電梯行業(yè)

電梯轎廂內(nèi)板、轎門、廳門、門套,扶梯的裙板和內(nèi)外蓋板等可以采用不銹鋼復(fù)合冷軋卷板替代 原先純不銹鋼冷軋卷板,可節(jié)約成本30%~60%,這對電梯行業(yè)的發(fā)展帶來極大利好。隨著北京、上海等一線城市老舊住宅電梯安裝計劃的逐步推進(jìn)及高層建筑和公共設(shè)施的開工建設(shè),將會進(jìn)一步加速電梯行業(yè)的發(fā)展。如圖2所示,2000年我國電梯產(chǎn)量為3.75萬臺,之后呈現(xiàn)穩(wěn)步增長趨勢,到2010年我國電梯產(chǎn)量增長到36.50萬臺,之后以平均每年以15.9%的速度快速增長,2015年產(chǎn)量達(dá)到76.00萬臺,按照每臺電梯平均用不銹鋼復(fù)合板810kg 計算(平均每臺電梯按20站層),電梯行業(yè)每年需要 不銹鋼復(fù)合板約為62萬t。預(yù)計到2020年,我國電 梯產(chǎn)量將達(dá)到108萬臺,電梯用不銹鋼復(fù)合板需求量將達(dá)到87萬t。

吸排煙機業(yè)

不銹鋼材質(zhì)的吸排煙機面板和罩板清潔美觀易于維護,越來越受到市場的追捧。不銹鋼復(fù)合板在成本和材料加工成形方面具有較大優(yōu)勢,其在該行業(yè)具有巨大的市場空間。如圖3所示,2006年我國吸排煙機為1089.9萬臺,之后每年平均以12%的速度快速增長到2012年的2106.7萬臺,20142016年間受房地產(chǎn)調(diào)控的影響,吸排煙機的增長速度放緩,年平均產(chǎn)量達(dá)到約2910.0萬臺,按照每臺吸排煙機用不銹鋼復(fù)合板材14kg計算,每年預(yù)計需求量為40萬t。隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)的推進(jìn)和 城鎮(zhèn)化人口的不斷增長,市場對油煙機的需求量也 將會不斷增長,必將帶動不銹鋼復(fù)合板材需求的大幅增長。

建筑裝飾

建筑中對門窗材料的功能性、裝飾性、工 藝性等要求較高,不銹鋼冷軋復(fù)合鋼板將是今后高 層建筑、沿海建筑的316不銹鋼管材料。不銹鋼門窗較鋁金門窗具有高的抗風(fēng)載強度、保溫性和耐腐蝕性, 但不銹鋼的彈性模量較高,在軋制過程中殘余變形 大,尺寸精度難以控制。而不銹復(fù)合鋼板因碳鋼基板和復(fù)材的巧妙設(shè)計,使其深加工性能較好,是當(dāng)今316不銹鋼管具有發(fā)展?jié)摿Φ男滦烷T窗用材,已經(jīng)受到建筑行業(yè)選材者的青睞。預(yù)計2020年對其需求量在50萬t以上。

此外,高層建筑中的幕墻是提高建筑物外 裝飾、豐富城市景觀的關(guān)鍵,復(fù)合不銹鋼通過表面拉絲、刻花,裝飾效果,格調(diào)高雅、明快、鮮亮醒目、可靠,是鋁合金板、鍍鋅板、彩涂板不可比 擬的,已經(jīng)成為我國建筑裝飾的趨勢。2017年新修建的青島新機場航站樓22萬m2屋面全采用不銹 鋼拼裝,不僅耐腐蝕性能強,對沿海高鹽高濕環(huán)境有極強的適應(yīng)性,使用年限遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋁合金屋面和鍍鋁鋅鋼板屋面,且維護成本低,綜合性價比高。目前我國每年安裝幕墻將達(dá)到600萬m2以上,按 每平方米用不銹鋼復(fù)合板材12kg計算,年需求量將達(dá)到7萬t以上,而隨著金屬幕墻應(yīng)用的逐步推廣,這一需求量將會穩(wěn)步增長

車廂結(jié)構(gòu)

不銹鋼在鐵路列車、地鐵、公交等車輛中的應(yīng)用越來越多,主要是由于其耐蝕性能、疲勞強度、耐高溫防火性能、輕量化和性能等較鋁合金和碳鋼有明顯優(yōu)勢,而且制造過程中省略了涂裝工序,基本省去了后續(xù)維修費用,是目前較為經(jīng)濟的車體用材。2016年我國高速鐵路運營里程達(dá)到2.2萬km,城市地鐵運營里程為2764km,列車車輛數(shù)達(dá)到約5.1萬輛,而純不銹鋼車量僅占約3.4%,不銹鋼用鋼量約1.6萬t,考慮到新建鐵路、城市地鐵和普通客運列車的更新?lián)Q代等因素,不銹鋼復(fù)合板在該領(lǐng)域的應(yīng)用有著巨大的增長空間。

日用五金類及其他

目前市場上不銹鋼日用五金類產(chǎn)品不斷增多涉及領(lǐng)域非常廣泛,如廚房設(shè)備、食用器皿、晾曬支架、櫥柜面板、裝配式結(jié)構(gòu)件、電氣柜體、辦公設(shè)備、水箱、冰箱、洗衣機、熱水器、防盜門等。隨著我國“十三五”綱要的不斷推進(jìn),到2020年國內(nèi)生產(chǎn)總值和城鄉(xiāng)居民人均收入比2010年翻一番,這將帶動居民生活消費水平的提高,民用不銹鋼日用制品消費空間將繼續(xù)擴大,不銹鋼在此領(lǐng)域的消費量呈增長態(tài)勢,預(yù)計2020年消費量將達(dá)到640萬t2,而性價比的不銹鋼復(fù)合板也將會迎來廣闊的市場空間。

鐵素體不銹鋼軋制工藝可以減少加熱爐能耗,降低內(nèi)燒損,提高熱軋產(chǎn)線的成材率。同時由于出鋼度較低,可以抑制板坯中合金元素在氧化層和基界面處的富集,提升后續(xù)產(chǎn)品的表面直以來受到各個鋼鐵企業(yè)的關(guān)注。

國外從20世紀(jì)70年代開展了鐵素體不銹鋼軋制工的研究。近年來,國內(nèi)企業(yè)對其也進(jìn)行了相關(guān)研究,例如:漣鋼使用CSP對C質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.04%的令軋基料進(jìn)行鐵素體不銹鋼軋制試驗,發(fā)現(xiàn)鐵素體不銹鋼軋制產(chǎn)品的晶粒比奧氏體不銹鋼軋制的晶粒粗大,抗拉強變和屈服強度更低,沖壓性能提高。寶鋼1580mm產(chǎn)線嘗試MRT2.5CA的生產(chǎn)不銹鋼,熱軋產(chǎn)品的抗拉強度、屈強比升高,塑性降低。唐鋼開展了CSP生產(chǎn)低碳鋼的相關(guān)研究,得出了和奧氏不銹鋼體軋制相比

較的性能特點。北京科技大學(xué)等高校也開展了相關(guān)的基礎(chǔ)技術(shù)研究-8。

但是,在傳統(tǒng)熱軋機組上系統(tǒng)性研究推進(jìn)鐵素體區(qū)軋制工藝并批量穩(wěn)定生產(chǎn)還不成熟,對帶鋼邊部質(zhì)量的研究更少。由于出鋼溫度較低,熱軋帶鋼表面氧化鐵皮的控制難度大大降低,但是邊部細(xì)線、翹皮狀缺陷發(fā)生率增加,影響了不銹鋼管終產(chǎn)品的使用。本研究旨在結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)實際情況,對鐵素體區(qū)軋制工藝下邊部翹皮缺陷的成因及控制措施進(jìn)行了研究,為批量穩(wěn)定生產(chǎn)提供了保障措施。

2缺陷成因分析

缺陷宏觀形貌

在超低碳鋼鐵素體不銹鋼軋制的過程中,粗軋區(qū)溫度低,由于除鱗高壓水的沖刷板坯的表面和邊角部位溫度更低,局部區(qū)域可能進(jìn)入(a+y)兩相區(qū),隨著奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)變,在奧氏體相界面上產(chǎn)生的薄膜狀的先共析鐵素體的變形應(yīng)力較小,外部應(yīng)力容易在鐵素體相集中。因局部累積變形較大,在先共析鐵素體中產(chǎn)生了很多孔隙,孔隙生長、合并而導(dǎo)致脆裂-0,加上變形不均勻很容易產(chǎn)生邊部翹皮狀缺陷,宏觀形貌。

不銹鋼型材生產(chǎn)用在316不銹鋼管軋機的軋制過程中,軋件腹板在承受水平輥壓下變形的同時,還承受翼緣從兩側(cè)施加的壓力,而翼緣的端部卻未有約束,并且與翼緣外側(cè)面接觸的立輥是被動輥,使得軋輥對于翼緣壓下造成的翼緣展寬變形要大于腹板部分的展寬變形,這就要求在軋制中軋件翼緣的壓下率要略大于腹板,其比值一般為1.002~1.0282,并且2≥1,故△2>△1?，F(xiàn)有316不銹鋼管軋機立輥半徑Rv與水平輥半徑R之比Rv/RH≈0.6~0.7,也就是2Rv=(1.2~1.4)RH>RH。

翼緣的變形區(qū)長度:Lv=√2Rv△2

腹板的變形區(qū)長度:LH=√R△

式中:t1、12分別為H型鋼腹板、翼緣厚度,mm;△1、△2分別為316不銹鋼管軋機水平輥、立輥對腹板、翼緣的壓下量,mm;R、Rv分別為316不銹鋼管軋機水平輥、立輥的軋輥半徑,mm;LH、Lv分別為軋件變形時腹板、翼緣的變形區(qū)長度,mm

由上述分析可知,Lv>LH,如圖2所示,即翼緣的變形區(qū)長度大于腹部的變形區(qū)長度。 可以把變形區(qū)分為兩個區(qū)域:I區(qū)僅立輥對翼 緣有壓下,水平輥與軋件腹板無接觸的區(qū)域;Ⅱ區(qū) 腹板與翼緣同時被壓下的區(qū)域。軋制時腹板和翼 緣與軋輥開始接觸的位置不同,故壓下不是同時開 始,翼緣首先被壓下,然后是翼緣和腹板同時被壓 下。在區(qū),腹板的厚度遠(yuǎn)小于翼緣的寬度,立輥 所施加的力,到達(dá)翼緣的外側(cè),首先是形成了腹板 的變形,使其高度減小,厚度增加,當(dāng)其高度減少到 翼緣內(nèi)側(cè)與水平輥側(cè)壁相接觸時,接觸部分的翼緣 開始變形。在I區(qū),翼緣的變形是不均勻的。在Ⅱ 區(qū),同一橫斷面上腹板和翼緣同時變形,對腹板來說,水平輥上下對稱施加變形,壓下量△t1=LRH,翼緣只有一面受到立輥壓縮,另一面與水平輥的側(cè)壁接觸,可以認(rèn)為其壓下只為立輥所施加,即△2=La/2Ry,由于2Ry>R,故△2<△1,翼緣的壓下量小于腹板的壓下量。而且由于翼緣厚度大于等于腹板厚度,所以其相對壓下率(或相對壓下速度)也不同,但翼緣的壓下率小于腹板的,如兩者是分開的,則腹板的延伸率大于翼緣的延伸率。由于兩者是一個整體,相互平衡,就形成了H型鋼在生產(chǎn)過程中腹板出現(xiàn)舌頭,翼緣靠近腹板部分的延伸大于側(cè)邊的現(xiàn)象。

不銹鋼工藝管道焊縫附近的銹蝕

國內(nèi)某工地正在安裝的設(shè)備,其中有0r18Ni10不銹鋼的工藝管道和接頭。焊接后,在臨近海洋大氣的工地倉庫中存放不到一個月,就在焊縫附近出現(xiàn)了嚴(yán)重的黃褐色銹蝕,

經(jīng)微觀檢查,焊接熱影響區(qū)有C2C6碳化物析出,但晶間腐蝕檢驗表明,由于管材為超低碳的018N10,因此并無晶間腐蝕存在。根據(jù)對銹層的微觀檢查,銹層也有明顯的三層結(jié)構(gòu)。

三層結(jié)構(gòu)的化學(xué)成分分析(俄歇能譜分析)結(jié)果。從這些結(jié)果可知,A層和B層均為貧鉻層。同時,根據(jù)分析,銹層表面上還存在濃度高達(dá)3.65%的C-,此C-直到銹層深度達(dá)100004°后才逐漸消失。銹層厚度在大約50000°的范圍內(nèi),含氧量也高達(dá)20%以上?？梢哉J(rèn)為:由于焊接過程高溫下引起焊縫附近氧化,鉻首先產(chǎn)生氧化而導(dǎo)致貧鉻層的