CN104226683A - 解决热轧酸洗板表面色差缺陷的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种解决热轧酸洗板表面色差缺陷的方法，包括：将板坯进行加热后进行低温出炉，将出炉温度控制在1200±20℃；将所述加热后的板坯经过粗轧、粗除磷处理后获得中间坯；将所述中间坯进行精轧、精除鳞处理后获得成品。本发明提供的一种解决热轧酸洗板表面色差缺陷的方法，通过对热轧工艺中温度参数的控制，精轧机轧辊的选择等工艺参数的改进，有效的降低了热轧酸洗板色差缺陷的发生率，提高了带钢表面质量，方法简单，适用性强，效果显著，给企业带来了很好的经济效益。

Description

解决热轧酸洗板表面色差缺陷的方法

技术领域

本发明涉及轧钢技术领域，特别涉及一种解决热轧酸洗板表面色差缺陷的方法。

背景技术

热轧酸洗板是介于冷轧板和热轧板之间的产品，其质量要求要高于热轧板，而且部分热轧酸洗板需按照冷轧板的质量要求进行生产。在实际生产中发现，热轧酸洗钢板存在的表面质量缺陷主要有麻点、凹坑、氧斑、划伤、腰折、欠酸洗和过酸洗等，此类缺陷形成原因较明确，控制手段易于提出。然而，在现场生产中发现经酸洗后表面大批量存在斑状色差缺陷，影响了成品的表观质量。此类缺陷经冷轧大压下率生产后逐渐消失，对冷轧成品表面质量影响较小，但是，该缺陷对于以热代冷的热轧酸洗板类产品影响巨大，严重影响成品的涂镀性能。

国内外相关研究表明，热轧板的氧化铁皮结构以及其与钢基体的结合状态是决定酸洗效果的关键。有学者对不锈钢表面出现的条痕色差现象展开分析，研究结果认为表面粗糙度不同是造成色差的主要原因，而造成不锈钢表面粗糙度不同的主要原因则为不锈钢表面不同程度的晶间腐蚀。

进一步分析表明，连铸保护渣对板坯表面的增碳和润滑剂燃烧增碳都会加剧晶间腐蚀。部分研究者对冷轧带表面的纵向色差带进行分析发现，色差的主要原因为冷轧过程乳化液润滑不足及喷嘴堵塞。

而本发明技术人员通过研究发现，热轧酸洗板色差缺陷与上述色差缺陷的成因并不相同，目前通过单纯调节酸洗工艺及热轧带钢组织状态未发现对缺陷有明显的改善效果，色差问题仍然是困扰产品质量的重点难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效降低色差缺陷的发生率，提高带钢表面质量的解决热轧酸洗板表面色差缺陷的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种解决热轧酸洗板表面色差缺陷的方法，包括：将板坯进行加热后进行低温出炉，将出炉温度控制在1200±20℃；

将所述加热后的板坯经过粗轧、粗除磷处理后获得中间坯；

将所述中间坯进行精轧、精除鳞处理后获得成品；

所述精轧入口温度设定在1000±20℃，终轧温度控制在880±20℃；

所述精轧时，前三精轧机架间冷却水喷嘴开启比例均为50％，并开启轧辊防剥落水，通过精轧机架间的水系统保证轧辊表面状态。

进一步地，所述中间坯的厚度控制在36-42mm。

进一步地，所述精轧过程中，轧辊排程在轧制计划单的中前期，轧制公里数控制在小于等于35km。

进一步地，所述精轧时精轧机轧辊的前三机架使用高速钢轧辊，所述高速钢轧辊的辊面评级别为1级。

本发明提供的一种解决热轧酸洗板表面色差缺陷的方法，通过对热轧工艺中温度参数的控制，精轧机轧辊的选择等工艺参数的改进，在不影响钢种化学成分的基础上有效的降低了热轧酸洗板色差缺陷的发生率，提高了带钢表面质量，且不增加任何合金成本，方法简单，适用性强，效果显著，给企业带来了很好的经济效益。

附图说明

图1为本发明实施例提供的典型斑状色差缺陷照片；

图2为本发明实施例提供的热轧酸洗板酸洗后斑状色差处与热轧酸洗板正常区域的表面差异对比照片；

图3为本发明实施例提供的热轧酸洗板酸洗后斑状色差区域放大局部表面形貌照片；

图4为本发明实施例提供的热轧酸洗板正常区域放大局部表面形貌照片；

图5为本发明实施例提供的热轧酸洗板酸洗后斑状色差区域放大局部截面形貌照片；

图6为本发明实施例提供的热轧酸洗板正常区域放大局部截面形貌照片；

图7为本发明实施例提供的对发生斑状色差缺陷的酸洗板进行热轧表面反查的形貌照片；

图8为本发明实施例提供的酸洗板在热轧过程中轧辊氧化膜剥落导致带钢表面氧化麻点压入的形貌照片；

图9为本发明实施例提供的精轧各机架轧制力随中间坯厚度变化曲线图；

图10为本发明实施例提供一种解决热轧酸洗板表面色差缺陷的方法流程图；

图11为本发明实施例提供的出炉温度对界面铁皮影响对比观察示意图。

具体实施方式

本发明研究表明，目前热轧酸洗板的色差缺陷具体有以下几个方面特征：

1、色差缺陷的宏观特征

典型的酸洗板酸洗后的斑状色差形貌如图1所示。色差呈大理石斑纹状，无明显手感。通常带钢酸洗后表面呈灰色、银灰色，表面质量较好的酸洗板整个表面颜色均一、衬度均匀；而出现酸洗后斑状色差缺陷的酸洗板表面颜色不一、衬度不均匀，表面间或存在呈各类斑状的色块。斑状色差缺陷大体上沿轧制方向有延伸，有的甚至沿轧向呈条带状。

2、色差缺陷的微观特征

热轧酸洗板酸洗后斑状色差处与热轧酸洗板正常处的表面差异如下图2所示。“划线”区域内为色差区域。SEM分析显示，色差区域与正常区域的区别主要是表面粗糙度的差异，如图3和图4所示。色差区域表面呈现出凹坑密集、粗糙度较高的形貌，而正常区域表面平整光滑、基本无疏松多孔形貌存在。EDS能谱显示，正常区域及色差区域均为100％的Fe元素，可以证实氧化铁皮已经全部去除。正常区域与色差区域的截面观察，可以更加清晰的观察到粗糙度的差异，如图5和图6所示。可以发现，色差处截面存在轻微的凹坑起伏，界面有犬牙交错的锯齿样形貌，表明此处曾经存在铁皮压入类缺陷造成的凹坑；而正常处相对平坦度较高，界面更加平直光滑。

3、色差热轧酸洗板的热轧带钢表面状态

对发生斑状色差缺陷的酸洗板进行热轧表面表检系统查询，结果如图7所示。可以发现，热轧带钢表面铁皮存在明显的衬度差异，部分地区存在明显的铁皮压入的痕迹。可见此类型的热轧带钢表面酸洗后极易于表现为斑状色差形貌。

针对上述问题，如图10所示，本发明实施例提供的一种解决热轧酸洗板表面色差缺陷的方法，包括：

步骤S1:将板坯进行加热后进行低温出炉，将出炉温度控制在1200±20℃。

如图11(左：1200度，右：1260度)所示为不同出炉温度对热轧带钢氧化铁皮界面形貌的影响进行的分析结果对比图，结果不难发现低温出炉的试样氧化铁皮与基体界面平坦光滑，而高温出炉试样出现不同程度的界面凹凸形貌。界面粗糙、凹凸不平，这会导致带钢酸洗后表面出现色差和酸洗条带，影响外观质量。

由上可以看出，低温出炉管控可以有效的解决氧化铁皮与基体接触面的均匀性问题，因此本发明为防止色差缺陷出现，将出炉温度应控制在1200±20℃。

步骤S2:将所述加热后的板坯经过粗轧、粗除磷处理后获得中间坯；所述中间坯的厚度控制在36-42mm。

中间坯厚度降低的影响是复杂而宏观的，经过大量工艺实验分析，发现中间坯厚度降低后对减少精轧区后部机架的轧辊氧化膜剥落具有有益作用。经过现场的生产实践发现，如图9所示，中间坯厚度由48mm降至42mm，精轧各机架的轧制力均有所下降，同时随着中间坯厚度减薄，F6的抛钢速度明显提高，如表1所示以F1带载、至F6抛钢卸载时长明显减短。实际生产过程中F1-F3多数情况下会使用高速钢轧辊，可以保证轧辊的表面质量良好，加之前部机架对带钢表面的影响作用较小。而在生产高表面质量要求的热轧酸洗板时，F4-F6的轧辊表面质量至关重要，尤其是F4轧辊表面氧化膜脱落严重，造成带钢表面麻点及表面氧化铁皮严重，降低F4的负荷分配是缓解这一问题的一个重要方面，而通过中间坯厚度的降低可以在一定程度上降低F4的负荷，降低氧化膜脱落和铁皮压入缺陷的风险。

表1中间坯厚度对卸载时长影响

中间坯厚度	48mm	42mm
			F6带载至抛钢卸载时长	103.2s	78.9s

而本发明通过将中间坯的厚度控制在36-42mm，从而减少了精轧过程的轧辊轧制负荷，降低了氧化膜脱落和铁皮压入缺陷的风险。

步骤S3:将所述中间坯进行精轧、精除鳞处理后获得成品。具体从以下几个方面进行控制：

(1)所述精轧入口温度设定在1000±20℃，终轧温度控制在880±20℃。在精轧区中，轧制用的工作辊表面存在一层氧化膜，该氧化膜的维护是保证辊面质量的关键。由于轧制过程中，工作辊表面与高温带钢接触，而轧制间歇期，工作辊表面又被冷却水降温；因此，如果带钢温度过高，工作辊表面的氧化膜极易受循环热应力作用而剥落；氧化膜剥落后的工作辊在轧制带钢时，就会形成斑状的麻坑缺陷；该缺陷酸洗后形成斑状色差缺陷。因此，降低精轧入口温度及终轧温度，可以降低精轧工作辊表面接触到的最高温度，从而有利于维护其氧化膜的完整。

(2)所述精轧时精轧机轧辊的前三机架使用高速钢轧辊，所述高速钢轧辊的辊面评级别为1级。

高速钢轧辊耐磨性为高铬铸铁的3倍以上，同时具有良好的抗热裂性，轧制中辊面氧化膜非常致密，不宜脱落，不致形成轧辊氧化膜剥落导致的铁皮压入类缺陷，有效的保证了辊面质量。

(3)所述精轧过程中，轧辊排程在轧制计划单的中前期，轧制公里数控制在小于等于35km，如此操作能够保证精轧轧辊辊面一直处于良好状态。

精轧工作辊表面的轧辊氧化膜，始终处于冷-热交替的热循环之中。虽然，降低精轧入口及终轧温度，有利于该氧化膜的维护。但是，随着轧制里程的增加，轧辊氧化膜不可避免的会出现崩坏。降低精轧入口及终轧温度，可以有效延缓这一进程的发生，但是不可能完全避免(现有的热轧技术也是不可能避免的)。随着轧制里程数的增加，辊面质量持续恶化，随之带来热轧带钢表面质量的下降。因此，对轧制里程数做出限制，亦是保证热轧酸洗板酸洗质量的手段之一。

(4)所述精轧时前三精轧机架间冷却水喷嘴开启比例均为50％，并开启轧辊防剥落水，通过精轧机架间的水系统保证轧辊表面状态。

精轧机架间冷却水的水量开启比例由0％、20％、30％、50％、80％、100％等，开启机架间冷却水，主要作用是降低带钢表面的温度，从而减少其对工作辊表面氧化膜的破坏作用。因为带钢是有一定厚度的，所以其表层和心部温度存在一定的温差，合适的机架间水开启比例，既可以保证表层降温以保护轧辊氧化膜，还可以保证带钢心部温度不致过低而导致终轧温度无法保证。如果机架间水开启比例过大，会导致带钢温度下降过快，从而无法保证终轧温度(终轧温度主要决定带钢的力学性能)。因此本发明实施例将精轧机架间冷却水的水量开启比例控制在50％。而且在热轧过程中，精轧工作辊表面氧化膜的建立、维系及氧化膜优劣，均直接影响的表面质量。在一个辊期内，经烫辊材过渡后，轧辊氧化膜处于较好的状态，此时热轧带钢的表面质量也较好；轧制过程中，因偶然因素破坏的轧辊氧化膜可以自发进行修复，对最终热轧带钢表面质量影响也较小；辊期末端，经反复热疲劳的作用，加之轧制中轧辊与带钢的摩擦磨损渐趋严重，轧辊氧化膜遭到较大的破坏，其自修复速度低于破坏速度，表面质量随之下降，出现由轧辊氧化膜剥落导致的铁皮压入类缺陷。经过长期的生产实践跟踪及理论分析可以发现，这种由轧辊氧化膜剥落导致的氧化铁皮压入类缺陷是导致带钢酸洗后出现斑状色差缺陷的主要原因。

带钢表面质量的详细跟踪情况如图8所示。距离带钢头部200.44米处，带钢上表面距OS侧约156mm处有明显的轧辊氧化膜剥落形成的条带状表面缺陷(其它位置有不规则形状的氧化膜剥落的痕迹)。在随后的十几米内，该缺陷反复出现，位置均为上表面距OS侧155-158mm，同时具有一定的周期性。比较接近的两处缺陷的起点203.39m及200.80m，相差2.59m，对应辊径约800mm，可见此缺陷主要由前部机架氧化膜剥落导致。

轧辊表面由于轧制载荷过高、轧制温度过高而产生了局部或者沿辊身的带状剥落。局部剥落后的轧辊碾压带钢导致带钢此处的氧化铁皮凹凸不平，凹凸不平的氧化铁皮在随后的轧制过程中以非均匀的方式压入带钢表面，形成了氧化铁皮压入类缺陷。因此，此处氧化铁皮与带钢基体的界面必然粗糙、多铁皮压入导致的凹坑。通过跟踪氧化膜剥落的形貌与斑状色差的形貌具有较好的对应性，此色差主要表现为辊系氧化铁皮酸洗后的形貌。

通过本发明提供的上述(2)、(3)、(4)三个方面的控制，能够有效提高辊面质量，从而能够避免热轧酸洗板色差缺陷的形成，提高了热轧酸洗板表面质量，加强了企业的经济效益。

本发明提供的一种解决热轧酸洗板表面色差缺陷的方法，通过对热轧工艺中温度参数的控制，精轧精轧机轧辊的选择等工艺参数的改进，有效的降低了热轧酸洗板色差缺陷的发生率，提高了带钢表面质量，且不增加合金成本，方法简单，适用性强，效果显著，给企业带来了很好的经济效益。

利用本发明所涉及到的方法及控制手段在2250热连轧产线上进行了具体实施，同时通过下游用户酸洗跟踪取得了预想中的效果。

实施例一：

制定的热轧工艺路线如下表2所示，热轧出炉温度控制在1190℃，中间坯厚度控制在42mm，R2除鳞道次开启1，3，5道次，精除鳞双排开启，同时开启轧辊防剥落水，精轧前三机架机架间冷却水比例为50％,终轧温度目标为880℃，精轧工作辊前三机架为高速钢轧辊，轧制公里数为4km。跟踪酸洗后的热轧表面情况，未见色差缺陷，表面白亮，酸洗质量良好。

表2热轧工艺路线

钢种	出炉温度	R2除鳞道次	终轧温度	中间坯厚度
					SPHC	1190℃	1，3，5	880℃	42mm

实施例二：

制定的热轧工艺路线如下表3所示，热轧出炉温度控制在1270℃，中间坯厚度48mm，R2除鳞道次开启1，3，4，5道次，精除鳞双排开启，同时开启轧辊防剥落水，精轧前三机架机架间冷却水比例为50％,终轧温度目标为880℃，精轧工作辊前三机架为高铬铸铁轧辊，轧制公里数为5km,跟踪酸洗后的热轧表面情况，可见明显色差缺陷。

表3热轧工艺路线

钢种	出炉温度	R2除鳞道次	终轧温度	中间坯厚度
					SPHC	1270℃	1，3，4，5	880℃	48mm

实施例三：

制定的热轧工艺路线如下表4所示，热轧出炉温度控制在1220℃，中间坯厚度38mm，R2除鳞道次开启1，3，4，5道次，精除鳞双排开启，同时开启轧辊防剥落水，精轧前三机架机架间冷却水比例为50％,终轧温度目标为880℃，精轧工作辊前三机架为高速钢轧辊，轧制公里数为7km,跟踪酸洗后的热轧表面情况，未见色差缺陷，表面白亮，酸洗质量良好。

表4热轧工艺路线

钢种	出炉温度	R2除鳞道次	终轧温度	中间坯厚度
					SPHC	1220℃	1，3，4，5	880℃	38mm

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 (4)

1.一种解决热轧酸洗板表面色差缺陷的方法，其特征在于：

将板坯进行加热后进行低温出炉，将出炉温度控制在1200±20℃；

将所述加热后的板坯经过粗轧、粗除磷处理后获得中间坯；

将所述中间坯进行精轧、精除鳞处理后获得成品；

所述精轧入口温度设定在1000±20℃，终轧温度控制在880±20℃；

所述精轧时，前三精轧机架间冷却水喷嘴开启比例均为50％，并开启轧辊防剥落水，通过精轧机架间的水系统保证轧辊表面状态。

2.如权利要求1所述的解决热轧酸洗板表面色差缺陷的方法，其特征在于：

所述中间坯的厚度控制在36-42mm。

3.如权利要求1所述的解决热轧酸洗板表面色差缺陷的方法，其特征在于：

所述精轧过程中，轧辊排程在轧制计划单的中前期，轧制公里数控制在小于等于35km。

4.如权利要求1所述的解决热轧酸洗板表面色差缺陷的方法，其特征在于：

所述精轧时精轧机轧辊的前三机架使用高速钢轧辊，所述高速钢轧辊的辊面评级别为1级。