CN104087735A - 薄板坯连铸连轧工艺生产的热轧钢板的退火工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种薄板坯连铸连轧工艺生产的热轧钢板的退火工艺，原料采用薄板坯连铸连轧生产的钢板，工艺流程包括如下步骤：热轧、退火、酸洗、冲洗、烘干、平整。将成熟的冷轧罩式退火工艺应用于通过薄板坯连铸连轧工艺生产的热轧钢板的软化退火，使得钢板的成型性能接近或等同于冷轧退火板的性能，下游用户可以将其替代冷轧板使用，降低其原材料成本。
Description
技术领域
本发明属于热轧钢板技术领域，尤其是涉及一种薄板坯连铸连轧工艺生产的热轧钢板的退火工艺。
背景技术
在薄板坯连铸连轧给我国带来诸多优势的同时，由于其自身高拉速、高冷却速度的工艺特点，造成铸坯组织柱状晶发达，等轴晶细小，析出沉淀效果发挥极致，导致最终产品内部组织铁素体呈多边形且过细，珠光体片层间距过小，屈服强度、抗拉强度偏高，而延伸率、n、r值偏低，这对低合金高强钢是有利的，但对冲压或冷成型用钢显然是不利的。
为使钢板具有良好的成形性能，满足用户使用要求，必须引入一种工艺对热轧后的钢板进行热处理，以获得要求的物理性能。该工艺必须是安全、技术成熟、高效且运行成本和投资成本最低，基于此因素考虑，罩式退火应是最佳方案。
罩式退火是伴随冷轧技术发展而发展起来的，目前世界上最先进的罩式退火炉称作“强对流全氢罩式炉”(奥地利EBNER工业炉公司)，主要特点是采用全封闭退火炉台、全封闭炉台循环风机、横波形内罩以及气－水组合式冷却罩。其技术实质均遵循着强对流和全氢技术这个基本出发点，适应全氢退火的严密性和安全性，从而达到提高退火产量和质量的目的。
钢板在退火炉内完成回复、再结晶和晶粒长大过程，最终使钢板具有低的屈服强度和高的成形性能。在冷轧行业罩式退火广泛得到应用，但对于热轧板尤其是薄板坯连铸连轧热轧钢板的软化退火应用目前为止还没有应用的先例。本发明将成熟的冷轧罩式退火工艺应用于薄板坯连铸连轧产品的软化退火，使得钢板的成型性能接近或等同于冷轧钢板的性能。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种薄板坯连铸连轧工艺生产的热轧钢板的退火工艺，将成熟的冷轧罩式退火工艺应用于薄板坯连铸连轧产品的软化退火，使得钢板的成型性能接近或等同于于冷轧退火板的性能。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：薄板坯连铸连轧工艺生产的热轧钢板的退火工艺，原料采用连铸连轧工艺生产的钢板，工艺流程包括如下步骤：
(1)热轧；
(2)罩式退火：热轧后形成热轧钢卷，热轧钢卷的装炉温度500～600℃，优选为500℃，退火炉的非氧化性气氛中的N2和H2的体积比为9：1～3:1，优选为9：1，钢卷进入退火炉中，以120～150℃/h的升温速度升至520～560℃，优选为520℃，再以30～50℃/h的升温速度升至退火温度620～720℃，保温时间为6～14h，优选为6h，然后随炉冷却至室温；
(3)酸洗；
(4)冲洗：经酸洗后的钢板依次通过冷水槽、温水槽和热水槽进行冲洗；
(5)烘干；
(6)平整。
进一步，所述钢板采用SPHC钢板，化学成分质量百分比为：C：0.05％，Si：0.013％，Mn：0.24％，P：0.016％，S：0.013％，Al：0.034％，Cr：0.028％，Ni：0.021％，Cu：0.056％，As：0.019％，余量为Fe和微量元素。
进一步，所述步骤(1)中，板坯依次经过5个轧制道次，分别为第一道次、第二道次、第三道次、第四道次和第五道次，第一道次至第五道次的轧辊的轧制压力依次递减，第一道次至第五道次的轧制转速依次递增，第一道次至第五道次的电机转速依次递减。
进一步，所述步骤(3)中，热轧钢板依次通过3个酸洗槽进行酸洗，酸洗槽中的介质为质量分数为18％的HCl溶液，酸洗温度为85℃，总共的酸洗时间为40～60秒，优选为40秒。
进一步，所述步骤(4)中，冷水槽的温度为40～50℃，优选为50℃，温水槽的温度为65～70℃，优选为70℃，热水槽的温度为85～95℃，优选为90℃。
进一步，所述步骤(5)中，采用120℃热风烘干，烘干后经成卷机形成钢卷。
进一步，所述步骤(2)中，退火温度为620℃。
进一步，所述步骤(6)中，罩式退火后开卷成带钢，经平整后再卷取成钢卷，其中，平整度为0.9-1.2％，优选为0.9％，轧制力1600～3000KN，优选为1600KN。
本发明具有的优点和积极效果是：将成熟的冷轧罩式退火工艺应用于薄板坯连铸连轧产品的软化退火，使得钢板的成型性能接近或等同于冷轧钢板性能。
附图说明
图1是实施例1中的退火工艺曲线；
图2是实施例2中的退火工艺曲线；
图3是实施例3中的退火工艺曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
实施例1
薄板坯连铸连轧工艺生产的热轧钢板的退火工艺，原料采用连铸连轧工艺生产的SPHC钢板，化学成分质量百分比为：C：0.05％，Si：0.013％，Mn：0.24％，P：0.016％，S：0.013％，Al：0.034％，Cr：0.028％，Ni：0.021％，Cu：0.056％，As：0.019％，余量为Fe和微量元素。
工艺流程包括如下步骤：
(1)热轧：板坯依次经过5个轧制道次，分别为第一道次、第二道次、第三道次、第四道次和第五道次，进入第一道次之前的板坯的厚度为14mm，第五道次输出后的热轧钢板的厚度为2.35mm，第一道次至第五道次的轧辊的轧制压力依次递减，第一道次至第五道次的轧制转速依次递增，第一道次至第五道次的电机转速依次递减。热轧工艺参数如表1所示。
表1 本发明热轧工艺参数：
(2)罩式退火：
热轧后形成热轧钢卷，热轧钢卷的装炉温度500℃，热轧钢卷进入退火炉中，以130℃/h的升温速度升至520℃(图1中以T1表示)，再以30℃/h的升温速度升至退火温度620℃(图1中以T2表示)，保温时间为6h，然后随炉冷却至室温。如图1所示，为实施例1中的退火工艺曲线。
本发明将保护气氛中的N和H比例加以特殊控制。退火炉中充满体积比例为75％的N2和25％的H2组成的非氧化性气氛，其纯度为99.98％。表压为55mbar，退火炉台最大供应量为24m3/h。退火炉采用型号为QBG-2100×5400/NH的罩式退火炉。
与常规冷轧退火不同的是冷轧板表面没有氧化铁皮，而热轧卷表面存在大量的FeO/Fe2O3等氧化物，在含H2的保护气氛中，高温条件下会发生化学反应：
FeO+H2→Fe+H2O
Fe2O3+H2→Fe+H2O
将FeO/Fe2O3还原为Fe，去掉热轧卷表面的氧化铁皮，在微观上使还原后的Fe分子重新附着于热轧卷上。
(3)酸洗：热轧钢卷打开成热轧钢板，热轧钢板依次通过3个酸洗槽进行酸洗，酸洗槽中的介质为质量分数为18％的HCl溶液，酸洗温度为85℃，总共的酸洗时间为40秒。酸洗工艺参数如表2所示。
(4)冲洗：经酸洗后的钢板依次通过冷水槽、温水槽和热水槽进行冲洗，冷水槽的温度为40℃，温水槽的温度为65℃，热水槽的温度为90℃。冲洗工艺参数如表2所示。
(5)烘干：采用120℃热风烘干，烘干后经成卷机形成钢卷。钢卷参数：内径760mm，外径2100mm，卷重36吨。烘干工艺参数如表2所示。
表2 本发明酸洗、冲洗和烘干工艺参数：
(6)平整：罩式退火后开卷成带钢，经平整后再卷取成钢卷，其中，平整度为0.9％，轧制力1600KN。
实施例2
薄板坯连铸连轧工艺生产的热轧钢板的退火工艺，原料采用连铸连轧工艺生产的SPHC钢板，化学成分质量百分比为：C：0.05％，Si：0.013％，Mn：0.24％，P：0.016％，S：0.013％，Al：0.034％，Cr：0.028％，Ni：0.021％，Cu：0.056％，As：0.019％，余量为Fe和微量元素。
工艺流程包括如下步骤：
(1)热轧：板坯依次经过5个轧制道次，分别为第一道次、第二道次、第三道次、第四道次和第五道次，进入第一道次之前的板坯的厚度为14mm，第五道次输出后的热轧钢板的厚度为2.35mm，第一道次至第五道次的轧辊的轧制压力依次递减，第一道次至第五道次的轧制转速依次递增，第一道次至第五道次的电机转速依次递减。热轧工艺参数如表3所示。
表3 本发明热轧工艺参数：
(2)罩式退火：
热轧后形成热轧钢卷，热轧钢卷的装炉温度520℃，热轧钢卷进入退火炉中，以120℃/h的升温速度升至550℃(图2中以T1表示)，再以40℃/h的升温速度升至退火温度680℃(图2中以T2表示)，保温时间为10h，然后随炉冷却至室温。如图2所示，为实施例2中的退火工艺曲线。
本发明将保护气氛中的N和H比例加以特殊控制。退火炉中充满体积比例为80％的N2和20％的H2组成的非氧化性气氛，其纯度为99.98％。表压为55mbar，退火炉台最大供应量为24m3/h。退火炉采用型号为QBG-2100×5400/NH的罩式退火炉。
与常规冷轧退火不同的是冷轧板表面没有氧化铁皮，而热轧卷表面存在大量的FeO/Fe2O3等氧化物，在含H2的保护气氛中，高温条件下会发生化学反应：
FeO+H2→Fe+H2O
Fe2O3+H2→Fe+H2O
将FeO/Fe2O3还原为Fe，去掉热轧卷表面的氧化铁皮，在微观上使还原后的Fe分子重新附着于热轧卷上。
(3)酸洗：热轧钢卷打开成热轧钢板，热轧钢板依次通过3个酸洗槽进行酸洗，酸洗槽中的介质为质量分数为18％的HCl溶液，酸洗温度为85℃，总共的酸洗时间为50秒。酸洗工艺参数如表4所示。
(4)冲洗：经酸洗后的钢板依次通过冷水槽、温水槽和热水槽进行冲洗，冷水槽的温度为50℃，温水槽的温度为70℃，热水槽的温度为95℃。冲洗工艺参数如表4所示。
(5)烘干：采用120℃热风烘干，烘干后经成卷机形成钢卷。钢卷参数：内径760mm，外径2100mm，卷重36吨。烘干工艺参数如表4所示。
表4 本发明酸洗、冲洗和烘干工艺参数：
(6)平整：罩式退火后开卷成带钢，经平整后再卷取成钢卷，其中，平整度为1％，轧制力2000KN。
实施例3
薄板坯连铸连轧工艺生产的热轧钢板的退火工艺，原料采用连铸连轧工艺生产的SPHC钢板，化学成分质量百分比为：C：0.05％，Si：0.013％，Mn：0.24％，P：0.016％，S：0.013％，Al：0.034％，Cr：0.028％，Ni：0.021％，Cu：0.056％，As：0.019％，余量为Fe和微量元素。
工艺流程包括如下步骤：
(1)热轧：板坯依次经过5个轧制道次，分别为第一道次、第二道次、第三道次、第四道次和第五道次，进入第一道次之前的板坯的厚度为14mm，第五道次输出后的热轧钢板的厚度为2.35mm，第一道次至第五道次的轧辊的轧制压力依次递减，第一道次至第五道次的轧制转速依次递增，第一道次至第五道次的电机转速依次递减。热轧工艺参数如表5所示。
表5 本发明热轧工艺参数：
(2)罩式退火：
热轧后形成热轧钢卷，热轧钢卷的装炉温度530℃，热轧钢卷进入退火炉中，以150℃/h的升温速度升至560℃(图3中以T1表示)，再以50℃/h的升温速度升至退火温度720℃(图3中以T2表示)，保温时间为14h，然后随炉冷却至室温。如图3所示，为实施例3中的退火工艺曲线。
本发明将保护气氛中的N和H比例加以特殊控制。退火炉中充满体积比例为90％的N2和10％的H2组成的非氧化性气氛，其纯度为99.98％。表压为55mbar，退火炉台最大供应量为24m3/h。退火炉采用型号为QBG-2100×5400/NH的罩式退火炉。
与常规冷轧退火不同的是冷轧板表面没有氧化铁皮，而热轧卷表面存在大量的FeO/Fe2O3等氧化物，在含H2的保护气氛中，高温条件下会发生化学反应：
FeO+H2→Fe+H2O
Fe2O3+H2→Fe+H2O
将FeO/Fe2O3还原为Fe，去掉热轧卷表面的氧化铁皮，在微观上使还原后的Fe分子重新附着于热轧卷上。
(3)酸洗：热轧钢卷打开成热轧钢板，热轧钢板依次通过3个酸洗槽进行酸洗，酸洗槽中的介质为质量分数为18％的HCl溶液，酸洗温度为85℃，总共的酸洗时间为60秒。酸洗工艺参数如表6所示。
(4)冲洗：经酸洗后的钢板依次通过冷水槽、温水槽和热水槽进行冲洗，冷水槽的温度为45℃，温水槽的温度为68℃，热水槽的温度为85℃。冲洗工艺参数如表6所示。
(5)烘干：采用120℃热风烘干，烘干后经成卷机形成钢卷。钢卷参数：内径760mm，外径2100mm，卷重36吨。烘干工艺参数如表6所示。
表6 本发明酸洗、冲洗和烘干工艺参数：
(6)平整：罩式退火后开卷成带钢，经平整后再卷取成钢卷，其中，平整度为1.2％，轧制力3000KN。
测试：
检测依据：GB/T13299-1999和GB/T10561-2005
测试环境：温度24℃，湿度22％
金相检验设备：Iamger.A2m
拉力试验机：WAW-300C电液伺服万能试验机(济南试金)
直读光谱：ARL4460美国热电
表7为实施例1～3的退火温度和保温时间的物理性能测试结果：
表8为日本SPCC标准：
经检测，钢板的性能完全达到了冲压用钢的性能要求，产品各项指标均达到SPCC标准，且能满足用户需求。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.薄板坯连铸连轧工艺生产的热轧钢板的退火工艺，其特征在于：原料采用连铸连轧工艺生产的钢板，工艺流程包括如下步骤：
(1)热轧；
(2)罩式退火：热轧后形成热轧钢卷，热轧钢卷的装炉温度500～600℃，优选为500℃，退火炉的非氧化性气氛中的N2和H2的体积比为9：1～3:1，优选为9：1，钢卷进入退火炉中，以120～150℃/h的升温速度升至520～560℃，优选为520℃，再以30～50℃/h的升温速度升至退火温度620～720℃，保温时间为6～14h，优选为6h，然后随炉冷却至室温；
(3)酸洗；
(4)冲洗：经酸洗后的钢板依次通过冷水槽、温水槽和热水槽进行冲洗；
(5)烘干；
(6)平整。
2.根据权利要求1所述的薄板坯连铸连轧工艺生产的热轧钢板的退火工艺，其特征在于：所述钢板采用SPHC钢板，化学成分质量百分比为：C：0.05％，Si：0.013％，Mn：0.24％，P：0.016％，S：0.013％，Al：0.034％，Cr：0.028％，Ni：0.021％，Cu：0.056％，As：0.019％，余量为Fe和微量元素。
3.根据权利要求2所述的薄板坯连铸连轧工艺生产的热轧钢板的退火工艺，其特征在于：所述步骤(1)中，板坯依次经过5个轧制道次，分别为第一道次、第二道次、第三道次、第四道次和第五道次，第一道次至第五道次的轧辊的轧制压力依次递减，第一道次至第五道次的轧制转速依次递增，第一道次至第五道次的电机转速依次递减。
4.根据权利要求1～3任一项所述的薄板坯连铸连轧工艺生产的热轧钢板的退火工艺，其特征在于：所述步骤(3)中，热轧钢板依次通过3个酸洗槽进行酸洗，酸洗槽中的介质为质量分数为18％的HCl溶液，酸洗温度为85℃，总共的酸洗时间为40～60秒，优选为40秒。
5.根据权利要求4所述的薄板坯连铸连轧工艺生产的热轧钢板的退火工艺，其特征在于：所述步骤(4)中，冷水槽的温度为40～50℃，优选为50℃，温水槽的温度为65～70℃，优选为70℃，热水槽的温度为85～95℃，优选为90℃。
6.根据权利要求1、2、3或5所述的薄板坯连铸连轧工艺生产的热轧钢板的退火工艺，其特征在于：所述步骤(5)中，采用120℃热风烘干，烘干后经成卷机形成钢卷。
7.根据权利要求6所述的薄板坯连铸连轧工艺生产的热轧钢板的退火工艺，其特征在于：所述步骤(2)中，退火温度为620℃。
8.根据权利要求1、2、3、5或7所述的薄板坯连铸连轧工艺生产的热轧钢板的退火工艺，其特征在于：所述步骤(6)中，罩式退火后开卷成带钢，经平整后再卷取成钢卷，其中，平整度为0.9-1.2％，优选为0.9％，轧制力1600～3000KN，优选为1600KN。
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