CN102989785A

CN102989785A - 一种钢板表面花斑控制工艺

Info

Publication number: CN102989785A
Application number: CN2012105500048A
Authority: CN
Inventors: 孙玮; 杨公本; 时义详; 张忠良; 许方泉; 董恩乐; 张爱琴
Original assignee: Jinan Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Jinan Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2032-12-17
Also published as: CN102989785B

Abstract

一种钢板表面花斑控制工艺，该工艺包括以下步骤：1）将连铸坯放入加热炉进行加热；2）除磷；3）四辊轧机粗轧；4）四辊轧机精轧，该工艺步骤3）中四辊轧机粗轧温度为1120～1140℃，步骤4）中四辊轧机精轧时开轧温度为980～1010℃，终轧温度880～920℃。本发明的有益效果是：本发明通过降低连铸坯中Si成分含量、并提高粗轧和精轧温度的方式，解决了钢板表面花斑的难题，从而降低了钢板表面粗糙度，提高了钢板质量。尤其是将本工艺使用在船板轧制上，在现有设备基础上能达到船板的“镜面”质量要求，提高了产品竞争力。

Description

一种钢板表面花斑控制工艺

技术领域

本发明涉及钢板轧制技术领域，尤其是涉及一种通过降低硅含量和轧制温度来控制钢板表面花斑的工艺。

背景技术

现有技术中，中厚钢板在轧制完成后，普遍存在钢板表面花斑、花纹、麻点等质量问题，尤其是钢板表面花斑缺陷导致用户对产品质量信任度的下降。钢板表面花斑是指在热轧钢板表面呈现局部或者连续的成片状粗糙面，有明显红色色差，呈现出青红相间的花纹状形态；钢板预处理后呈现局部或者连续的成片状粗糙面，有明显的高低不平，呈现出“花斑”状态。采用本种钢板加工产品时，用户在钢板表面预处理后还要进行二次修磨，以去除表面粗糙部分，增加了用户生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢板表面花斑控制工艺，使用本工艺后能有效降低钢板表面花斑率、提供钢板表面质量，采用的技术方案是：1、一种钢板表面花斑控制工艺，该工艺包括以下步骤：将连铸坯放入加热炉进行加热；2)除磷；3)四辊轧机粗轧；4)四辊轧机精轧，其特征在于：该工艺步骤3)中四辊轧机粗轧温度为1120～1140℃，步骤4)中四辊轧机精轧时开轧温度为980～1010℃，终轧温度880～920℃。

本发明的技术特征还有：所述连铸坯中Si重量百分比为0.1％～0.35％。

本发明的技术特征还有：钢板为厚钢板，该钢板厚度不小于3mm。

本发明的技术特征还有：所述步骤3)中粗轧为7道次轧制。

本发明的技术特征还有：所述步骤4)中精轧为7道次轧制。

本发明的有益效果是：本发明通过降低连铸坯中Si成分含量、并提高粗轧和精轧温度的方式，解决了钢板表面花斑的难题，从而降低了钢板表面粗糙度，提高了钢板质量。尤其是将本工艺使用在船板轧制上，在现有设备基础上能达到船板的“镜面”质量要求，提高了产品竞争力。

附图说明

图1为AH36花斑钢板表面氧化层形貌；

图2为AH32花斑断口形貌及电镜分析；

图3为红色氧化铁皮的形成过程

图4为高Si钢表面图谱分析及氧化层结构

图5为低Si钢高温条件下轧制断面电镜分析及氧化层构成

具体实施方式

本发明解决的技术问题是改善钢板表面质量，尤其是需要解决钢板表面花斑问题。结合附图1，通过对具有表面花斑的钢板进行电镜分析和光谱分析，花斑处氧化铁皮中存在Al、Mn、Cu、Na、Mg、K、Ca等元素以及较高含量的Ni和Si是导致花斑处红色氧化铁皮难以清除的主要原因。

对钢板表面红色氧化铁皮的形成进行分析，红色氧化铁皮的产生与钢在高温时的铁皮剥离性有直接关系，含硅量高的钢氧化铁皮剥离性差，氧化铁皮容易残留下来。研究表明，连铸坯表面在加热炉及轧制过程中一直和O₂及H₂O进行着如下化学反应：

2Fe+O₂=2FeO 6FeO+O₂＝2Fe₃0₄ 4Fe₃0₄+0₂=6Fe₂0₃

H₂0与钢的反应：

Fe+H₂0=FeO+H₂

3Fe+4H₂0---Fe₃0₄+H₂

3FeO+H₂0=Fe₃0₄+H₂

由上述反应可知：钢表面氧化铁皮主要由FeO、Fe₃0₄和Fe₂0₃组成。邻铁层是比较疏松的FeO，其余主要组成是Fe₃0₄和气孔，呈蓝色；致密层结构组成为Fe₂0₃、Fe₃O₄和FeO，且Fe₂0₃包裹着Fe₃0₄，当板坯加热温度和Si含量较高时，极易在界面上发生离子扩散作用，同时Si与氧具有很强的亲和力，很容易被氧化生成SiO₂，不易去除。而硅含量较高的热轧钢板特别容易产生难以去除的氧化铁皮。一方面，钢在高温加热过程中，Si和Fe容易在氧化铁皮与钢基间生成层状的Fe₂SiO₄(2FeO·SiO₂)，其凝固温度为1170℃，在热轧除鳞时界面温度使Fe2SiO₄由液相还原成固相，形成熔融状态后便会以楔形侵入氧化铁皮与钢基中，导致氧化铁皮的剥离性不好。要除掉这种氧化铁皮，需要30～40MPa的压力，目前一般除鳞设备难以达到。因此FeO容易残留下来，致除鳞不彻底。残留的FeO在后续粗轧、精轧、冷却过程中继续与空气中的氧反应，生成Fe₃O₄和Fe₂O₃，最终形成与钢的基体结合较为紧密，难以去除的红色或红褐色氧化铁皮。红色氧化铁皮的形成过程示意如下(见图3)：1220→C时，热平衡状态为FeO+液态Fe2SiO₄→液态Fe2SiO4将FeO晶粒包围住，形成FeO/Fe2SiO4的共析产物→凝固后，形成类似锚状形貌，将FeO层钉扎住→钉扎住的FeO很难在除鳞中完全被除掉→残余FeO造成Fe2O3的生成。

因钢中残余化学成分如Ni、Cu等不便于在冶炼环节控制，控制手段难做到，所以在熔炼成分的调整上主要是降低了部分钢种的Si含量。

为了验证高Si钢在两种不同的轧制温度下表面质量的变化，在确保加热工艺参数、除鳞工艺和粗轧工艺、精轧开轧温度基本相同的条件下，制定了两种不同的终轧温度进行对比试验：

高S i钢不同轧制温度对比试验表明，提高终轧温度后花斑有所改善，花斑明显变薄变浅，因含Si量高，基体仍然存在熔融欠入的Fe₂SiO氧化物不容易清除，对钢板的表面质量依然影响较大。

低Si低温轧制钢板表面呈现出较好的蓝色，除头部及边部个别位置存在红色色差外，其余部分钢板表面较光洁，主要原因是中间坯边部及头部降温相对较快，温度相对中间部分要低，四辊精除鳞难度略大。

低Si高温轧制钢板表面光洁度高，呈现出均匀的蓝青色，对钢板断面进行微观电镜分析，发现钢板基体与氧化层之间界限区分明显，无明显的残余元素富集带，产品实物表面光洁，无花斑缺陷。

因此，本发明将其中部分进行了改进，包括：将连铸坯中Si重量百分比从原0.1％～0.5％降低为0.1％～0.35％；四辊轧机粗轧温度提高为1120～1140℃；四辊轧机精轧时开轧温度为980～1010℃，终轧温度880～920℃。

为了确保轧制温度的控制精度，对厚规格钢板(一般是指钢板厚度在3mm以上)由双道次轧制调整为单道次7道轧制，减少了空跑道次对终轧温度的影响，在确保轧制温度的同时提高了生产效率。

附图1取花斑表面氧化层形貌电镜分析，制作“花斑”钢板电镜分析试样，将表面氧化铁皮磨掉后，观察界面处氧化物的形貌，从钢板表面氧化层形貌电镜分析结果看，花斑处氧化铁皮存在Al、Mn、Cu、Na、Mg、K、Ca等元素以及较高含量的Ni和Si是导致花斑处氧化铁皮难以清除的主要原因，具体数值参见表一。

表一：AH36花斑钢板表面氧化层形貌

谱图	0	Mg	Si	Ca	Mn	Fe	Ni	总量
									1	25.55		0.46	0.45	0.68	72.86	100.00
2	25.80		1.56	0.39	0.81	68.24	3.20	100.00
									3	29.43	0.87	2.37	0.88	0.88	65.57	100.00

附图2对钢板基体、氧化层与基体交界处、外层颗粒状物质进行了图谱分析，谱图5处为基体，成分为98.33％的Fe、1.20％的Mn及0.47％的Si组成，交界处谱图1处成分Ni达到18.04％、Cu4.48％、Si3.01％，谱图4处Ni达到29.74％，具体见表二。

表二：AH32花斑断口形貌

谱图	0	Al	Si	Ca	Mn	Fe	总量
								1	10.91	0.45	0.47	2.11	0.99	85.07	100.00
2	5.34		0.64	0.85	1.25	91.92	100.00
								4	30.03		1.59	10.68	1.14	56.56	100.00
5	6.57		0.49	1.35	1.27	90.32	100.00
								6	43.63		1.08	16.46	0.73	38.10	100.00
7	35.01		7.93		2.39	54.67	100.00
								8	26.86				0.80	72.34	100.00
9			0.53		1.39	98.08	100.00

图3为红色氧化铁皮的产生与钢在高温时的铁皮剥离性有直接关系，含硅量高的钢氧化铁皮剥离性差，氧化铁皮容易残留下来。

图4为高Si钢不同温度条件下表面图谱分析及氧化层结构，通过高Si钢不同轧制温度对比试验表明，提高终轧温度后花斑有所改善，花斑明显变薄变浅，因含Si量高，基体仍然存在熔融欠入的Fe₂SiO氧化物不容易清除，对钢板的表面质量依然影响较大。

图5为低Si钢高温条件下轧制断面电镜分析及氧化层构成，低Si高温轧制钢板表面光洁度高，呈现出均匀的蓝青色，钢板基体与氧化层之间界限区分明显，无明显的残余元素富集带，产品实物表面光洁，无花斑缺陷。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种钢板表面花斑控制工艺，该工艺包括以下步骤：1）将连铸坯放入加热炉进行加热；2）除磷；3）四辊轧机粗轧；4）四辊轧机精轧，其特征在于：该工艺步骤3）中四辊轧机粗轧温度为1120～1140℃，步骤4）中四辊轧机精轧时开轧温度为980～1010℃，终轧温度880～920℃。

2.按照权利要求1所述的钢板表面花斑控制工艺，其特征在于：所述连铸坯中Si重量百分比为0.1%～0.35%。

3.按照权利要求1或2所述的钢板表面花斑控制工艺，其特征在于：钢板为厚钢板，该钢板厚度不小于3mm。

4.按照权利要求3所述的钢板表面花斑控制工艺，其特征在于：所述步骤3）中粗轧为7道次轧制。

5.按照权利要求3所述的钢板表面花斑控制工艺，其特征在于：所述步骤4）中精轧为7道次轧制。