CN103920737B - 一种碳钢的带钢表面氧化物清除方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碳钢的带钢表面氧化物清除方法，带钢表面的氧化物包括Fe₂O₃、Fe₃O_4、FeO，具体包括如下步骤：开卷机开卷；平整机对带钢表面的氧化物进行破碎、剥离；多辊矫直机对带钢表面的氧化物进一步破碎、剥离；将经过平整、矫直处理后的带钢进行酸洗；卷取机将处理后的带钢卷取成为成品；通过本技术方案，1处理后带钢表面氧化物裂纹的数量较多，并且氧化物裂纹的间隙大，方便酸洗工艺中的酸液快速渗透，可以显著提升酸洗效率；2加工后带钢屈服强度增加值低，带钢性能基本不受影响；3通过平整工艺加工消除了带钢的屈服平台，杜绝了在普通热轧产品表面经常形成的吕德斯带；4改善了带钢的厚度精度及板形精度。

Description

一种碳钢的带钢表面氧化物清除方法

技术领域

本发明涉及一种普通热轧扁平材深加工技术，特别是涉及一种碳钢的带钢表面氧化物清除方法。

背景技术

在现有技术中，如图1所示，传统的酸洗机组由开卷机1、入口活套2、拉矫机3、酸洗4、漂洗30、出口活套5和卷取机6构成，采用拉矫机3进行机械破鳞，在带钢7表面氧化物8上形成氧化物裂纹9，以提高酸洗效率，但这种破鳞方法存在着破鳞效果不理想，对产品性能损害大等诸多问题。

如图2所示，在拉矫过程中带钢7表面的氧化物8在拉应力与弯曲应力的作用下形成与带钢7宽度方向一致的氧化物裂纹9，在经过拉矫机3后的带钢7弹性回复，使带钢7表面已经产生的氧化物裂纹9闭合，为保持带钢7性能，需要将拉矫机3的延伸率设置在带钢7屈服极限以下，在这种工况下，带钢7离开拉矫机3后，带钢7机体弹性回复，致使带钢7表面氧化物裂纹9闭合。

因此在酸洗4的过程中，酸洗槽中的酸液很难从已经闭合的氧化物裂纹9中渗透到FeO层，并与之发生反应，从而造成酸洗4的效率很低，为了提高酸洗效率，需要将拉矫机3的延伸率设置在带钢7的屈服极限之上，使带钢7产生塑形变形，在这种工况下，带钢7离开拉矫机3后可以部分保持表面氧化物8的缝隙，提升酸洗效率，但是，带钢7产品的性能损失严重。

如图3所示，对于碳、氮等间隙原子含量≥30ppm的常规热轧板，进入拉矫机3后会在带钢7表面产生不均匀表面屈服，俗称吕德斯带10；对于高强钢、IF钢制成的带钢7，虽然不会在带钢7表面产生吕德斯带10，但是，由于其屈服强度随着延伸率的增加而单向增加，因此，加大延伸率无疑会恶化产品性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种碳钢的带钢表面氧化物清除方法，通过本技术方案，采用平整矫直组合方式进行破鳞和除鳞，使加工后的带钢表面氧化物形成数量多，且为永久性的裂纹，同时可以有效避免普通热轧板出现吕德斯带缺陷，使高强钢、IF钢的带钢性能损坏为最小。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种碳钢的带钢表面氧化物清除方法，所述带钢表面的氧化物包括Fe₂O₃、Fe₃O_4、FeO，具体包括如下步骤：

A.开卷机开卷；

B.平整机对带钢表面的氧化物进行破碎、剥离；

C.多辊矫直机对带钢表面的氧化物进一步破碎、剥离；

D.将经过平整、矫直处理后的带钢进行酸洗、漂洗；

E.卷取机将处理后的带钢卷取成为成品。

本发明中的工艺方法是平整工艺、多辊矫直工艺与酸洗工艺的组合工艺，在机组开卷机之后配置有平整机、多辊矫直机两套分别具备破鳞、除鳞功能的工艺设备，经过处理的带钢再进入酸槽进行酸洗加工。

本发明的技术方案中，包含二次破鳞、除鳞功能，平整机对带钢表面的氧化物进行破碎，接着利用平整机出口的多辊矫直机对已经破碎的氧化物进行多次正反向折弯，二次破碎碳钢的带钢表面的氧化物。

本发明具有缩短酸洗反应时间的功能，所述带钢经过平整机的一次破鳞、多辊矫直机的二次破鳞后，在带钢表面形成了永久性、大尺寸的氧化物裂纹，此时再进入酸洗中进行化学除鳞，由于带钢表面具备大尺寸氧化物裂纹，酸液能够快速渗透到FeO层进行反应，将普碳钢的酸洗时间由常规的16-22s缩短为10-12s；将高强钢中的双相钢酸洗时间由35-45s缩短为20-25s。

本发明的技术方案中，包含有破鳞加工过程中的总延伸率控制功能，在平整机清除带钢表面氧化物的同时，通过平整机轧制力动态调整功能，控制平整机和多辊矫直机的总延伸率，进而保证所加工材料的性能。

本发明具有在不影响带钢性能的前提下，破碎、清除带钢表面氧化物的功能，在平整机与多辊矫直机的组合能够在带钢延伸率为0.8%-1.5%时，在带钢表面形成永久的、大尺寸的裂纹，快速完成化学表面处理，避免了碳钢中普通热轧带钢表面产生吕德斯带缺陷，避免了碳钢中高强钢、IF钢的性能恶化。

本发明的技术方案中，包含二次板形改善功能，带钢经过平整机初步改善板形后再进入多辊矫直机，并依据带钢厚度及材质来调整多辊矫直机的上下矫直辊重合度，从而进一步改善板形。

本发明的技术方案中，包含有平整机的厚度差及板形偏差消除功能，平整机在给碳钢的带钢表面进行破鳞的同时，通过液压伺服控制来消除原料带钢的厚度误差及板形偏差。

本发明的技术方案中，包含有一个带延伸率控制功能的平整破鳞步骤，在平整过程中，延展能力很强的带钢机体组织在轧制力作用下试图向前延展，而带钢表面的Fe₂O₃、Fe₃O₄组织延展性差，无法跟随带钢同步延展，从而造成表面氧化物与带钢机体组织间产生水平切向力，该切向力促使表面氧化物从带钢表面剥离，平整机中的上下工作辊在轧制力的作用下挤压带钢，将带钢表面的氧化物压裂，形成许多细密且方向随机的氧化物裂纹。

本发明的技术方案中，包含有一个矫直破鳞除鳞步骤，将经过平整加工，表面氧化物上带有细密氧化物裂纹的带钢被送入到多辊矫直机进行矫直，在矫直过程中，矫直辊将具有细密氧化物裂纹的带钢进行多次正反向折弯，使带钢表面被平整机压裂的氧化物进一步破碎。

采用上述技术方案后的有益效果是：一种碳钢的带钢表面氧化物清除方法，通过本技术方案与现有技术相比，1处理后带钢表面氧化物裂纹的数量较多，并且氧化物裂纹的间隙大，方便酸洗工艺中的酸液快速渗透，可以显著提升酸洗效率；2加工后带钢屈服强度增加值低，带钢性能基本不受影响；3通过平整工艺加工消除了带钢的屈服平台，杜绝了在普通热轧产品表面经常形成的吕德斯带；4改善了带钢的厚度精度及板形精度。

附图说明

图1为现有技术中常规酸洗机组的拉矫破鳞示意图。

图2为现有技术中碳钢的带钢拉矫前后表面氧化物的状态示意图。

图3为现有技术中经过拉矫后普通热轧板表面经常产生的吕德斯带示例照片。

图4为本发明的工艺设备布置图。

图5为本发明中平整机和多辊矫直机的设备结构图。

图6为本发明中平整机延伸率为0.8%-1.5%状态下带钢表面氧化物裂纹状态照片。

图中，1开卷机、2入口活套、3拉矫机、4酸洗、5出口活套、6卷取机、7带钢、8氧化物、9氧化物裂纹、10吕德斯带、11平整机、12多辊矫直机、13工作辊、14矫直辊、30漂洗。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明中的具体实施例作进一步详细说明。

如图4和图5所示，本发明涉及的一种碳钢的带钢表面氧化物清除方法，所述带钢7表面的氧化物8包括Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO，具体包括如下步骤：

A.开卷机1开卷；

B.平整机11对带钢7表面的氧化物8进行破碎、剥离；

C.多辊矫直机12对带钢7表面的氧化物8进一步破碎、剥离；

D.将经过平整、矫直处理后的带钢7进行酸洗4、漂洗30；

E.卷取机6将处理后的带钢7卷取成为成品。

本发明中的工艺方法是平整工艺、多辊矫直工艺与酸洗工艺的组合工艺，在机组开卷机1之后配置有平整机11、多辊矫直机12两套分别具备破鳞、除鳞功能的工艺设备，经过处理的带钢7再进入酸槽进行酸洗4加工。

本发明的技术方案中，包含二次破鳞、除鳞功能，平整机11对带钢7表面的氧化物8进行破碎，接着利用平整机11出口的多辊矫直机12对已经破碎的氧化物8进行多次正反向折弯，二次破碎碳钢的带钢表面的氧化物11。

本发明具有缩短酸洗反应时间的功能，所述带钢7经过平整机11的一次破鳞、多辊矫直机12的二次破鳞后，在带钢7表面形成了永久性、大尺寸的氧化物裂纹9，此时再进入酸洗4中进行化学除鳞，由于带钢7表面具备大尺寸氧化物裂纹9，酸液能够快速渗透到FeO进行反应，将普碳钢的酸洗时间由常规的16-22s缩短为10-12s；将高强钢中的双相钢酸洗时间由35-45s缩短为20-25s。。

本发明的技术方案中，包含有破鳞加工过程中的总延伸率控制功能，在平整机11清除带钢7表面氧化物8的同时，通过平整机11轧制力动态调整功能，控制平整机11和多辊矫直机12的总延伸率，进而保证所加工材料的性能。

如图6所示，本发明具有在不影响带钢7性能的前提下，破碎、清除带钢7表面氧化物的功能，在平整机11与多辊矫直机12的组合能够在带钢7延伸率为0.8%-1.5%时，在带钢7表面形成永久的、大尺寸的裂纹，快速完成化学表面处理，避免了碳钢中普通热轧带钢7表面产生吕德斯带缺陷，避免了碳钢中高强钢、IF钢的性能恶化。

本发明的技术方案中，包含二次板形改善功能，带钢经过平整机11初步改善板形后再进入多辊矫直机，并依据带钢7厚度及材质来调整多辊矫直机12的上下矫直辊重合度，从而进一步改善板形。

本发明的技术方案中，包含有平整机11的厚度差及板形偏差消除功能，平整机11在给碳钢的带钢7表面进行破鳞的同时，通过液压伺服控制来消除原料带钢7的厚度误差及板形偏差。

本发明的技术方案中，包含有一个带延伸率控制功能的平整破鳞步骤，在平整过程中，延展能力很强的带钢7机体组织在轧制力作用下试图向前延展，而带钢7表面的Fe₂O₃、Fe₃O₄组织延展性差，无法跟随带钢7同步延展，从而造成表面氧化物8与带钢7机体组织间产生水平切向力，该切向力促使表面氧化物8从带钢7表面剥离，平整机11中的上下工作辊13在轧制力的作用下挤压带钢7，将带钢7表面的氧化物8压裂，形成许多细密且方向随机的氧化物裂纹9。

本发明的技术方案中，包含有一个矫直破鳞除鳞步骤，将经过平整加工，表面氧化物8上带有细密氧化物裂纹9的带钢7被送入到多辊矫直机12进行矫直，在矫直过程中，矫直辊14将具有细密氧化物裂纹9的带钢7进行多次正反向折弯，使带钢7表面被平整机11压裂的氧化物8进一步破碎。

本发明在工作中，开卷机1上的带钢7经过焊接同入口活套2上的带钢7相连，带钢7首先进入到平整机11中，由于带钢7表面氧化物8的Fe₂O₃、Fe₃O₄组织的延展性较差，在进行平整机11加工时，延展能力很强的带钢7机体组织在轧制力作用下试图向前延展，这一趋势受到延展性较差的表面氧化物8的制约，因此在表面氧化物8与带钢7机体组织间产生水平切向力，帮助表面氧化物8从带钢7表面剥离；同时，平整机11中的工作辊13在轧制力的作用下挤压带钢7，并将带钢7表面的氧化物8压裂，形成许多细密且方向随机的氧化物裂纹9。

当表面具有细密氧化物裂纹9的带钢7离开平整机11后，进入到多辊矫直机12进行二次破鳞，多辊矫直机12中的矫直辊14使带钢7产生多次的正反向折弯，带钢7的每次折弯过程使带钢7表面已经被平整机11压裂的氧化物8进一步的破碎，使带钢7表面氧化物上的氧化物裂纹9进一步增多，而在平整工艺中表面氧化物8与带钢7机体组织间存在着使氧化物8剥离的水平切向力，在该切向力作用下，一部分氧化物8已与带钢7机体组织分离，但有一部分尚未从带钢7表面脱离，经过多辊矫直机12中矫直辊14的正反向折弯的作用下，氧化物8上的氧化物裂纹9更进一步增多，同时使部分在平整机11中已经与带钢7机体组织分离的氧化物8直接脱落，在带钢7表面的氧化物8结构上形成永久性氧化物裂纹9，这种氧化物裂纹9在带钢7弹性回复后仍然保留在带钢8表面，当带钢7进入酸洗4后酸液能够快速渗透到FeO进行反应。

本发明是通过机械组合方式在带钢7表面的氧化物8上制造氧化物裂纹9，而所形成氧化物裂纹9的多少以及氧化物裂纹9的大小与带钢7的塑形变形量无关，而带钢7的屈服强度的增加与带钢7的延伸率有关，当加工中本身所必须的变形量越小，对带钢7加工后产品的性能损害越少，因此，本发明的技术方案与现有技术中的拉矫工艺相比，最大的优势，也是其最显著的特征就是能够在不损害带钢7性能的前提下，在带钢7表面的氧化物8上制造氧化物裂纹9，以提高酸洗效率，从而大大提高带钢7表面质量。

本发明的技术方案在普通热轧产品领域应用，由于普通热轧产品组织中间隙原子碳、氮的含量大于30ppm，因此，在加工及后续使用过程中极易在带钢7表面形成吕德斯带10缺陷；而本发明中的平整机11能够消除带钢7的屈服平台，从而有效的避免和杜绝了现有技术中很难避免的普通热轧产品的吕德斯带10缺陷。

本发明的技术方案在碳钢为高强钢、IF钢产品领域应用，由于高强钢、IF钢在整个加工区间内，产品的屈服强度均随加工过程变形量的增加而单向增加，为了不损害材料的本身性能，生产时必须严格限制延伸率，造成酸洗4效率极低，以高强钢中的双相钢为例，一般酸洗4的酸洗时间需要30s-40s之间，因此，如何在尽可能小的变形量前提下，提升上述产品的酸洗4的工作效率是这类产品的一大技术难题，本发明能够在不发生或只产生很小塑形变形的条件下提高酸洗效率，将酸洗4的酸洗时间缩短了10-20s，大大提高了工作效率，并解决了碳钢中高强钢、IF钢生产上的一大难题。

本发明的实施例中，所述平整机11、多辊矫直机12的结构均为现有技术，在此其结构不再详细重复赘述。

以上所述，仅为本发明的较佳可行实施例而已，并非用以限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种碳钢的带钢表面氧化物清除方法，所述带钢表面的氧化物包括Fe₂O₃、Fe₃O_4、FeO，其特征在于，具体包括如下步骤：

A.开卷机开卷；

B.平整机对带钢表面的氧化物进行破碎、剥离；

C.多辊矫直机对带钢表面的氧化物进一步破碎、剥离；

D.将经过平整、矫直处理后的带钢进行酸洗、漂洗；

E.卷取机将处理后的带钢卷取成为成品。

2.根据权利要求1所述一种碳钢的带钢表面氧化物清除方法，其特征在于，本工艺方法是平整工艺、多辊矫直工艺与酸洗工艺的组合工艺，在机组开卷机之后配置有平整机、多辊矫直机两套分别具备破鳞、除鳞功能的工艺设备，经过处理的带钢再进入酸槽进行酸洗加工。

3.根据权利要求2所述的一种碳钢的带钢表面氧化物清除方法，其特征在于，包含二次破鳞、除鳞功能，平整机对带钢表面的氧化物进行破碎，接着利用平整机出口的多辊矫直机对已经破碎的氧化物进行多次正反向折弯，二次破碎碳钢的带钢表面的氧化物。

4.根据权利要求3所述的一种碳钢的带钢表面氧化物清除方法，其特征在于，具有缩短酸洗反应时间的功能，所述带钢经过平整机的一次破鳞、多辊矫直机的二次破鳞后，在带钢表面形成了永久性、大尺寸的氧化物裂纹，此时再进入酸槽中进行化学除鳞，由于带钢表面具备大尺寸氧化物裂纹，酸液能够快速渗透到FeO层进行反应，将普碳钢的酸洗时间由常规的16-22s缩短为10-12s；将高强钢中的双相钢酸洗时间由35-45s缩短为20-25s。

5.根据权利要求3所述的一种碳钢的带钢表面氧化物清除方法，其特征在于，包含有破鳞加工过程中的总延伸率控制功能，在平整机清除带钢表面氧化物的同时，通过平整机轧制力动态调整功能，控制平整机和多辊矫直机的总延伸率，进而保证所加工材料的性能。

6.根据权利要求3所述的一种碳钢的带钢表面氧化物清除方法，其特征在于，具有在不影响带钢性能的前提下，破碎、清除带钢表面氧化物的功能，在平整机与多辊矫直机的组合能够在带钢延伸率为0.8%-1.5%时，在带钢表面形成永久的、大尺寸的裂纹，快速完成化学表面处理，避免了碳钢中普通热轧带钢表面产生吕德斯带缺陷，避免了碳钢中高强钢、IF钢的性能恶化。

7.根据权利要求3所述的一种碳钢的带钢表面氧化物清除方法，其特征在于，包含二次板形改善功能，带钢经过平整机初步改善板形后再进入多辊矫直机，并依据带钢厚度及材质来调整多辊矫直机的上下矫直辊重合度，从而进一步改善板形。

8.根据权利要求3所述的一种碳钢的带钢表面氧化物清除方法，其特征在于，包含有平整机的厚度差及板形偏差消除功能，平整机在给碳钢的带钢表面进行破鳞的同时，通过液压伺服控制来消除原料带钢的厚度误差及板形偏差。

9.根据权利要求3所述的一种碳钢的带钢表面氧化物清除方法，其特征在于，包含有一个带延伸率控制功能的平整破鳞步骤，在平整过程中，延展能力很强的带钢机体组织在轧制力作用下试图向前延展，而带钢表面的Fe₂O₃、Fe₃O₄组织延展性差，无法跟随带钢同步延展，从而造成表面氧化物与带钢机体组织间产生水平切向力，该切向力促使表面氧化物从带钢表面剥离，同时，平整机中的上下工作辊在轧制力的作用下挤压带钢，将带钢表面的氧化物压裂，形成许多细密且方向随机的氧化物裂纹。

10.根据权利要求3所述的一种碳钢的带钢表面氧化物清除方法，其特征在于，包含有一个矫直破鳞除鳞步骤，将经过平整加工，表面氧化物上带有细密氧化物裂纹的带钢被送入到多辊矫直机进行矫直，在矫直过程中，矫直辊将具有细密氧化物裂纹的带钢进行多次正反向折弯，使带钢表面被平整机压裂的氧化物进一步破碎。