CN103341489B

CN103341489B - 解决含p高强if钢热轧过程中产生麻点缺陷的方法

Info

Publication number: CN103341489B
Application number: CN201310224691.9A
Authority: CN
Inventors: 于洋; 王畅; 徐海卫; 王林; 李飞; 陈瑾; 关建东; 武军宽; 李华
Original assignee: Shougang Corp
Current assignee: Shougang Group Co Ltd
Priority date: 2013-06-06
Filing date: 2013-06-06
Publication date: 2015-06-24
Anticipated expiration: 2033-06-06
Also published as: CN103341489A

Abstract

本发明公开了一种解决含P高强IF钢热轧过程中产生麻点缺陷的方法，包括：将钢水通过冶炼后连铸获得板坯，在冶炼过程中，当P含量在0.04～0.09%范围内时，控制Si含量在0.2～0.7%范围内；将所述板坯进行加热，再经过粗轧、低温快轧的精轧获得热轧板，然后将所述热轧板进行层流冷却，冷却后卷取成热轧卷。本发明提供的一种解决含P高强IF钢热轧过程中产生麻点缺陷的方法，可以明显消除含P高强IF钢麻点缺陷，即能提高带钢表面质量，方便可行性高，又大大节约了生产成本。

Description

解决含P高强IF钢热轧过程中产生麻点缺陷的方法

技术领域

本发明涉及轧钢技术领域，特别涉及一种解决含P高强IF钢热轧过程中产生麻点缺陷的方法。

背景技术

IF钢（无间隙原子钢，Interstitial-Free Steel，亦称超低碳钢）是深冲性能最好、级别最高的冲压用钢，广泛应用于汽车制造、家电生产等行业。IF钢以Ti、Nb元素固定钢中C、N等间隙原子，形成所谓的无间隙原子钢。而高强IF钢是在Ti/Nb-IF钢基础上添加0.04～0.09%的P元素进行强化，同时以10ppm左右的B元素抑制P元素的晶界偏析。

热轧薄板表面麻点缺陷属于表面氧化铁皮类缺陷的范畴。带钢经精轧除鳞后进入精轧机架，期间形成三次氧化铁皮。三次氧化铁皮因不同因素被破坏并随轧制过程碾压至带钢表面，形成麻点缺陷。宏观上导致三次氧化铁皮破碎的因素有两种，对应两种不同形成机理的麻点缺陷的形成：第一，轧辊氧化膜剥落压入带钢表面，同时辊面粗糙破坏带钢三次铁皮，最终形成麻点缺陷，国际同行称之为Dirty Roll Scale；第二，带钢三次铁皮由于自身的特性或者轧制条件不合适导致起皮、剥落，随轧制过程碾压至带钢表面，形成麻点缺陷，国际同行称之为Burning Scale。

含P高强IF钢在热轧生产实际中极易产生麻点缺陷，如付图1、附图2所示。可以采用精轧机架中加设机架间除鳞来解决该种缺陷，但是设备投入大；对于已经建成的热轧产线而言设备改造成本极高，基本不具备可操作性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种设备投入小、成本低、可操作性大的解决含P高强IF钢热轧过程中产生麻点缺陷的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种解决含P高强IF钢热轧过程中产生麻点缺陷的方法，包括：

将钢水通过冶炼后连铸获得板坯，在冶炼过程中，当P含量在0.04～0.09%范围内时，控制Si含量在0.2～0.7%范围内；

将所述板坯进行加热，再经过粗轧、精轧获得热轧板，然后将所述热轧板进行层流冷却，冷却后卷取成成品。

进一步地，所述粗轧、精轧采用低温快轧，所述精轧入口温度控制在980-1000℃。

进一步地，在精轧过程中，末机架抛钢速度控制在11-13m/s。

进一步地，当所述P元素的含量控制在0.04%，Si元素的含量控制在0.2%，精轧入口温度控制在1000℃，精轧末机架抛钢速度控制在11m/s时，获得一级品的比例为60%，二级品的比例为30%，三级品的比例为5%，四级品的比例为5%。

进一步地，当所述P元素的含量控制在0.065%，Si元素的含量控制在0.3%，精轧入口温度控制在990℃，末机架抛钢速度控制在12m/s时，获得一级品的比例为65%，二级品的比例为24%，三级品的比例为7%，四级品的比例为4%。

进一步地，当所述P元素的含量控制在0.06%，Si元素的含量控制在0.4%，精轧入口温度控制在980℃，末机架抛钢速度控制在13m/s时，获得一级品的比例为55%，二级品的比例为35%，三级品的比例为7%，四级品的比例为3%。

进一步地，当所述P元素的含量控制在0.06%，Si元素的含量控制在0.5%，精轧入口温度控制在985℃，末机架抛钢速度控制在12.5m/s时，获得一级品的比例为65%，二级品的比例为32%，三级品的比例为2%，四级品的比例为1%。

进一步地，当所述P元素的含量控制在0.075%，Si元素的含量控制在0.6%，精轧入口温度控制在995℃，末机架抛钢速度控制在11.5m/s时，获得一级品的比例为58%，二级品的比例为39%，三级品的比例为2%，四级品的比例为1%。

进一步地，当所述P元素的含量控制在0.08%，Si元素的含量控制在0.65%，精轧入口温度控制在988℃，末机架抛钢速度控制在12.2m/s时，获得一级品的比例为61%，二级品的比例为35%，三级品的比例为2%，四级品的比例为2%。

进一步地，当所述P元素的含量控制在0.09%，Si元素的含量控制在0.7%，精轧入口温度控制在992℃，末机架抛钢速度控制在11.7m/s时，获得一级品的比例为65%，二级品的比例为33%，三级品的比例为1%，四级品的比例为1%。本发明提供的一种解决含P高强IF钢热轧过程中产生麻点缺陷的方法，通过有效的控制带钢中P元素和Si元素的化学成分质量百分比，几乎在不增加钢种合金成本的情况下，无需进行设备改造，也不影响带钢的后续酸洗，便可以明显消除含P高强IF钢麻点缺陷，提高带钢表面质量，即方便可行性高，又大大节约了生产成本。

附图说明

图1、图2为含P高强IF钢在热轧现有技术生产实际中极易产生麻点缺陷图；

图3为单独的高Si钢种在热轧现有技术生产实际中除鳞不净导致的“红铁皮”缺陷图；

图4、图5为本发明实施例提供的热轧带钢表面形貌图。

具体实施方式

本发明提供的一种解决含P高强IF钢热轧过程中产生麻点缺陷的方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：将钢水通过冶炼后连铸获得板坯，在冶炼过程中，当P含量在0.04～0.09%范围内时，控制Si含量在0.2～0.7%范围内；

步骤S2：将所述板坯进行加热，再经过粗轧、精轧获得热轧板，然后将所述热轧板进行层流冷却，冷却后卷取成成品。所述粗轧、精轧采用低温快轧，所述精轧入口温度控制在980-1000℃。在精轧过程中，末机架抛钢速度控制在11-13m/s。其中，粗轧及精轧采用低温快轧目的是降低带钢在精轧机架内的停留时间,减少带钢铁基体与表面氧化铁皮界面处磷酸亚铁的形成及抑制其气化，降低精轧入口温度在980-1000℃可以在轧制过程中避开磷酸亚铁急剧气化导致氧化铁皮起泡破损的温度区间。将末机架抛钢速度在控制在11-13m/s的目的同样是减少带钢在精轧机架内停留的时间,减少氧化铁皮在精轧过程中的碾压破碎的几率。

首先，通过SEM能谱分析，排除了该麻点缺陷为轧辊氧化膜剥落所致的可能。大量分析均未在带钢表面麻点缺陷处发现轧辊的特征元素Cr、Ni等元素成分，因此可以排除轧辊氧化膜剥落导致该缺陷产生的可能。

其次，通过热重分析研究可以发现，含P高强IF钢在980℃左右会出现氧化速率峰值，而该温度刚好处于精轧区。因此，该麻点缺陷的产生主要是由于含P高强IF钢三次铁皮本身的特性所致。

通过热重分析、SEM观察等多种手段，可以发现含P元素0.04～0.09%的IF钢，P元素在高温下会与Fe、O元素结合形成Fe₃(PO₄)₂。Fe₃(PO₄)₂在950℃以上会气化，在带钢Fe基体与表面三次氧化铁皮之间形成“气泡”或者“气膜”，导致三次铁皮“起皮”或者“起泡”；该种起皮或者起泡随精轧进程而被轧辊轧碎并碾压至带钢表面，形成麻点缺陷。

钢中不含P元素而仅含较高的Si元素时，通常会造成除鳞不净导致的“红铁皮”缺陷，如附图3所示。这是因为Fe、Si、O元素在1177℃会形成液态的Fe₂SiO₄（铁橄榄石相）。液态的Fe₂SiO₄相粘附FeO并在轧制过程中形成“锚状”结构钉扎FeO导致粗除鳞难以除净。FeO在随后轧制过程中最终氧化为Fe₂O₃形成最后的红铁皮缺陷。因此一般高表面质量等级的钢种需要限制Si含量<0.03%。

通过多次实验研究及分析，可以确认，在含P高强IF钢中，Si、P元素的复合作用可以消除该类麻点缺陷的产生。P含量较高的钢种的铁皮形成中如果无Si元素的作用将在铁皮界面处形成Fe₃(PO₄)₂,而加入Si元素会在铁皮界面形成Fe₂SiO₄相可以起到黏附铁皮抑制气化起泡破损的作用，Si元素含量在钢种内含量增加到0.2%后可形成典型的Fe₂SiO₄相，如果过低黏附作用并不明显，氧化铁皮起泡现象仍严重，表现为麻坑形貌，如果Si元素含量过高超过0.7%，会易于在表面形成红色氧化铁皮形貌,为另一种类型的表面缺陷。P元素的存在降低了三次铁皮的粘附力，使得三次铁皮容易起皮、脱落。而Si元素的存在可以增加三次铁皮的粘附力，从而抑制甚至抵消P元素对铁皮粘附力的降低作用。解决了三次铁皮的起皮问题，就可以从根本上消除该类钢种麻点缺陷的产生。

由上可以看出，由于Si、P元素对三次铁皮粘附力的影响基本抵消，因此其复合作用不但可以消除麻点缺陷的产生，而且Si含量的提高不会产生红铁皮缺陷，不会造成酸洗不净等对下游冷轧阶段生产不利的影响。

下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

利用本实施例提供的解决含P高强IF钢热轧过程中产生麻点缺陷的方法在2160mm热连轧产线上生产100卷含P高强IF钢，其中，含P高强IF钢的化学成分质量百分比及表面等情况如表1所示，在带钢表面质量判级系统中，1级最优、4级最差。

表一

采用本专利方法优化Si含量后的，其表面1级品比例已经大幅度提高至62%；优化Si含量后带钢表面形貌如附图4、图5所示。导致含P高强IF钢表面质量降级的主要原因就是表面麻点缺陷，因此，采用本实施例提供的方法，能有效的解决含P高强IF钢表面麻点缺陷。

且下游冷轧阶段生产跟踪表面，优化Si含量后并未导致酸洗不净等铁皮缺陷产生。

由此可见，优化Si含量后带钢表面质量提高效果显著，且没有带来酸洗不净等副作用。

对比实施例1：

未利用本实施例提供的解决含P高强IF钢热轧过程中产生麻点缺陷的方法在2160mm热连轧产线上生产100卷含P高强IF钢，其中，含P高强IF钢的化学成分质量百分比及表面等情况如表2所示,其表面1级品比例仅约1%，该钢种表面麻点缺陷形貌如附图1及附图2所示。

表二

实施例2：

利用本实施例提供的解决含P高强IF钢热轧过程中产生麻点缺陷的方法在2160mm热连轧产线上生产100卷含P高强IF钢，其中，含P高强IF钢的P元素的含量为0.04%，Si元素的含量为0.2%，精轧入口温度控制在1000℃，末机架抛钢速度控制在11m/s，获得一级品的比例为60%，二级品的比例为30%，三级品的比例为5%，四级品的比例为5%。

实施例3：

利用本实施例提供的解决含P高强IF钢热轧过程中产生麻点缺陷的方法在热连轧产线上生产100卷含P高强IF钢，其中，含P高强IF钢的P元素的含量为0.065%，Si元素的含量为0.3%，精轧入口温度控制在990℃，末机架抛钢速度控制在12m/s，获得一级品的比例为65%，二级品的比例为24%，三级品的比例为7%，四级品的比例为4%。

实施例4：

利用本实施例提供的解决含P高强IF钢热轧过程中产生麻点缺陷的方法在热连轧产线上生产100卷含P高强IF钢，其中，含P高强IF钢的P元素的含量为0.06%，Si元素的含量为0.4%，精轧入口温度控制在980℃，末机架抛钢速度控制在13m/s，获得一级品的比例为55%，二级品的比例为35%，三级品的比例为7%，四级品的比例为3%。

实施例5：

利用本实施例提供的解决含P高强IF钢热轧过程中产生麻点缺陷的方法在热连轧产线上生产100卷含P高强IF钢，其中，含P高强IF钢的P元素的含量为0.06%，Si元素的含量为0.5%，精轧入口温度控制在985℃，末机架抛钢速度控制在12.5m/s，获得一级品的比例为65%，二级品的比例为32%，三级品的比例为2%，四级品的比例为1%。

实施例6：

利用本实施例提供的解决含P高强IF钢热轧过程中产生麻点缺陷的方法在热连轧产线上生产100卷含P高强IF钢，其中，含P高强IF钢的P元素的含量为0.075%，Si元素的含量为0.6%，精轧入口温度控制在995℃，末机架抛钢速度控制在11.5m/s，获得一级品的比例为58%，二级品的比例为39%，三级品的比例为2%，四级品的比例为1%。

实施例7：

利用本实施例提供的解决含P高强IF钢热轧过程中产生麻点缺陷的方法在热连轧产线上生产100卷含P高强IF钢，其中，含P高强IF钢的P元素的含量为0.08%，Si元素的含量为0.65%，精轧入口温度控制在988℃，末机架抛钢速度控制在12.2m/s，获得一级品的比例为61%，二级品的比例为35%，三级品的比例为2%，四级品的比例为2%。

实施例8：

利用本实施例提供的解决含P高强IF钢热轧过程中产生麻点缺陷的方法在热连轧产线上生产100卷含P高强IF钢，其中，含P高强IF钢的P元素的含量为0.09%，Si元素的含量为0.7%，精轧入口温度控制在992℃，末机架抛钢速度控制在11.7m/s，获得一级品的比例为65%，二级品的比例为33%，三级品的比例为1%，四级品的比例为1%。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种解决含P高强IF钢热轧过程中产生麻点缺陷的方法，其特征在于，包括：

将钢水通过冶炼后连铸获得板坯，在冶炼过程中，当P元素的含量在0.04～0.09％范围内时，控制Si元素的含量在0.2～0.7％范围内；

将所述板坯进行加热，再经过粗轧、精轧获得热轧板，然后将所述热轧板进行层流冷却，冷却后卷取成成品；

所述粗轧、精轧采用低温快轧，所述精轧入口温度控制在980-1000℃；

在精轧过程中，末机架抛钢速度控制在11-13m/s。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

当所述P元素的含量控制在0.04％，Si元素的含量控制在0.2％，精轧入口温度控制在1000℃，精轧末机架抛钢速度控制在11m/s时，获得一级品的比例为60％，二级品的比例为30％，三级品的比例为5％，四级品的比例为5％。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

当所述P元素的含量控制在0.065％，Si元素的含量控制在0.3％，精轧入口温度控制在990℃，末机架抛钢速度控制在12m/s时，获得一级品的比例为65％，二级品的比例为24％，三级品的比例为7％，四级品的比例为4％。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

当所述P元素的含量控制在0.06％，Si元素的含量控制在0.4％，精轧入口温度控制在980℃，末机架抛钢速度控制在13m/s时，获得一级品的比例为55％，二级品的比例为35％，三级品的比例为7％，四级品的比例为3％。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

当所述P元素的含量控制在0.06％，Si元素的含量控制在0.5％，精轧入口温度控制在985℃，末机架抛钢速度控制在12.5m/s时，获得一级品的比例为65％，二级品的比例为32％，三级品的比例为2％，四级品的比例为1％。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

当所述P元素的含量控制在0.075％，Si元素的含量控制在0.6％，精轧入口温度控制在995℃，末机架抛钢速度控制在11.5m/s时，获得一级品的比例为58％，二级品的比例为39％，三级品的比例为2％，四级品的比例为1％。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

当所述P元素的含量控制在0.08％，Si元素的含量控制在0.65％，精轧入口温度控制在988℃，末机架抛钢速度控制在12.2m/s时，获得一级品的比例为61％，二级品的比例为35％，三级品的比例为2％，四级品的比例为2％。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

当所述P元素的含量控制在0.09％，Si元素的含量控制在0.7％，精轧入口温度控制在992℃，末机架抛钢速度控制在11.7m/s时，获得一级品的比例为65％，二级品的比例为33％，三级品的比例为1％，四级品的比例为1％。