潘吉祥，王建泽.SUS304不锈钢点状缺陷对研磨性能的影响［J］.甘肃冶金，2013，35（1）:39-42.

［3］ 于世川，李一栋，梁振威.提高冷轧表面质量的工艺研究［J］.金属世界，2009（4）：12-16.

［4］ 李华明.宝钢2 050 mm热轧带钢表面氧化铁皮缺陷控制［J］.宝钢技术，2007（3）：37-40.

［5］ 张兵.特殊不锈钢热带退火酸洗工艺特点［J］.轧钢，2011，28（4）：31-33.

［6］ 叶永生，柯可力，彭建国.预酸洗工艺对SUS430热轧卷酸洗能力及粗糙度的影响［J］.宝钢技术，2014（4）：38-40.

（编辑：胡玉香）

Research and Process Control of 304 Stainless Steel’s Polishing Performance

Mu Jingquan
（Stainless Steel Cold Rolling Plant，Taiyuan Iron&Steel Co.，Ltd.，Taiyuan Shanxi 030003）

Through the research of 304 stainless steel mill production process，the problem of poor polishing performance of 304 cold-rolled sheets is solved.The time of polishing is decreased from 40～90 minutes to 15～20 minutes，and the roughness is decreased to 0.02～0.045μm.

304 stainless steel，cold rolling，polishing，process control

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2015.06.14

TG175

A

1672-1152（2015）06-0039-03

2015-09-30

穆景权（1976—），男，从事不锈钢冷轧工艺技术及质量控制管理工作，工程师。E-mail：mujq@tisco.com.cn