CN103028608A - 一种热轧带钢表面氧化铁皮组分和厚度控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种热轧带钢表面氧化铁皮组分和厚度控制方法，通过控制钢种化学成分，控制轧制温度、轧制速度、卷取温度的措施，控制带钢表面氧化亚铁氧化速度和共析化学反应，获取带钢表面适当的氧化铁皮厚度和组分，适合汽车制造、建筑结构、集装箱及石油天然气、冷轧酸洗用产品需求。本发明在不进行除磷设备改造的情况下，生产出可满足不同用户要求的热轧带钢，具有成本低、见效快、周期短、简便易行的特点。生产的热轧带钢可缩短冷轧客户的酸洗时间，直接冲压用结构钢可免去盐酸洗，满足直接冲压客户需求，减少后部客户喷丸处理工序，有利于保护环境和节约资金。
Description
技术领域
本发明属于冶炼和轧制工艺领域，涉及带钢板坯厚度200~300mm连轧带钢表面氧化铁皮组分和厚度的控制方法。
背景技术
随着各行业的飞速发展，作为主要原材料的热轧带钢的应用范围不断扩大，同时对热轧带钢的表面质量及使用性能提出了更高的要求，尤其是对热轧带钢的表面质量要求较高的主要产品，如汽车制造用钢、建筑结构制造用钢、冷轧用钢、石油天然气管线用钢以及用热轧卷板作外壳件的农业机械用钢等对热轧带钢表面质量的要求尤为严格。为满足用户需要，热轧带钢生产厂家主要是通过增加除鳞道次和增加除鳞压力的方法，以提高产品表面质量，使其达到使用的要求。
针对常规铸坯在加热炉内加热及轧制过程中所形成的氧化铁皮结构和特性，国内外很多研究人员已做过专门研究，并且这些研究成果对制定合理的除鳞工艺、除净带钢表面氧化铁皮发挥了很大作用。但目前通过控制带钢轧制参数，尤其控制卷取前的氧化亚铁化学反应过程，进而达到控制带钢表面氧化铁皮结构方面尚未见具体的报道和应用实例。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种通过控制钢的化学成分，采取高温轧制、控制轧后冷却速度，控制不同氧化亚铁化学反应过程，达到控制带钢表面铁皮结构和氧化铁皮厚度的目的，从而实现控制热轧带钢表面质量的方法。
为此，本发明采取的解决方案是：
一种热轧带钢表面氧化铁皮组分和厚度控制方法，其特征在于，通过控制钢种化学成分及加热温度、轧制温度、轧制速度、卷取温度，控制带钢表面氧化亚铁反应速度和共析化学反应，获取适合汽车制造、建筑结构、集装箱及石油天然气、冷轧用钢使用性能要求的表面氧化铁皮结构和厚度。其具体方法为：
钢种化学成分重量百分比含量控制范围为：
C 0.049-0.12%；Si 0.10-0.25%；Mn0.17-1.35%；P0.0096-0.071%；S0.0034-0.073%；Nb≤0.03%；Ti≤0.017%；V≤0.03%；Cu≤0.24%；Cr≤0.37%；余为Fe和微量杂质。
连铸坯装入加热炉，加热到1180-1250℃，保温60-85min。
采用高温轧制方法，粗轧开轧温度≥1150℃，粗轧出口温度≥1060℃，精轧开轧温度≥1050℃，终轧温度≥880℃。
精轧轧制速度为6~10m/s。
轧后层流冷却采用强制冷却方法，冷却速度14-18℃/s。
卷取温度控制在580-630℃。
本发明的基本机理及有益效果为：
本发明主要针对当前热轧板表面质量要求比较高的主要钢种，例如汽车制造用钢、建筑结构制造用钢、集装箱用钢及石油天然气管线钢和冷轧原料用钢。
研究证明，带钢表面氧化铁皮的结构一般是由三层铁的氧化物所组成，最外层呈红色的是较致密柱状结晶构造的Fe2O3，中间层呈黑色的是致密而无裂纹的Fe3O4，而最内层靠近基体的部分是疏松多孔、易被破坏的蓝灰色FeO，这些氧化物的氧含量则是由外向内逐渐减少，并且外层致密，内层疏松多孔。
当带钢卷取温度在600~630℃时，其共析反应受到抑制，产物以FeO为主，而FeO易被氧化成Fe2O3，Fe2O3氧化结构的热轧带钢易于冷轧酸洗，因此具有Fe2O3氧化结构的热轧带钢适于做冷轧供料产品。
当温度在580~600℃时，钢板表面氧化亚铁将发生共析反应，即4FeO ®Fe＋Fe3O4，共析反应产物以Fe3O4为主，而氧化铁皮为Fe3O4的带钢适于直接冲压成型。
FeO在整个轧制过程发生氧化和共析反应是形成热轧带钢氧化膜的主要原理，控制FeO在轧后氧化成Fe2O3的氧化速度就能控制热轧带钢氧化膜的厚度，一般情况下都要将带钢轧后快速冷却到氧化动力学曲线的稳定状态下，通过控制轧制速度，控制氧化时间，进而控制钢带的氧化铁皮厚度。
本发明正是利用了不同温度下、不同空冷时间形成的氧化铁皮结构的差异以及不同氧化铁皮结构和厚度对带钢使用性能的影响，并最终通过控制带钢卷取温度、轧制速度，改变氧化铁皮形成条件，在不进行除磷设备改造的情况下，获取适于使用性能要求的带钢氧化铁皮结构和厚度，因此具有成本低、见效快、周期短、简便易行且性能稳定的特点。按照本发明生产的热轧带钢可以缩短冷轧客户酸洗时间，直接冲压用结构钢则可免去盐酸洗，满足直接冲压客户需求，有利于保护环境，节约资金，减少用户喷丸工序，其经济效益和社会效益均十分明显。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明做进一步说明。
生产工艺流程：转炉冶炼—炉外精炼（RH+LF+钙处理）—板坯连铸（电磁搅拌）—板坯下线—板坯入炉再加热—除鳞—粗轧—除鳞—精轧—层流冷却—卷取。
实施例1：
连铸坯厚度230mm；轧后钢板厚度10mm。
钢种化学成分重量百分比含量控制范围为：
C 0.07%；Si 0.25%；Mn1.34%；P0.0096%；S0.0038%；Nb0.03%；Ti0.017%；V0.03%；Cu0.013%；Cr0.022%；其余为Fe和微量杂质。
热轧工艺：
连铸坯装入加热炉，入炉温度600℃，加热温度1180℃，保温时间85min。
采用高温轧制，粗轧开轧温度1170℃，粗轧出口温度1075℃；
精轧开轧温度1060℃，终轧温度880℃。
精轧轧制速度：6m/s。
轧后层流冷却采用强制冷却方法，冷却速度15℃/s。
卷取温度控制在590℃。
成品检测氧化铁皮层结构为：
氧化铁皮组分重量百分比：Fe3O488.5%，Fe2O34.0%，FeO6.3%，其余为Fe和微量元素。铁皮厚度为6-8μm。
实施例2：
连铸坯厚度200mm；轧后钢板厚度6.0mm。
钢种化学成分重量百分比含量控制范围为：
C 0.12%；Si 0.12%；Mn1.35%；P0.0098%；S0.0063%；Nb0.02%；Ti0.004%；其余为Fe和微量杂质。
热轧工艺：
连铸坯装入加热炉，入炉温度300℃，加热温度1220℃，保温时间65min。
采用高温轧制，粗轧开轧温度1180℃，粗轧出口温度1080℃；
精轧开轧温度1060℃，终轧温度890℃。
精轧轧制速度：9.5m/s。
轧后层流冷却采用强制冷却方法，冷却速度17℃/s。
卷取温度控制在620℃。
成品检测氧化铁皮层结构为：
氧化铁皮组分重量百分比：Fe3O424.9%，Fe2O343.1%，FeO31.0%，其余为Fe和微量元素。铁皮厚度为8~10μm。
Claims (1)
1.一种热轧带钢表面铁皮组分和厚度控制方法，其特征在于，通过控制钢种化学成分及加热温度、轧制温度、轧制速度、卷取温度，控制带钢表面氧化亚铁反应速度和共析化学反应，获取适合汽车制造、建筑结构、集装箱及石油天然气、冷轧用钢使用性能要求的表面氧化铁皮结构和厚度；其具体方法为：
钢种化学成分重量百分比含量控制范围为：
C0.049-0.12%；Si 0.10-0.25%；Mn0.17-1.35%；P0.0096-0.071%；S0.0034-0.073%；Nb≤0.03%；Ti≤0.017%；V≤0.03%；Cu≤0.24%；Cr≤0.37%；余为Fe和微量杂质；
连铸坯直接装入加热炉，加热到1180-1250℃，保温60-85min；
采用高温轧制方法，粗轧开轧温度≥1150℃，粗轧出口温度≥1060℃，精轧开轧温度≥1050℃，终轧温度≥880℃，精轧轧制速度为6~10m/s；
轧后层流冷却采用强制冷却方法，冷却速度14-18℃/s；
卷取温度控制在580-630℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130410 |