CN103212588A

CN103212588A - 减少热轧碳锰钢皮下夹渣缺陷的方法

Info

Publication number: CN103212588A
Application number: CN2013101576466A
Authority: CN
Inventors: 魏兵; 韩斌; 杨奕; 刘洋; 汪荣; 汪水泽; 谭文; 陈丽娟
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2013-05-02
Filing date: 2013-05-02
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2033-05-02
Also published as: CN103212588B

Abstract

本发明公开了一种减少热轧碳锰钢皮下夹渣缺陷的方法，包括如下步骤：将碳锰钢钢坯送入加热炉中依次经过加热炉预热段预热处理、加热炉第一加热段加热处理、加热炉第二加热段加热处理、加热炉均热段加热处理后出炉，出炉后的被加热碳锰钢钢坯再依次经过除鳞箱和粗轧机架间除鳞将碳锰钢钢坯表面的氧化铁皮除尽。本发明通过控制热轧工序，来减少皮下夹渣缺陷的发生率，提高产品的表面质量。

Description

减少热轧碳锰钢皮下夹渣缺陷的方法

技术领域

本发明涉及热轧带钢生产技术领域，具体地指一种减少热轧碳锰钢皮下夹渣缺陷的方法。

背景技术

目前，钢铁行业因同质化竞争严重、生产成本居高不下等原因，全行业出现亏损。在钢铁市场的激烈竞争中，节约能耗，降低成本是钢铁企业取胜的关键。钢铁行业的十二五规划中，明确的提出了低温轧制技术。低温轧制技术是降低热轧工序能耗的重要节能措施，是将钢坯加热到低于常规加热温度进行的轧制。通过降低坯料的再加热温度，节省加热能耗，减少烧损来实现轧钢过程的节能。但是，在低温轧制条件下，碳锰钢皮下夹渣缺陷发生率较常规加热工艺有所提高，影响了产品的表面质量。通过对上述缺陷的研究，技术人员发现该缺陷是源于炼钢过程中的保护渣残留至钢坯，在后续的轧钢工序中，钢坯表层的残留保护渣经过轧制时的压延，最终形成皮下夹渣缺陷。

申请号为200710134108.X的中国发明专利《一种减少CSP铸坯表面和内在夹杂（卷渣）物的方法》，公开了一种减少CSP（Compact StripProduction，薄板坯连铸连轧）铸坯表面和内在夹杂（卷渣）物的方法。通过调整LF（Ladle Furnace，钢包炉）精炼工序和CSP连铸工序的工艺参数，减少CSP铸坯表面及内在夹杂和卷渣物，降低热轧卷的表面缺陷，最终降低冷轧镀锌产品表面缺陷。申请号为201010135605.3的中国发明专利《连铸坯表面夹渣轧前预报方法》，提出了一种在轧制前能够对连铸坯表面夹渣情况进行准确预报的方法，利用该方法还可以指导连铸坯在轧制前的处理。以上两个专利主要是讨论在炼钢过程中来控制皮下夹渣。文献《碳素结构钢铸坯皮下夹渣缺陷的分析与预防》，通过分析炼钢过程的中包液面高度和捞渣操作以及脱氧工艺，结合铸坯皮下夹渣的分布情况及结晶器内浮渣中Al₂O₃和FeO等组成，对生产工艺进行优化，从而减少碳素结构钢连铸坯皮下夹渣的问题。上述措施也是通过优化炼钢工艺参数来控制皮下夹渣缺陷的，但是铸坯表面和内部存在的夹杂和卷渣物很难控制，并且无法清除。

综上所述，现有的减少碳锰钢皮下夹渣缺陷的方法主要是在炼钢过程中来控制，但是，炼钢过程很难控制夹渣物，且无法清除夹渣物。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种减少热轧碳锰钢皮下夹渣缺陷的方法，该方法通过控制热轧工序，来减少皮下夹渣缺陷的发生率，提高产品的表面质量。

为实现此目的，本发明所设计的减少热轧碳锰钢皮下夹渣缺陷的方法，其特征在于，它包括如下步骤：将碳锰钢钢坯送入加热炉中依次经过加热炉预热段预热处理、加热炉第一加热段加热处理、加热炉第二加热段加热处理、加热炉均热段加热处理后出炉，出炉后的被加热碳锰钢钢坯再依次经过除鳞箱和粗轧机架间除鳞，将碳锰钢钢坯表面的氧化铁皮除尽；

所述加热炉预热段采用回收的加热炉余热对碳锰钢钢坯进行预热处理，预热处理时的温度范围为300~400℃，碳锰钢钢坯在加热炉预热段预热时间为60~90min；

所述碳锰钢钢坯在加热炉第一加热段加热处理的时间范围为50~60min，在加热炉第一加热段加热处理的温度范围为940~960℃；

所述碳锰钢钢坯在加热炉第二加热段加热处理的时间范围为30~50min，在加热炉第二加热段加热处理的温度范围为1160~1180℃；

所述碳锰钢钢坯在加热炉均热段加热处理的时间范围为40~60min，在加热炉均热段加热处理的温度范围为1160~1180℃。

进一步地，所述碳锰钢钢坯在加热炉第一加热段加热处理时的空燃比为0.9~1.0；所述碳锰钢钢坯在加热炉第二加热段加热处理时的空燃比为1.15~1.25；所述碳锰钢钢坯在加热炉均热段加热处理时的空燃比为1.0~1.15。

进一步地，所述碳锰钢钢坯的化学成分按质量百分比wt%控制在：C：0.01~0.08%，Si：0.01~0.20%，Mn：0.1~0.5%，S：≤0.03%，P：≤0.03%。

再进一步地，所述碳锰钢钢坯在加热炉第二加热段加热处理时加热炉炉膛内的压力保持在7~8Pa。

更进一步地，所述碳锰钢钢坯在加热炉内的总在炉时间为200~240min。

本发明在轧碳锰钢钢坯轧制过程的第二加热段采用短时高温工艺，在较短的时间内将钢坯升高到目标温度，出炉空冷后，表面氧化铁皮的温度下降明显，成黑色状，而基体（即钢铁）金属温度的热容量大，整体温度基本没有降低，这样增加了基体与氧化铁皮的温度梯度，使氧化铁皮内部的热应力增大，上述设计有助于提高板坯加热时表面氧化铁皮的高温剥离性，在后续轧制过程中氧化铁皮通过除鳞去除。由此可见本发明明显减少了碳锰钢皮下夹渣缺陷的发生率，提高了产品的表面质量，增强了产品的竞争力。

附图说明

图1为本发明与常规轧制加热工艺对比图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

本发明设计的减少热轧碳锰钢皮下夹渣缺陷的方法，它包括如下步骤：将碳锰钢钢坯送入加热炉中依次经过加热炉预热段预热处理、加热炉第一加热段加热处理、加热炉第二加热段加热处理、加热炉均热段加热处理后出炉，出炉后的被加热碳锰钢钢坯再依次经过除鳞箱和粗轧机架间除鳞，将碳锰钢钢坯表面的氧化铁皮除尽；

所述加热炉预热段采用回收的加热炉余热对碳锰钢钢坯进行预热处理，预热处理时的温度范围为300~400℃，碳锰钢钢坯在加热炉预热段预热时间为60~90min；利用回收的加热炉余热缓慢加热钢坯，有效的降低了加热能耗（各段的在炉时间与在炉温度由加热工艺决定，热轧碳锰钢最低在炉时间要求120min，实际生产过程中一般都在180~260min,本发明预热段时间较长，能有效的降低加热能耗。）

所述碳锰钢钢坯在加热炉第一加热段加热处理的时间范围为50~60min，在加热炉第一加热段加热处理的温度范围为940~960℃；上述时间和温度参数的选择为的是使碳锰钢在第一加热段，缓慢加热升温，使整个钢坯的温度更均匀，同时减少钢坯在第一加热段的氧化；

所述碳锰钢钢坯在加热炉第二加热段加热处理的时间范围为30~50min，在加热炉第二加热段加热处理的温度范围为1160~1180℃；上述时间和温度参数的选择使碳锰钢钢坯在第二加热段，快速的加热升温，在较短的时间使钢坯表面加快氧化，经过加热炉第二加热段加热处理后，碳锰钢钢坯的保护渣深度范围内基体发生完全氧化；

所述碳锰钢钢坯在加热炉均热段加热处理的时间范围为40~60min，在加热炉均热段加热处理的温度范围为1160~1180℃，上述时间和温度参数的选择降低了钢坯在均热段的在炉时间和在炉温度，有效的减少了钢坯在加热炉中的烧损。经过加热炉均热段加热处理后，碳锰钢钢坯的表面与心部温度均匀，钢坯出炉空冷后，表面氧化铁皮的温度下降明显，而基体（即钢铁）金属温度的热容量大，整体温度基本没有降低，这样增加了基体与氧化铁皮的温度梯度，使氧化铁皮内部的热应力增大，产生微裂纹，有利于提高后续除鳞的效果。

上述技术方案中，所述碳锰钢钢坯在加热炉第一加热段加热处理时的空燃比为0.9~1.0；所述碳锰钢钢坯在加热炉第二加热段加热处理时的空燃比为1.15~1.25；所述碳锰钢钢坯在加热炉均热段加热处理时的空燃比为1.0~1.15。空燃比为空气与燃气的比值，在第一加热段中空气较少，第二加热段中空燃比高，空气较多，便于使保护渣完全烧掉。

上述技术方案中，炼钢过程中残留的保护渣分布在碳锰钢钢坯表面，在热轧过程中，通过调整第二加热段的加热温度、空燃比和在炉时间，使碳锰钢钢坯表面残留的保护渣被烧掉，形成氧化铁皮，在后续通过除磷去除。

上述技术方案中，所述碳锰钢钢坯的化学成分按质量百分比wt%控制在：C：0.01~0.08%，Si：0.01~0.20%，Mn：0.1~0.5%，S：≤0.03%，P：≤0.03%。该成分的碳锰钢钢坯在热轧过程中采用上述方法后能取得更好的避免碳锰钢皮下夹渣缺陷的效果。

上述技术方案中，所述碳锰钢钢坯在加热炉第二加热段加热处理时加热炉炉膛内的压力保持在7~8Pa。

上述技术方案中，所述碳锰钢钢坯在加热炉内的总在炉时间为200~240min。

本发明与常规轧制加热工艺的对比参见图1。本发明与常规加热工艺的对比：主要是在第二加热段，本发明第二加热段采用短时高温的加热方法，以较短的时间，较快的加热到目标温度。从图中可以看出此发明与常规的加热工艺不同。

根据实际生产情况下面列举两个优选的实施例：

实施例1：

1）碳锰钢钢坯的化学成分按质量百分比wt%为C：0.03%，Si：0.05%，Mn：0.21%，S：0.008%，P：0.004%。

2）碳锰钢钢坯加热过程总的在炉时间控制在200min，在第二加热段采用短时高温的加热工艺。炉膛内保持7Pa的微正压。

3、钢坯在预热段时间为60min。

4、碳锰钢钢坯在第一加热段加热时间为50min，第一加热段的空燃比为0.95，加热温度940℃；在第二加热段加热时间为30min，第二加热段的空燃比为1.20，加热温度1170℃；

5、碳锰钢钢坯在均热段时间为60min，空燃比为1.05，加热温度为1170℃。

实施例2：

1）碳锰钢钢坯的化学成分按质量百分比wt%为C：0.05%，Si：0.10%，Mn：0.30%，S：0.012%，P：0.008%。

2）碳锰钢钢坯加热过程总的在炉时间控制在240min，在第二加热段采用短时高温的加热工艺。炉膛内保持8Pa的微正压。

3）钢坯在预热段时间为90min。

4）碳锰钢钢坯在第一加热段加热时间为60min，第一加热段的空燃比为0.9，加热温度为960℃；在第二加热段加热时间为50min，第二加热段的空燃比为1.25，加热温度为1180℃。

5）碳锰钢钢坯在均热段时间为40min，空燃比为1.10，加热温度为1180℃。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims

1.一种减少热轧碳锰钢皮下夹渣缺陷的方法，其特征在于，它包括如下步骤：将碳锰钢钢坯送入加热炉中依次经过加热炉预热段预热处理、加热炉第一加热段加热处理、加热炉第二加热段加热处理、加热炉均热段加热处理后出炉，出炉后的被加热碳锰钢钢坯再依次经过除鳞箱和粗轧机架间除鳞，将碳锰钢钢坯表面的氧化铁皮除尽；

2.根据权利要求1所述的减少热轧碳锰钢皮下夹渣缺陷的方法，其特征在于：所述碳锰钢钢坯在加热炉第一加热段加热处理时的空燃比为0.9~1.0；所述碳锰钢钢坯在加热炉第二加热段加热处理时的空燃比为1.15~1.25；所述碳锰钢钢坯在加热炉均热段加热处理时的空燃比为1.0~1.15。

3.根据权利要求1或2所述的减少热轧碳锰钢皮下夹渣缺陷的方法，其特征在于：所述碳锰钢钢坯的化学成分按质量百分比wt%控制在：C：0.01~0.08%，Si：0.01~0.20%，Mn：0.1~0.5%，S：≤0.03%，P：≤0.03%。

4.根据权利要求1或2所述的减少热轧碳锰钢皮下夹渣缺陷的方法，其特征在于：所述碳锰钢钢坯在加热炉第二加热段加热处理时加热炉炉膛内的压力保持在7~8Pa。

5.根据权利要求3所述的减少热轧碳锰钢皮下夹渣缺陷的方法，其特征在于：所述碳锰钢钢坯在加热炉第二加热段加热处理时加热炉炉膛内的压力保持在7~8Pa。

6.根据权利要求1或2所述的减少热轧碳锰钢皮下夹渣缺陷的方法，其特征在于：所述碳锰钢钢坯在加热炉内的总在炉时间为200~240min。