CN103924254A - 一种低酸耗耐蚀以热代冷产品生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低酸耗耐蚀以热代冷产品生产方法，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；刷洗装置清除带钢表面脱落及松动的氧化物；将经过处理的带钢进行酸洗、漂洗；之后采用机械方式清除带钢表面残留物；然后对带钢进行表面粗糙度均匀化光整处理；卷取机卷取；通过本技术方案，1带钢表面氧化物裂纹多且间隙大，酸洗效率高；2破磷的同时，清除部分氧化物，减小酸洗反应量，降低酸耗；3加工后带钢屈服强度增加值低；4避免在普通热轧产品表面形成吕德斯带；5降低了产品表面的氯离子残留，提高了产品的耐蚀性。

Description

一种低酸耗耐蚀以热代冷产品生产方法

技术领域

本发明属于普通热轧扁平材深加工领域，特别是涉及一种低酸耗耐蚀以热代冷产品生产方法。

背景技术

冷轧产品比热轧产品的平均生产成本高1000元/吨钢，为降低生产成本，人们不断探索采用一定的表面处理方式用热轧产品替代部分冷轧产品，通常在酸洗机组出口配置一台平整机提升酸洗产品的表面质量，满足以热代冷需求。

如图1所示，这类机组具有以下显著特征：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、光整机22、卷取机6构成，入口配置拉矫机3进行机械破磷，破磷后的带钢经过酸洗4、漂洗20后成为热轧酸洗产品，在机组出口配置光整机22，提升酸洗产品的表面质量，这一生产过程存在如下缺陷，破磷效果不理想导致酸洗4效率低；酸洗4后酸液残留严重，降低产品耐蚀性。

如图2所示，造成酸洗4效率低、酸耗高的主要原因是拉矫机3的破磷原理与保持产品性能要求间存在矛盾，在拉矫机3工作过程中，带钢7表面的氧化物8在拉应力与弯曲应力作用下形成与带钢宽度方向一致的氧化物裂纹9，经过拉矫机3后，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。

如图3所示，为了提高酸洗4效率，需要将拉矫机3的延伸率设置在带钢7的屈服极限以上，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4效率；但是产品的性能损失严重，对于碳、氮等间隙原子含量≥30ppm的常规热轧板，拉矫后会在带钢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，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。

带钢7通过酸洗4后，带钢7表面会有酸液残留，而且，表面质量越差的带钢7，表面酸液残留量越大，这些残留的氯离子会严重腐蚀带钢7表面，使带钢7表面呈黄色或黄绿色斑迹，而且这些带钢7轧制后不如正常带钢7光亮，成品也易发生再次锈蚀。

为减少酸液残留，传统上采用多级漂洗30方法清洗带钢7，而且在漂洗30过程中不断提升漂洗20温度，增加漂洗30槽中分子的动能，加速酸液扩散，一般末级漂洗30的漂洗温度为85°C左右，额外增加了生产过程的能量消耗，即便如此，从实际生产情况看，末级漂洗30槽中酸液浓度仍在100mg/l-150mg/l。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种低酸耗耐蚀以热代冷产品生产方法，通过本技术方案，本发明采用平整矫直组合方式进行破磷、除磷，使加工后的带钢表面氧化物形成数量多，且为永久性的氧化物裂纹；本发明采用尽可能低的延伸完成破磷、除磷，因此，可避免普通热轧板出现吕德斯带缺陷，使高强钢、IF钢性能损坏最小；为降低酸洗后板面残留，在末级漂洗槽前配置了机械式表面残留物清除装置，大幅降低了板面氯离子残留，从而实现低耗、低缺陷以及低残留的三大技术特征。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种低酸耗耐蚀以热代冷产品生产方法，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.刷洗装置中的刷洗辊清除带钢表面脱落及松动的氧化物；

E.将经过平整、矫直和刷洗处理后的带钢进行酸洗、漂洗；

F.对经过酸洗的带钢进入到机械板面残留清除装置进行机械式表面残留物清理；

G.对经过上述处理的带钢进入光整机进行表面粗糙度均匀化光整处理；

H.将处理后的带钢经卷取机卷取成为成品。

本发明的生产方法是平整工艺、多辊矫直工艺、刷洗工艺、酸洗工艺、机械式表面残留物清理以及控制粗糙度光整工艺的组合工艺，在机组开卷机之后配置有平整机、多辊矫直机、刷洗装置三套具备破磷、除磷功能的工艺设备，经过处理的带钢进入酸槽进行酸洗加工，然后再对酸洗后的带钢进入到机械板面残留清除装置进行机械式表面残留物清理，最后再对上述带钢进入到光整机进行表面粗糙度均匀化光整处理。

本发明的技术方案中，包含三次机械式破磷、除磷功能，首先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，进一步破碎氧化物，最后利用刷洗装置对带钢表面进行氧化物清除，三套设备协同配合，尽可能多地清除热轧带钢表面的氧化物。

本发明的技术方案中，包括平整破磷、多辊矫直破磷、除磷、涮洗除磷、酸洗除磷以及机械式表面残留物清理工艺，机械除磷效率高、酸洗时间短、酸耗低、最终产品表面酸液残留量低，耐蚀性好。

本发明具有缩短酸反应时间功能，所述带钢经过平整机一次破磷、多辊矫直机二次破磷、刷洗装置除磷后，在带钢表面形成了永久性、大尺寸氧化物裂纹，此时再进入酸洗进行化学除磷，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。

本发明具有降低酸耗的功能，所述带钢经过平整机一次破磷、多辊矫直机二次破磷、刷洗装置除磷后，清除了带钢表面部分氧化物，减少了化学反应量，降低了酸耗。

本发明中，所生产的产品表面残留量低，耐蚀性好，对经过酸洗的碳钢产品进入机械板面残留清除装置进行机械式表面残留物清理，以清除带钢表面凸凹处的酸液。

本发明的技术方案中，包含破磷加工过程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与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，清除带钢表面氧化物的功能，平整机、多辊矫直机与刷洗装置的组合，能够在带钢延伸率为0.8%-1.5%时，在带钢表面形成永久的、大尺寸的氧化物裂纹，快速完成化学表面处理，杜绝了普通热轧产品产生吕德斯带缺陷；避免了碳钢中的高强钢、IF钢性能恶化。

本发明具备生产板形优异产品的能力，经过平整机初步改善板形后进入多辊矫直机，并依据带钢厚度及材质调整多辊矫直机的上下矫直辊重合度，进一步改善冷轧原料的板形以及厚度精度，因而，可以生产出板形精度更高的以热代冷产品。

采用上述技术方案后的有益效果是：一种低酸耗耐蚀以热代冷产品生产方法，通过本技术方案与现有技术相比，1带钢表面氧化物裂纹多且间隙大，方便酸液快速渗透，从而可以显著提升酸洗效率；2破磷的同时，清除部分氧化物，减小酸洗反应量，降低酸耗；3加工后带钢屈服强度增加值低，带钢性能基本不受影响；4平整加工消除了带钢的屈服平台，避免在普通热轧产品表面形成吕德斯带；5降低了产品表面的氯离子残留，提高了产品的耐蚀性。 

附图说明

图1为现有技术中常规酸洗机采用的拉矫破磷示意图。 

图2为现有技术中热轧带钢拉矫前后表面氧化物铁皮的状态示意图。

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图片。

图4为本发明的工艺设备布置图。

图5为本发明中平整工艺、矫直破磷工艺和刷洗工艺的设备结构图。

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图片。

图7本发明中的机械板面残留清除装置结构示意图。

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、15刷洗装置、16刷洗辊、18支承辊、20机械板面残留清除装置、21毛刷辊、22光整机、30漂洗、31 Fe₂O₃、32 Fe₃O₄、33 FeO。

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，为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种低酸耗耐蚀以热代冷产品生产方法，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表面的氧化物进一步破碎、剥离；

D.刷洗装置15中的刷洗辊16清除带钢表面脱落及松动的氧化物8；

E.将经过平整、矫直和刷洗处理后的带钢7进行酸洗4、漂洗30；

F.对经过酸洗4的带钢7进入到机械板面残留清除装置20进行机械式表面残留物清理；

G.对经过上述处理的带钢7进入光整机22进行表面粗糙度均匀化光整处理；

H.将处理后的带钢7经卷取机6卷取成为成品。

本发明的生产方法是平整工艺、多辊矫直工艺、刷洗工艺、酸洗工艺、机械式表面残留物清理以及控制粗糙度光整工艺的组合工艺，在机组开卷机1之后配置有平整机11、多辊矫直机12、刷洗装置15三套具备破磷、除磷功能的工艺设备，经过处理的带钢7进入酸槽进行酸洗4加工，然后再对酸洗4后的带钢7进入到机械板面残留清除装置20进行机械式表面残留物清理，最后再对上述带钢7进入到光整机22进行表面粗糙度均匀化光整处理。

本发明的技术方案中，包含三次机械式破磷、除磷功能，首先平整机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，进一步破碎氧化物8，最后利用刷洗装置15对带钢7表面进行氧化物8清除，三套设备协同配合，尽可能多地清除热轧带钢7表面的氧化物8。

本发明的技术方案中，包括平整破磷、多辊矫直破磷、除磷、涮洗除磷、酸洗除磷以及机械式表面残留物清理工艺步骤，机械除磷效率高、酸洗时间短、酸耗低、最终产品表面酸液残留量低，耐蚀性好。

本发明具有缩短酸反应时间功能，所述带钢7经过平整机11一次破磷、多辊矫直机12二次破磷、刷洗装置15除磷后，在带钢7表面形成了永久性、大尺寸氧化物裂纹9，此时再进入酸洗4进行化学除磷，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 23进行反应，将普碳钢的酸洗4时间由常规的16-22s缩短为10-12s；将高强钢中的双相钢酸洗4时间由35-45s缩短为20-25s。

本发明具有降低酸耗的功能，所述带钢经过平整机11一次破磷、多辊矫直机12二次破磷、刷洗装置15除磷后，清除了带钢7表面部分氧化物8，减少了化学反应量，降低了酸耗。

本发明中，所生产的产品表面残留量低耐蚀性好，对经过酸洗4的碳钢产品进入机械板面残留清除装置17进行机械式表面残留物清理，以清除带钢7表面凸凹处的酸液。

本发明的技术方案中，包含破磷加工过程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与多辊矫直机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性能的前提下，清除带钢表面氧化物的功能，平整机11、多辊矫直机12与刷洗装置15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、大尺寸的氧化物裂纹9，快速完成化学表面处理，杜绝了普通热轧产品产生吕德斯带10缺陷；避免了碳钢中的高强钢、IF钢性能恶化。

本发明具备生产板形优异产品的能力，经过平整机11初步改善板形后进入多辊矫直机12，并依据带钢7厚度及材质调整多辊矫直机12的上下矫直辊14重合度，进一步改善冷轧原料的板形以及厚度精度，因而，可以生产出板形精度更高的以热代冷产品。

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表面的Fe₂O₃ 31、Fe₃O₄ 32组织延展性差，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，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裂纹9。

当表面具有上述细密氧化物裂纹9的带钢7离开平整机11后，进入到多辊矫直机12进行二次破磷，多辊矫直机12中的矫直辊14使带钢7产生多次正反向折弯，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进一步破碎，使带钢7表面氧化物8上的氧化物裂纹9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7表面，当带钢7进入酸洗4后酸液能够快速渗透到FeO 33进行反应。

经过平整机11和多辊轿直机12后，带钢7进入到刷洗装置15的刷洗辊16中，在刷洗辊16的转动下，刷洗辊16上的金属丝刷毛不断的刷洗带钢7表面，并伸入到氧化物8的裂缝内，将已经与带钢7机体分离但尚未剥落的氧化物8进一步清除。由于在本发明中，清除了部分带钢7表面的氧化物8，减少了酸洗4的反应量、反应时间以及酸液消耗，实验数据显示：经过本发明的组合式处理方法处理后，可使酸洗效率提高30%-50%，酸液消耗降低30%-40%。

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，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。

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缺陷的产生。

本发明中高强钢、IF钢产品领域的应用，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，为了不损害材料性能，生产时必须严格限制延伸率，造成酸洗效率极低，以双相钢为例，一般酸洗时间在30s-40s之间，因此，如何在尽可能小的变形量内提升上述产品的酸洗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，将酸洗时间缩短为20-25s，解决了高强钢、IF钢生产上的一大难题。

现有技术中酸洗机组，采用高温漂洗30工艺，通过增加分子动能降低板面残酸，但在实际应用中效果并不理想。

如图7所示，本发明采用机械式表面残留物清理工艺，将酸洗4后的带钢7板面残留降低为传统酸洗工艺的20%以下，带钢7经过二、三级漂洗30槽后进入机械板面残留清除装置20，采用机械式表面残留物清理工艺清理带钢7上表面时，第一毛刷辊21配置在上方，下方为支承辊18，第二个上方为支承辊18，下方为毛刷辊21，两个支承辊18和两个毛刷辊21为一组，所述毛刷辊21上不带磨料，并且刷毛纤细，处理时毛刷辊21上的纤细刷毛的头部会伸入带钢7表面的凹坑处，将凹坑中的残酸以及其他杂质刷出，同时，还可以对带钢7表面进行抛光处理，提高产品表面的光亮度。

本发明的实施例中，所述平整机11、多辊矫直机12和刷洗装置15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)

1.一种低酸耗耐蚀以热代冷产品生产方法，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.刷洗装置中的刷洗辊清除带钢表面脱落及松动的氧化物；

E.将经过平整、矫直和刷洗处理后的带钢进行酸洗、漂洗；

F.对经过酸洗的带钢进入到机械板面残留清除装置进行机械式表面残留物清理；

G.对经过上述处理的带钢进入光整机进行表面粗糙度均匀化光整处理；

H.将处理后的带钢经卷取机卷取成为成品。

2.根据权利要求1所述的低酸耗耐蚀以热代冷产品生产方法，其特征在于，本生产方法是平整工艺、多辊矫直工艺、刷洗工艺、酸洗工艺、机械式表面残留物清理以及控制粗糙度光整工艺的组合工艺，在机组开卷机之后配置有平整机、多辊矫直机、刷洗装置三套具备破磷、除磷功能的工艺设备，经过处理的带钢进入酸槽进行酸洗加工，然后再对酸洗后的带钢进入到机械板面残留清除装置进行机械式表面残留物清理，最后再对上述带钢进入到光整机进行表面粗糙度均匀化光整处理。

3.根据权利要求2所述的一种低酸耗耐蚀以热代冷产品生产方法，其特征在于，包含三次机械式破磷、除磷功能，首先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，进一步破碎氧化物，最后利用刷洗装置对带钢表面进行氧化物清除，三套设备协同配合，尽可能多地清除热轧带钢表面的氧化物。

4.根据权利要求2所述的一种低酸耗耐蚀以热代冷产品生产方法，其特征在于，包括平整破磷、多辊矫直破磷、除磷、涮洗除磷、酸洗除磷以及机械式表面残留物清理工艺，机械除磷效率高、酸洗时间短、酸耗低、最终产品表面酸液残留量低，耐蚀性好。

5.根据权利要求3所述的一种低酸耗耐蚀以热代冷产品生产方法，其特征在于，具有缩短酸反应时间功能，所述带钢经过平整机一次破磷、多辊矫直机二次破磷、刷洗装置除磷后，在带钢表面形成了永久性、大尺寸氧化物裂纹，此时再进入酸洗进行化学除磷，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。

6.根据权利要求3所述的一种低酸耗耐蚀以热代冷产品生产方法，其特征在于，具有降低酸耗的功能，所述带钢经过平整机一次破磷、多辊矫直机二次破磷、刷洗装置除磷后，清除了带钢表面部分氧化物，减少了化学反应量，降低了酸耗。

7.根据权利要求4所述的一种低酸耗耐蚀以热代冷产品生产方法，其特征在于，所生产的产品表面残留量低，耐蚀性好，对经过酸洗的碳钢产品进入机械板面残留清除装置进行机械式表面残留物清理，以清除带钢表面凸凹处的酸液。

8.根据权利要求3所述的一种低酸耗耐蚀以热代冷产品生产方法，其特征在于，包含破磷加工过程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与多辊矫直机的总延伸率，进而保证所加工材料的性能。

9.根据权利要求3所述的一种低酸耗耐蚀以热代冷产品生产方法，其特征在于，具有在不影响带钢性能的前提下，清除带钢表面氧化物的功能，平整机、多辊矫直机与刷洗装置的组合，能够在带钢延伸率为0.8%-1.5%时，在带钢表面形成永久的、大尺寸的氧化物裂纹，快速完成化学表面处理，杜绝了普通热轧产品产生吕德斯带缺陷；避免了碳钢中的高强钢、IF钢性能恶化。

10.根据权利要求3所述的一种低酸耗耐蚀以热代冷产品生产方法，其特征在于，具备生产板形优异产品的能力，经过平整机初步改善板形后进入多辊矫直机，并依据带钢厚度及材质调整多辊矫直机的上下矫直辊重合度，进一步改善冷轧原料的板形以及厚度精度，因而，可以生产出板形精度更高的以热代冷产品。