CN103028611A

CN103028611A - 一种热轧线材表面氧化铁皮柔性化控制方法

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Publication number: CN103028611A
Application number: CN2012105382766A
Authority: CN
Inventors: 陈继林; 田新中; 阴峻峰; 刘振民; 回士旭; 崔延文; 刘桂生; 李永超
Original assignee: Xingtai Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Xingtai Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2032-12-13
Also published as: CN103028611B

Abstract

本发明涉及一种热轧线材表面氧化铁皮柔性化控制方法，属于轧钢技术领域。技术方案是：通过调整精轧和吐丝温度，以及冷却速度，控制氧化铁皮结构和厚度，也就是通过控制FeO的共析反应程度来达到对氧化铁皮厚度及结构的控制。本发明既补偿了产品因工艺调整造成的性能损失，又可以实现根据用户需求来调控氧化铁皮的结构和厚度；利用钢厂现有设备和工艺条件，既不增加投资和生产成本，又提高了生产效率，保证了线材的表面质量和力学性能，最终实现了氧化铁皮的柔性化控制和生产。本发明通过柔性化控制线材表面氧化铁皮，提高并稳定了线材表面质量，在形势严峻的钢铁形势下，为企业提升战略地位，不断占据高端客户提供了保证。

Description

一种热轧线材表面氧化铁皮柔性化控制方法

技术领域

本发明涉及一种热轧线材表面氧化铁皮柔性化控制方法，属于轧钢技术领域。

背景技术

我国轧钢行业由于长期对中低碳热轧线材表面质量缺乏关注，产品经常因表面氧化铁皮控制不当而出现锈蚀和酸洗不净等问题，引发质量异议甚至退货，严重影响了产品档次的提升，必须解决我国热轧盘条表面质量问题。同时，为响应我国节能减排的基本方针，国家正在加大力度惩治给生态环境造成根本性破坏的废酸排放，下游制造企业迫切需要表面氧化铁皮能适应减酸洗或可回收重复利用的酸洗介质的钢材产品。目前关于线材氧化铁皮的控制措施很多，但多数方法为如何控制加热炉内生成的氧化铁皮，包括除磷技术等，而对于精轧前至斯太尔莫冷却之间生成的氧化铁皮缺乏系统的研究。中国专利申请号201210051884中公开了针对“一种低碳冷镦钢热轧盘条表面氧化铁皮的控制方法”，包括精轧温度控制，吐丝温度控制，风冷线相变前段冷速控制，但主要针对低碳冷镦钢，且局限于降低氧化铁皮的控制。中国专利申请号201010189410.7公开针对“热轧带钢表面氧化铁皮柔性化控制方法”，包括冶炼，连铸，除磷，轧制在内的氧化铁皮控制方法，但主要针对板材，局限于板材对氧化铁皮的控制。日本专利(专利号06-033449)中公开的技术为了得到致密的氧化铁皮，需要通过工业风扇和水冷喷淋冷却，增加了设备投资。

针对下游制造企业的运输距离，以及酸洗工艺的不同，对于氧化铁皮的要求也不同。对于出口产品，长时间在港口停留和海上运输，空气的潮湿和海水的接触，要求氧化铁皮有更好的致密性和厚度，对线材基体起到重要的防浸蚀和保护作用。一些客户采用可回收利用的酸洗介质，或较短的酸洗时间，就需要较薄的氧化铁皮，避免酸洗不净，保证成品表面质量，尤其是一些高端制造企业。如何根据下游制造企业的运输距离及酸洗工艺对应不同致密性和厚度的氧化铁皮，同时通过钢厂自身的工艺调整实现氧化铁皮的柔性化控制是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明目的是提供一种热轧线材表面氧化铁皮柔性化控制方法，针对下游企业的运输过程防锈蚀以及不同酸洗工艺的要求，通过调整轧制生产工艺实现钢材表面氧化铁皮的柔性化控制，无需增加设备和投资，不增加生产成本，充分利用现有设备和工艺，采用合理控制精轧温度、冷却工艺达到氧化铁皮的合理控制，解决背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：一种热轧线材表面氧化铁皮柔性化控制方法，通过调整精轧和吐丝温度，以及冷却速度，控制氧化铁皮结构和厚度，也就是通过控制

的共析反应程度来达到对氧化铁皮厚度及结构的控制。

更具体的工艺步骤如下：

1. 冶炼钢水及连铸成钢坯，其成分按重量百分比为C 0.06-0.40%、Si 0.03-0.3%、Mn 0.3-1.5%、P≤0.03%、S≤0.03%、Al≥0.020%，其余为铁；

2. 将钢坯加热至1100-1140℃，保温时间90-130min；然后高压水除磷，除磷温度为1000-1110℃，要求除磷水压至少10MPa；

3. 将除磷后的钢坯进行6+8道次粗中轧，4道次预精轧，8道次精轧，进精轧温度900-1000℃，四架减定径，精轧结束后，吐丝温度控制在850-950℃；

4. 进入斯太尔莫冷却线，调节风冷线保温罩开启数量和风机开度，吐丝后盘条相变前段冷却速率控制在2～6℃/s，进罩温度控制在750～820℃，控制盘条在高温氧化段的停留时间60～120s。

上述方法获得的热轧线材表面的氧化铁皮厚度为5-30μm。

本发明是针对下游企业的运输过程防锈蚀以及不同酸洗工艺的要求，有些产品出口国外，需在港口长时间停留等待航运，从防止海水锈蚀，以保证线材表面质量出发，要求氧化铁皮具有良好的致密性和足够的厚度，对盘条基体起到保护作用；对于采用减少酸洗浓度和酸洗时间的下游制造企业，要求氧化铁皮易酸洗，厚度较薄，保证酸洗干净。

本发明的方法采用的原理是，盘条处于高温状态时，在线材表面逐渐生成

，盘条长时间处于高温状态，面心立方的

会发生共析转变生成立方晶体的Fe₃O₄，Fe₃O₄较致密，如何合理控制精轧和吐丝温度，以及控制冷却来达到控制氧化铁皮是本发明的一个突出特点；本发明的热轧线材表面氧化铁皮结构为：内层是疏松的

，中间层为致密的Fe₃O₄，最外层是柱状结晶的Fe₂O₃；氧化铁皮的三层物相组织中，FeO易酸洗，Fe₃O₄致密性强，能起到耐锈蚀作用，但不易酸洗，Fe₂O₃为红色氧化铁皮，本发明中避免Fe₂O₃产生；采用合理控制精轧和吐丝温度，以及控制冷却，按照下游企业要求，可以有效的柔性化控制氧化铁皮的厚度和结构。

本发明有益效果为：本发明既补偿了产品因工艺调整造成的性能损失，又可以实现根据用户需求来调控氧化铁皮的结构和厚度；利用钢厂现有设备和工艺条件，既不增加投资和生产成本，又提高了生产效率，保证了线材的表面质量和力学性能，最终实现了氧化铁皮的柔性化控制和生产。本发明通过柔性化控制线材表面氧化铁皮，提高并稳定了线材表面质量，在形势严峻的钢铁形势下，为企业提升战略地位，不断占据高端客户提供了保证。

附图说明

图1为本发明的Fe-O共析原理图；

图2为物相FeO的线材氧化铁皮显微图；

图3为物相Fe₃O₄的线材氧化铁皮显微图；

图4为本发明实施例1的线材产品氧化铁皮显微图；

图5为本发明实施例1的线材产品金相图；

图6为本发明实施例2的线材产品氧化铁皮显微图；

图7为本发明实施例2的线材产品金相图；

图8为本发明实施例3的线材产品氧化铁皮显微图；

图9为本发明实施例3的线材产品金相图；

图10为本发明实施例4的线材产品氧化铁皮显微图；

图11为本发明实施例4的线材产品金相图；

具体实施方式

以下通过实施例对本发明做进一步说明。

本发明实施例中制备的线材表面氧化铁皮的厚度为5-30μm。

实施例1

冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分比为：C 0.08%、Si 0.05%、Mn 1.34%、P 0.01%、S 0.0092%、Al 0.049%，其余为铁。

将钢坯加热至1120℃，保温时间120min。然后高压水除磷，除磷温度为1100℃，要求除磷水压至少10MPa。

将除磷后的钢坯进行6+8道次粗中轧，4道次预精轧，8道次精轧，进精轧温度970℃，四架减定径，精轧结束后，吐丝温度控制在900℃。

进入斯太尔莫冷却线，调节风冷线保温罩开启数量和风机开度，吐丝后盘条相变前段冷却速率控制在3℃/s，进罩温度控制在780℃，控制盘条在高温氧化段的停留时间100s。显微镜下测得氧化铁皮厚度为18μm，在盐酸酸洗30min后，线材表面无氧化铁皮残留，酸洗效果很好。

实施例2

冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分比为：C 0.21%、Si 0.13%、Mn 0.82%、P 0.03%、S 0.027%、Al 0.031%，其余为铁。

将钢坯加热至1110℃，保温时间110min。然后高压水除磷，除磷温度为1050℃，要求除磷水压至少10MPa。

将除磷后的钢坯进行6+8道次粗中轧，4道次预精轧，8道次精轧，进精轧温度935℃，四架减定径，精轧结束后，吐丝温度控制在950℃。

进入斯太尔莫冷却线，调节风冷线保温罩开启数量和风机开度，吐丝后盘条相变前段冷却速率控制在2℃/s，进罩温度控制在780℃，控制盘条在高温氧化段的停留时间120s。显微镜下测得氧化铁皮厚度为26μm，致密性较好，出口某国外下游制造企业，到货确认线材表面质量良好。

实施例3

冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分比为：C 0.35%、Si 0.23%、Mn 0.70%、P 0.025%、S 0.025%、Al 0.040%，其余为铁。

将钢坯加热至1120℃，保温时间120min。然后高压水除磷，除磷温度为1150℃，要求除磷水压至少10MPa。

将除磷后的钢坯进行6+8道次粗中轧，4道次预精轧，8道次精轧，进精轧温度935℃，四架减定径，精轧结束后，吐丝温度控制在860℃。

进入斯太尔莫冷却线，调节风冷线保温罩开启数量和风机开度，吐丝后盘条相变前段冷却速率控制在5℃/s，进罩温度控制在760℃，控制盘条在高温氧化段的停留时间60s。显微镜下测得氧化铁皮厚度为10μm，在硫酸酸洗15min后，线材表面无氧化铁皮残留，酸洗效果很好。

实施例4

冶炼钢水并连铸成钢坯，其成分按重量百分比为：C 0.22%、Si 0.11%、Mn 0.82%、P 0.024%、S 0.025%、Al 0.033%，其余为铁。

将钢坯加热至1120℃，保温时间110min。然后高压水除磷，除磷温度为1100℃，要求除磷水压至少10MPa。

将除磷后的钢坯进行6+8道次粗中轧，4道次预精轧，8道次精轧，进精轧温度935℃，四架减定径，精轧结束后，吐丝温度控制在975℃。

进入斯太尔莫冷却线，调节风冷线保温罩开启数量和风机开度，吐丝后盘条相变前段冷却速率控制在2.5℃/s，进罩温度控制在770℃，控制盘条在高温氧化段的停留时间80s。显微镜下测得氧化铁皮厚度为7μm，在硫酸酸洗15min后，线材表面无氧化铁皮残留，酸洗效果很好。

Claims

1.一种热轧线材表面氧化铁皮柔性化控制方法，其特征在于：通过调整精轧和吐丝温度，以及冷却速度，控制氧化铁皮结构和厚度，也就是通过控制FeO的共析反应程度来达到对氧化铁皮厚度及结构的控制。

2.根据权利要求1所述的一种热轧线材表面氧化铁皮柔性化控制方法,其特征在于更具体的工艺步骤如下：

①冶炼钢水及连铸成钢坯，其成分按重量百分比为C 0.06-0.40%、Si 0.03-0.3%、Mn 0.3-1.5%、P≤0.03%、S≤0.03%、Al≥0.02%，其余为铁；

②将钢坯加热至1100-1140℃，保温时间90-130min；然后高压水除磷，除磷温度为1000-1110℃，要求除磷水压至少10MPa；

③将除磷后的钢坯进行6+8道次粗中轧，4道次预精轧，8道次精轧，进精轧温度900-1000℃，四架减定径，精轧结束后，吐丝温度控制在850-950℃；

④进入斯太尔莫冷却线，调节风冷线保温罩开启数量和风机开度，吐丝后盘条相变前段冷却速率控制在2～6℃/s，进罩温度控制在750～820℃，控制盘条在高温氧化段的停留时间60～120s。

3.根据权利要求1或2所述的一种热轧线材表面氧化铁皮柔性化控制方法,其特征在于获得的热轧线材表面的氧化铁皮厚度为5-30μm。