CN102671992A

CN102671992A - 一种易酸洗钢板的制备方法

Info

Publication number: CN102671992A
Application number: CN2012101721253A
Authority: CN
Inventors: 刘振宇; 曹光明; 孙彬; 王国栋
Original assignee: Northeastern University China; Shenyang University
Current assignee: Northeastern University China; Shenyang University
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2012-09-19

Abstract

一种易酸洗钢板的制备方法，属于冶金技术领域。本发明按以下步骤进行：冶炼钢水并连铸成板坯；然后用高压水除鳞，将除鳞后的板坯进行粗轧，然后进行精轧，精轧后冷却至500~550℃时，卷取后的冷却速率5～10℃/min，获得FeO的含量在25%以上的热轧态易酸洗钢种；精轧后冷却至650~700℃时卷取，卷取后的冷却速率1~5℃/min，获得氧化铁皮FeO的含量低于10%，结构均匀的冷轧态易酸洗钢种。本发明可以使得氧化铁皮厚度较传统工艺条件下减薄20~30%，使得带钢的酸洗速度由传统工艺条件下的150~160m/min提高到180~200m/min，既保证了钢板酸洗质量，又有效地提高了酸洗效率。

Description

一种易酸洗钢板的制备方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种易酸洗钢板的制备方法。

背景技术

热轧态的钢板在轧制过程中会在钢板表面产生一层氧化铁皮。典型的氧化铁皮结构由最外层较薄的Fe₂O₃层、中间Fe₃O₄层和靠近基体侧的FeO层组成。根据Fe-O平衡相图，在570~1371℃时，FeO处于稳定状态；在570℃以下时，FeO发生共析反应生成α-Fe+Fe₃O₄的混合物。在不同的热轧条件下，得到的氧化铁皮的结构和厚度是变化的。国内对产品表面质量还缺少足够的重视，一些节能技术的使用（高温热装和短时加热等），造成热轧带钢表面氧化铁皮不易去除、带钢表面出现红锈、铁皮压入及酸洗残留等问题，严重阻碍了产品档次的提升。尤其是国内酸洗板的表面质量经常会出现“欠酸洗”或“过酸洗”等现象。当发生“欠酸洗”时，钢板表面的氧化铁皮没有酸洗彻底，在钢板表面仍有残留，这样势必会影响钢板后续的生产工序；“过酸洗”现象是工厂普遍才用的生产方法，即在延长酸洗时间或增大酸的用量的前提下，使得钢板表面的氧化铁皮酸洗干净，有利于后续工序的开展。但“过酸洗”势必会增大环境污染，与现在国家提倡的“节能环保”的方针背道而驰，所以这个方法一定随着时间的推移逐渐被淘汰的。“易酸洗钢”的出现，打破了传统条件下易产生的“欠酸洗”或“过酸洗”等现象，它不仅提高了钢板的表面质量，还节能环保。“易酸洗钢”是指不改变现有的生产条件、不影响钢板本身性能的前提下，通过调整热轧工艺参数来降低热轧板带氧化铁皮的厚度、改变氧化铁皮的结构使钢板表面生成较多的易于酸洗的FeO，使得钢板在酸洗过程中可以减少酸的用量，减小酸洗时间进而提高了酸洗效率的钢种。

目前改善酸洗板表面质量、提高酸洗效率的方法有在传统酸洗生产线上，在开卷前或酸洗前，利用板带热轧后的余热，也可以通过热空气烘烤、热水浴、远红外辐射等方法均匀预热板带。使得进入酸洗槽前的板带温度在50~85℃，从而缩短氧化铁皮的酸洗时间。也有的通过调整酸液浓度、酸液温度及酸洗速度等参数来达到比较理想的酸洗效果。还有的方法是通过调整酸洗前矫直机的参数，使得板带在酸洗前，在拉矫过程中，钢板表面的氧化铁皮充分的破碎、剥离，以避免“欠酸洗”现象的发生。有的钢板的板型较差，如镰刀弯、浪形等，尤其是热轧来料的浪形比较普遍，易造成局部的“欠酸洗”，因此通过优化钢板的板型来达到酸洗的目的。在酸洗的过程中，酸液中会产生大量的Fe²⁺，Fe²⁺的不断产生会降低酸洗效率，当其质量浓度达到200~250g／L时，即达到Fe²⁺在酸液中的饱和度时，酸液基本失去作用，因此通过在酸液中添加氧化剂和配位剂的组合的方法，来达到降低Fe²⁺浓度的目的，进而增大酸液的使用周期。

发明内容

针对上述技术方法基本上都是从酸洗的角度出发，来解决在酸洗过程中遇到的各种问题，本发明提供一种从钢板表面氧化铁皮的角度出发，通过减薄氧化铁皮的厚度，改变氧化铁皮自身的结构，提高氧化铁皮横向均匀性的方法是减少酸洗用酸量、提高酸洗效率和酸洗效果的重要途径之一。

本发明易酸钢板的制备方法，按以下步骤进行：

（1）冶炼钢水并连铸成板坯，其成分按重量百分比为C 0.01%-0.15%，Si≤0.25%，Mn0.15%-1.5%，P≤0.02%，S≤0.01%，Al 0.015~0.05%，Nb≤0.065%，V≤0.04%，Ti≤0.06%、余量为铁；

（2）将板坯加热至1200~1250℃，保温时间10~70min；然后用高压水除鳞，除鳞温度为1150~1220℃，要求除鳞时水压至≥20MPa；

（3）将除鳞后的板坯进行粗轧，粗轧温度为1130~1180℃，然后进行精轧，精轧开轧温度为1000~1050℃，终轧温度为890~920℃，精轧时的轧制速度为3.5~12m/s；在精轧过程中，前三机架间的冷却水水量≥50%，后四机架的冷却水水量分别为≥40%、≥20%、≥10%，用以提高轧制速度，减薄氧化铁皮的厚度；

（4）精轧后冷却至500~550℃时卷取，卷取后的冷却速率5~10℃/min，获得FeO的含量在25%以上的热轧态易酸洗钢板。

本发明易酸洗钢板的制备方法，按以下步骤进行：

（4）精轧后冷却至650~700℃时卷取，卷取后的冷却速率1~5℃/min，获得氧化铁皮FeO的含量低于10%，结构均匀的冷轧态易酸洗钢板。

上述热轧态和冷轧态酸洗板的氧化铁皮厚度较传统工艺条件下铁皮厚度减薄20~30%，并提高了铁皮的横向均匀性，使得带钢的酸洗速度由传统工艺条件下的150~160m/min提高到180~200m/min。

采用本发明工艺，热轧带钢氧化铁皮结构以共析组织Fe₃O₄+Fe为主，仅在基体与氧化铁皮界面处有FeO存在。冷轧备料带钢边部与中部的氧化铁皮厚度比较均匀，且结构基本一致，氧化铁皮厚度基本控制在5-11μm范围内。

本发明的技术特点及优点为：

(1)本发明通过控制卷取温度的方法来控制带钢表面氧化铁皮的共析反应，进而控制氧化铁皮的结构，使最终氧化铁皮微观结构在线控制为容易酸洗的结构。

(2)本发明通过控制精轧机架间的冷却水、提高终轧温度等方法提高轧制节奏，降低高温停留时间使得氧化铁皮厚度明显降低，同时避免氧化铁皮破碎和压入造成红色铁皮缺陷。另外，通过氧化铁皮结构的检测，边部、1/4处、中心处的氧化铁皮结构和厚度均匀，提高了氧化铁皮的横向均匀性，这是提高酸洗速率，酸洗后表面明显改善的一个主要思路。

(3)通过本发明的工艺调整后，在酸洗过程中，带钢的酸洗速度由原来的150~160m/min提高到180~200m/min。在保证钢板酸洗质量的情况下，有效地提高了酸洗效率。

附图说明

图1为实验钢种在工艺调整前，钢板表面氧化铁皮的断面结构及铁皮厚度；

图2为实验钢种在工艺调整前，带钢经过酸洗后钢板的宏观表面形貌；

图3为在实施例1的条件下，热轧态易酸洗钢氧化铁皮的断面结构及铁皮厚度；

图4为在实施例2的条件下，热轧态易酸洗钢氧化铁皮的断面结构及铁皮厚度；

图5为在实施例3的条件下，冷轧态易酸洗钢氧化铁皮的断面结构及铁皮厚度；

图6为在实施例3的条件下，冷轧态易酸洗钢经过酸洗后钢板的宏观表面形貌；

图7为在实施例4的条件下，冷轧态易酸洗钢氧化铁皮的断面结构及铁皮厚度；

图8为在实施例4的条件下，冷轧态易酸洗钢经过酸洗后钢板的宏观表面形貌；

图9为在实施例5的条件下，冷轧态易酸洗钢氧化铁皮的断面结构及铁皮厚度；

图10为在实施例5的条件下，冷轧态易酸洗钢氧化铁皮的表面形貌。

具体实施方式

本实施例中断面结构及铁皮厚度的照片是金相显微镜，型号是DM2500M。在调整工艺前，实验钢种表面的氧化铁皮的断面结构及铁皮厚度的照片如图1所示，通过图1可以看到，在原始工艺条件下，氧化铁皮的厚度为12~16μm，氧化铁皮的厚度较大，图2示出的是在原始工艺条件下，带钢经过酸洗后钢板的宏观表面形貌。

实施例1

通过冶炼得到较纯净的钢水，后经过连铸机连铸成铸坯，其成分重量百分比为：C：0.045%，Si：≤0.023%，Mn：0.21%，P：≤0.015%，S：≤0.004%，Al：0.02%，Nb：≤0.055%，V：≤0.04%，Ti：≤0.06%、余量为铁；

将板坯加热至1200℃，保温时间70min；然后用高压水除鳞，除鳞温度为1150℃，要求除鳞时水压至20MPa；

将除鳞后的板坯进行粗轧，粗轧温度为1130℃。然后进行精轧，精轧开轧温度为1040℃，终轧温度为890℃，精轧时的轧制速度为3.5m/s；在精轧过程中，前三机架间的冷却水水量60%，后四机架的冷却水水量分别为50%、30%、10%，用以提高轧制速度，减薄氧化铁皮的厚度；

精轧后冷却至500℃时卷取，卷取后的冷却速率5℃/min，获得的热轧态易酸洗钢氧化铁皮结构如图3所示，氧化铁皮以共析组织Fe₃O₄+Fe为主，其百分含量为75%，其余为FeO，属于易酸洗组织，带钢边部与中部的氧化铁皮平均厚度为8~10μm。

实施例2

通过冶炼得到较纯净的钢水，后经过连铸机连铸成铸坯，其成分重量百分比为：C：0.033%，Si：0.015%，Mn：0.22%，P：≤0.0104%，S：≤0.01%，Al：0.0189%，Nb：≤0.065%，V：≤0.04%，Ti：≤0.06%、余量为铁；

将板坯加热至1250℃，保温时间40min；然后用高压水除鳞，除鳞温度为1190℃，要求除鳞时水压至21MPa；

将除鳞后的板坯进行粗轧，粗轧温度为1140℃。然后进行精轧，精轧开轧温度为1000℃，终轧温度为920℃，精轧时的轧制速度为7.5m/s；在精轧过程中，前三机架间的冷却水水量50%，后四机架的冷却水水量分别为40%、20%、15%，用以提高轧制速度，减薄氧化铁皮的厚度；

精轧后冷却至550℃时卷取，卷取后的冷却速率10℃/min，获得的热轧态钢氧化铁皮结构如图4所示，氧化铁皮以共析组织Fe₃O₄+Fe为主，其百分含量为70%，其余为FeO，属于易酸洗组织，带钢边部与中部的氧化铁皮平均厚度为8.5~10.5μm。

实施例3

通过冶炼得到较纯净的钢水，后经过连铸机连铸成铸坯，其成分重量百分比为：C：0.032%，Si：≤0.011%，Mn：0.177%，P：0.0087%，S：0.01%，Al：0.0209%，Nb：≤0.065%，V：≤0.04%，Ti：≤0.06%、余量为铁；

将板坯加热至1210℃，保温时间35min；然后用高压水除鳞，除鳞温度为1220℃，要求除鳞时水压至22MPa；

将除鳞后的板坯进行粗轧，粗轧温度为1145℃。然后进行精轧，精轧开轧温度为1010℃，终轧温度为900℃，精轧时的轧制速度为8.5m/s；在精轧过程中，前三机架间的冷却水水量65%，后四机架的冷却水水量分别为45%、25%、10%，用以提高轧制速度，减薄氧化铁皮的厚度；

精轧后冷却至670℃时卷取，卷取后的冷却速率3℃/min，获得的冷轧态易酸洗钢钢氧化铁皮结构如图5所示，氧化铁皮以共析组织Fe₃O₄+Fe为主，其百分含量为91%，其余为FeO，属于易酸洗组织，带钢边部与中部的氧化铁皮平均厚度为6~9μm，带钢经过酸洗后钢板的宏观表面形貌如图6所示。

实施例4

通过冶炼得到较纯净的钢水，后经过连铸机连铸成铸坯，其成分重量百分比为：C：0.029%，Si：0.0098%，Mn：0.20%，P：0.00712%，S：0.0068%，Al：0.0343%，Nb：≤0.065%，V：≤0.04%，Ti：≤0.06%、余量为铁；

将板坯加热至1220℃，保温时间30min；然后用高压水除鳞，除鳞温度为1150℃，要求除鳞时水压至21MPa；

将除鳞后的板坯进行粗轧，粗轧温度为1160℃。然后进行精轧，精轧开轧温度为1020℃，终轧温度为890℃，精轧时的轧制速度为9m/s；在精轧过程中，前三机架间的冷却水水量55%，后四机架的冷却水水量分别为50%、30%、15%，用以提高轧制速度，减薄氧化铁皮的厚度；

精轧后冷却至650℃时卷取，卷取后的冷却速率1℃/min，获得的冷轧态易酸洗钢氧化铁皮结构如图7所示，氧化铁皮以共析组织Fe₃O₄+Fe为主，其百分含量为93%，其余为FeO，属于易酸洗组织，带钢边部与中部的氧化铁皮平均厚度为5.5~8.5μm，带钢经过酸洗后钢板的宏观表面形貌如图8所示。

实施例5

通过冶炼得到较纯净的钢水，后经过连铸机连铸成铸坯，其成分重量百分比为：C：0.032%，Si：0.015%，Mn：0.192%，P：0.0103%，S：0.0083%，Al：0.0201%，Nb≤0.065%，V≤0.04%，Ti≤0.06%、余量为铁；

将板坯加热至1230℃，保温时间10min；然后用高压水除鳞，除鳞温度为1150℃，要求除鳞时水压至25MPa；

将除鳞后的板坯进行粗轧，粗轧温度为1180℃。然后进行精轧，精轧开轧温度为1050℃，终轧温度为890℃，精轧时的轧制速度为12m/s；在精轧过程中，前三机架间的冷却水水量70%，后四机架的冷却水水量分别为50%、35%、10%，用以提高轧制速度，减薄氧化铁皮的厚度；

精轧后冷却至700℃时卷取，卷取后的冷却速率5℃/min，获得的冷轧态易酸洗钢氧化铁皮结构如图9所示，氧化铁皮以共析组织Fe₃O₄+Fe为主，其百分含量为92%，其余为FeO，属于易酸洗组织，带钢边部与中部的氧化铁皮平均厚度为7~8.5μm，轧制后氧化铁皮的表面形貌如图10所示，从铁皮的表面形貌可以看出，铁皮中存在大量的裂纹，这有利于后续的酸洗过程。

Claims

1.一种易酸洗钢板的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：

2.一种易酸洗钢板的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：

3.根据权利要求1或权利要求2所述的易酸洗钢板的制备方法，其特征在于所述热轧态和冷轧态酸洗板的氧化铁皮厚度较传统工艺条件下铁皮厚度减薄20~30%。