CN104324958A - 解决lcak钢酸洗后表面山水画缺陷的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种解决LCAK钢酸洗后表面山水画缺陷的方法,包括：将板坯进行加热后进行低温出炉，将出炉温度控制在1200-1250℃；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LCAK钢酸洗后表面山水画缺陷的方法，通过对热轧、酸洗的工艺参数进行改进，有效的降低了LCAK钢酸洗后表面山水画缺陷的发生率，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LCAK钢酸洗后表面山水画缺陷的方法

技术领域

本发明涉及轧钢技术领域，特别涉及一种解决LCAK钢酸洗后表面山水画缺陷的方法。

背景技术

LCAK钢是包括冷轧基料、热轧酸洗板等诸多牌号的一大类钢种。其中的热轧酸洗板则是以优质热轧板带为原料，经酸洗生产线去除氧化层、切边后，表面质量和使用要求(主要是冷弯成型或冲压性能)介于热轧板和冷轧板之间的中间产品，是部分冷轧板理想的替代产品，其质量要求要高于热轧板；而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，LCAK钢类材料酸洗后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，上述各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，LCAK钢酸洗后表面大批量存在黑色、丝状、蜿蜒分布的线状缺陷。由于其形状类似国画的山水画，可称之为“山水画”缺陷。梅钢研究发现，冷轧原料板酸洗后的发黑附着物为热轧原料压入过深的氧化物，酸洗发黑的主要原因是破鳞效果不好、酸液的浓度和生产速度未控制恰当。宝钢针对镀锌后的“丝斑”缺陷进行了研究，分析指出其产生原因主要由于IF钢相变点较高，在精轧机架间，如果封水效果不好，导致带钢表层温度过低进入双相区，形成铁素体区变形，最终导致混晶的组织变化和镀锌丝斑的特征。但目前现场通过单纯调节酸洗工艺及热轧组织状态未发现对缺陷有明显的改善效果，“山水画”问题仍然是困扰产线的重点难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种解决LCAK钢酸洗后表面山水画缺陷的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种解决LCAK钢酸洗后表面山水画缺陷的方法，包括：

将板坯进行加热后进行低温出炉，将出炉温度控制在1200-1250℃；

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；

所述粗轧采用1+5轧制模式时，所述热轧板在粗除鳞阶段R1工作辊组处采用1道次除鳞，再经过R2工作辊组处采用1、3、4、5或1、2、4、5道次除鳞模式，从相反方向打击以去除残留的氧化铁皮。

进一步地，所述粗轧时，在E2立辊轧制处对中间坯进行逆喷除磷处理。

进一步地，所述粗除磷和精除鳞处理过程中，粗除鳞系统及精除鳞系统的的喷嘴除鳞水扇形面重叠量控制在10-35mm。进一步地，所述精除鳞处理时，精除鳞系统喷嘴双排开启，前三精轧机架间冷却水喷嘴开启比例为均50％。

进一步地，所述粗轧时，R2工作辊组轧制的公里数控制在4万吨之前，并检测轧辊表面无明显粗糙凹坑形貌。

本发明提供的一种解决LCAK钢酸洗后表面山水画缺陷的方法，通过对热轧、酸洗的工艺参数进行改进，在不影响钢种化学成分的基础上有效的降低了LCAK钢酸洗后表面山水画缺陷的发生率，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热轧板表面形貌照片；

图2为本发明实施例提供的热轧板酸洗后“山水画”缺陷形貌照片；

图3为本发明实施例提供的连退成品电镀后表面“丝斑”缺陷形貌照片；

图4为本发明实施例提供的不同酸洗时间造成的山水画缺陷形貌对比照片；

图5为本发明实施例提供的山水画缺陷微观组织形貌照片；

图6为本发明实施例提供的山水画缺陷的截面观察形貌照片；

图7为本发明实施例提供的一种解决LCAK钢酸洗后表面山水画缺陷的方法的流程图；

图8为本发明实施例提供的不同除鳞道次造成的山水画缺陷形貌对比照片；

图9为本发明实施例提供的粗轧工作辊表面凹凸形貌；

图10为本发明实施例提供的除鳞喷嘴示意图；

图11为本发明实施例二提供的采用解决LCAK钢酸洗后表面山水画缺陷的方法对热轧板酸洗后获得的LCAK钢的表面形貌照片；

图12为本发明实施例三提供的采用解决LCAK钢酸洗后表面山水画缺陷的方法对热轧板酸洗后获得的LCAK钢的表面形貌照片；

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、山水画缺陷的宏观特征

所谓“山水画”缺陷即是带钢在酸洗之后，带钢表面有类似山形的黑色粘附物，因形状类似国画的山水画，称之为“山水画”缺陷。主要为热轧LCAK带钢经酸洗后表现出来的一种表面缺陷，而热卷表面并未存在明显的异常，如图1所示。不同钢种、规格的热轧卷经酸洗后山水画均有存在，其中低碳铝镇静钢(尤其是SPHC)山水画最严重，在带钢表面分布面积也最广，如图2所示。当山水画较为严重时，连退成品上仍然可以观察到“山水画”缺陷，产品用于家电、汽车等外板使用时，无法满足客户要求。尤其是当客户采用电镀工艺处理后，此种缺陷显现明显，严重影响产品的外观质量，如图3所示。

2、山水画缺陷微观特征

采用SEM对山水画缺陷进行微观分析，结果表明：山水画缺陷在SEM下表现为二次电子信号较强的白亮区域，将白亮部位放大观察,发现此处除正常基体晶粒外，表面多处粘附一层凸凹疏松多孔的膜状物质，如图5所示。通过对缺陷部位进行面扫描如表1所示，发现缺陷部位主要是O元素偏多，其次存在微量的Si、Al和Ca。针对酸洗后出现的山水画表面缺陷的截面试样分析如图6所示。山水画缺陷的截面形貌类似一个山包，中间峰值厚度约3.18μm。可见山水画区域主要的微观特征为存在氧化铁皮的残留。

表1山水画缺陷能谱分析情况

且经本发明为了进一步分析酸洗时间对山水画缺陷的影响，针对SPHC热卷试样进行了模拟酸洗实验。所采用的酸液是1:1的盐酸水溶液，进行常温酸洗观察。对于出现山水画表面缺陷的样品，采用延长酸洗时间的方法进行不同酸洗时间的观察，腐蚀时间分别为10分钟-20分钟。如图4所示可以看出，该种缺陷采取延长酸洗时间的方法无法消除。故仅依靠酸洗工序的调整无法消除此山水画问题。

因此，经过长期的研究与分析，如图7所示，本发明实施例提供了一种解决LCAK钢酸洗后表面山水画缺陷的方法，包括以下几个步骤：

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1200-1250℃；控制出炉温度控制在1200-1250℃时，相对1250℃以上的高温，可以细化带钢组织、提高轧制速度、优化热轧带钢氧化铁皮与基体的界面形貌；相对1200℃以下的低温，又不至于使轧线难以保证终轧温度。

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；

步骤S3：将所述中间坯进行精轧、精除鳞处理后获得成品。

其中，步骤S2中将所述加热后的板坯经过粗轧、粗除磷处理后获得中间坯时，包括：

步骤S21：所述粗轧时，R2工作辊组轧制的公里数控制在4万吨之前，并检测轧辊表面无明显粗糙凹坑形貌，防止中间坯表面形成凸台或凹坑造成氧化铁皮残留。

为了避免在较低的辊面质量下生产，所以对过钢量进行了限制。简单再提一点就是，粗轧工作辊和精轧工作辊的评价体系并不相同，粗轧工作辊一般以过钢量来评价，而精轧工作辊则多用轧制里程数。轧制过钢量的多少反映R2工作辊的使用期限。过钢量越大，则轧制的板坯越多，从而辊面质量下降越严重。在生产高等级酸洗板的时候，要求R2工作辊辊面质量较好，不能存在凹凸不平的形貌。经过生产实践检验，制定了生产酸洗板时过钢量应小于4万吨的控制要求。

检测轧辊表面的目的就是为了防止凹坑形貌的出现。因为如果轧辊表面存在凹坑，那么轧制的带钢表面必然存在互补的凹坑，此坑里残存的铁皮，是导致山水画缺陷出现的主要原因。R2工作辊随着使用时间的增长(指标就是过钢量，也就是说轧了多少吨的钢)，辊面质量持续恶化，辊面开始变得越来越粗糙，凹坑形貌越来越明显。

步骤S22：所述粗轧采用1+5轧制模式时，在粗除鳞阶段R1工作辊组处采用1道次除鳞，再经过R2工作辊组处采用1、3、4、5或1、2、4、5道次除鳞模式，从相反方向打击以去除残留的氧化铁皮。

由于中间坯表层并非平整光滑的状态，特别在轧制公里数较长的阶段，轧辊表面某些部位必然存在表面凸起或台阶处如图9所示，同时由于R2道次一般采用奇数道次除鳞，奇数道次除鳞均是中间坯进入R2轧机时的除鳞，一直采用这种方向的除鳞，在中间坯表层的凸起或台阶的背面凹坑处，必然会残留部分未除净的氧化铁皮，这些氧化铁皮在后续的往复轧制中，延伸并形成“山峰”的特征，由于是往复可逆轧制，这种“山峰”必然存在沿轧向和逆轧向的特征，形成山水画典型的双向特征。

目前LCAK钢种多采用粗轧1+5模式，第一架粗轧机R1，轧机前设有粗除鳞箱，第二架粗轧机R2，轧机前后各设有一组粗除鳞箱，两组粗除鳞箱的高压水喷射方向相反，组合使用可以从前后两个方向去除带钢表面氧化铁皮。通过现场试验跟踪对比R2道次1、3、5道次除鳞，与1、3道次除鳞对该缺陷的影响。如图8所示，发现增加除鳞道次可以明显降低山水画缺陷的严重程度，同时由山水画的宏观表现出的双向延伸特征，粗轧R2的除鳞效果对山水画缺陷影响较大。

因此本发明在粗除鳞阶段R1工作辊组处采用1道次除鳞，再经过R2工作辊组处采用1、3、4、5或1、2、4、5道次除鳞模式，从相反方向打击以去除残留的氧化铁皮，从而可以大大提高中间坯表面的除鳞效果，进而可以避免山水画缺陷的产生。

步骤S23：为了进一步优化粗轧R2工作辊组处的除鳞效果，在E2立辊轧制处(粗轧阶段有两部机架，R1及R2，在R2机架入口处设有立辊，主要用于中间坯的减宽，该立辊轧制称为E2，其中数字“2”主要是说明该立辊处于R2机架入口侧)对中间坯进行逆喷除磷处理。本发明实施例通过在E2立辊轧制处增设除鳞逆喷装置对中间坯进行逆喷除磷处理，逆喷效果一方面增加了中间坯在轧制过程的封水效果，另一方面对除鳞后残留在中间坯表面的铁皮残渣起到吹扫作用。

在E2入口增加除鳞逆喷。逆喷效果的增强一方面增加了中间坯在轧制过程的封水效果，另一方面对除鳞后残留在中间坯表面的铁皮残渣起到吹扫作用。改造后如表3所示同样的除鳞工艺下，带钢尾部的温度均匀性提高，尾部温度高者与低者相差31.98℃。

表3改造前后中间坯温度比较

在所述精除鳞过程中，所述精除鳞系统喷嘴双排开启，前三精轧机架间冷却水喷嘴开启比例为均50％。

精轧机架间冷却水的水量开启比例由0％、20％、30％、50％、80％、100％等选项组成，不同的搭配对于控制带钢表面质量具有不同的效果。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％。

在粗除磷和精除鳞处理过程中，粗除鳞及精除鳞系统的喷嘴除鳞水扇形面重叠量控制在10-35mm。因为喷嘴喷出的水是扇形面积的，所以喷射高度越高，则一个喷嘴喷的水落到带钢上的“线段”也就越长，相邻两个喷嘴喷射的水流形成的线段的重叠量也就越大；反之，则线段越短，重叠量越低，甚至出现不重叠的现象(如果相邻的喷射水不重叠，那必然在带钢上留下条带状的未除鳞区域)。但是喷射高度越高，在系统压力一定的情况下，喷出的水的打击力也就越小。因此，喷射高度和重叠量是相互制约的，既要保证一定的重叠量，又要保证一定的打击力。最后，还有一个因素需要考虑，一般喷嘴喷出的扇面水流，中心部位压力高，两侧就偏低，因此，相邻两个水流的重叠量的部位，压力会稍低；所以重叠量不宜过低。

除鳞高压水呈扇形状打击到带钢表面(如图10所示)，扇形中心区域压力较大，边缘区域压力较小。如果喷嘴与带钢表面距离过短，则扇形边缘重叠面积较小甚至不重叠，会降低边缘部位除鳞效果；如果喷嘴与带钢表面距离过长，则除鳞水整体打击力变小。应保证当在中间坯咬入平辊前，即下表面除鳞高度值为160mm时，除鳞系统的除鳞水扇形面重叠量控制应在10mm以上。产线调整采取了新型除鳞喷嘴参数选择如表2所示，改善喷嘴角度来保证除鳞喷嘴间的重叠量，并提高除鳞打击力。

表2粗轧除鳞系统参数

“上面分析表明下表面除鳞高度值为160mm时，除鳞系统的除鳞水扇形面重叠量控制应在10mm以上”。

本发明提供的一种解决LCAK钢酸洗后表面山水画缺陷的方法，通过对热轧、酸洗的工艺参数进行改进，在不影响钢种化学成分的基础上有效的降低了LCAK钢酸洗后表面山水画缺陷的发生率，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。

利用本发明所涉及到的方法及控制手段在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4所示，热轧出炉温度控制在1240℃，R2除鳞道次开启1，3，5道次，关闭E2除鳞逆喷水系统，R2粗轧工作辊工作在服役的中后期，已轧制30000吨，精除鳞双排开启，精轧前三机架间冷却水喷嘴开启比例均为50％，终轧温度目标位890℃，卷曲温度目标为610℃。跟踪酸洗后的热轧表面情况如图2所示，山水画缺陷明显。

表4热轧工艺路线

钢种	出炉温度	R2除鳞道次	终轧温度	卷曲温度
					SPHC	1200℃	1，3，5	890℃	610℃

实施例二：

制定的热轧工艺路线如下表5所示，热轧出炉温度控制在1240℃，R2除鳞道次开启1，3，4，5道次，开启E2除鳞逆喷水系统，采用新型的除鳞喷嘴系统，R2粗轧工作辊工作在服役的中期，已轧制20000吨，精除鳞双排开启，精轧前三机架机架间冷却水比例为50％，终轧温度目标位890℃，卷曲温度目标为700℃。跟踪酸洗后的热轧表面情况如图11所示，未见山水画缺陷，表面白亮，酸洗质量良好。

表5热轧工艺路线

钢种	出炉温度	R2除鳞道次	终轧温度	卷曲温度
					SPHC	1240℃	1，3，4，5	890℃	700℃

实施例三：

制定的热轧工艺路线如下表6所示，热轧出炉温度控制在1230℃，R2除鳞道次开启1，2，3，5道次，开启E2除鳞逆喷水系统，采用新型的除鳞喷嘴系统，R2粗轧工作辊工作在服役的前期，已轧制5000吨，精除鳞双排开启，精轧前三机架机架间冷却水比例为50％，终轧温度目标位890℃，卷曲温度目标为580℃。跟踪酸洗后的热轧表面情况如图12所示，未见山水画缺陷，表面白亮，酸洗质量良好。

表6热轧工艺路线

钢种	出炉温度	R2除鳞道次	终轧温度	卷曲温度
					SPHC	1230℃	1，2，3，5	890℃	580℃

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 (5)

1.一种解决LCAK钢酸洗后表面山水画缺陷的方法,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1200-1250℃；

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；

所述粗轧采用1+5轧制模式时，所述热轧板在粗除鳞阶段R1工作辊组处采用1道次除鳞，再经过R2工作辊组处采用1、3、4、5或1、2、4、5道次除鳞模式，从相反方向打击以去除残留的氧化铁皮。

2.如权利要求1所述的解决LCAK钢酸洗后表面山水画缺陷的方法，其特征在于：

所述粗轧时，在E2立辊轧制处对中间坯进行逆喷除磷处理。

3.如权利要求1所述的解决LCAK钢酸洗后表面山水画缺陷的方法，其特征在于：

所述粗除磷和精除鳞处理过程中，粗除鳞系统及精除鳞系统的喷嘴除鳞水扇形面重叠量控制在10-35mm。

4.如权利要求1所述的解决LCAK钢酸洗后表面山水画缺陷的方法，其特征在于：

所述精除鳞处理时，精除鳞系统喷嘴双排开启，前三精轧机架间冷却水喷嘴开启比例为均50％。

5.如权利要求1所述的解决LCAK钢酸洗后表面山水画缺陷的方法，其特征在于：

所述粗轧时，R2工作辊组轧制的公里数控制在4万吨之前，并检测轧辊表面无明显粗糙凹坑形貌。