CN106311745A - 一种用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法，所述热轧方法包括如下步骤：将板坯加热后出炉；依次经过粗轧机组前的除鳞设备初除鳞和所述粗轧机组轧制；再将所述板坯经精轧机组前的除鳞设备精除鳞和所述精轧机组轧制；冷却，卷取；所述板坯在加热炉的在炉时间为160‑220min，均热时间20‑40min；二加段出口温度为1140‑1160℃；出钢温度为1170‑1210℃。本发明抑制了热轧过程中红锈的形成，提高了带钢的表面质量。

Description

一种用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法
技术领域
本发明涉及冶金行业带钢表面处理技术领域，特别涉及一种用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法。
背景技术
随着汽车工业朝着减重、节能和提高安全性方向的发展，高强汽车板在汽车上的应用越来越广泛，高强汽车板的应用不仅可以节约钢材，还能降低汽车油耗，是实现车身轻量化的重要材料。高强汽车板在进行合金化设计时，为了增强钢材淬透性、提高成品强度，会添加一定量的Si元素，而Si元素的添加，例如DP、TRIP类钢种，会导致带钢表面极易产生红锈缺陷(也称红鳞缺陷)。红锈主要是含Si钢容易在加热和轧制的过程中形成铁橄榄石相Fe2SiO4，铁橄榄石相Fe2SiO4在高温是液态的侵入钢铁基体，当温度降下来固态Fe2SiO4容易形成FeO，且在空气中形成红色的Fe2O3。因为高温下Si元素会在带钢基体和氧化铁皮层之间形成铁橄榄石相(Fe2SiO4)，在其凝固后会形成类似锚状形貌将FeO钉扎住，钉扎住的FeO很难在除鳞中被完全除掉。残余的FeO在随后的热轧过程中破碎，与空气中氧的接触面积加大，导致生成呈红色的Fe2O3。红锈缺陷的形成机制及Si元素对氧化铁皮生长特性的影响研究比较充分，结论也已经得到学术界一致的认同，但是始终没有找到有效的控制手段解决这一缺陷，极大地限制了高表面等级高Si类高强汽车板的生产。
发明内容
针对现有技术中的上述问题，本发明的主要目的在于提供一种用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法，抑制了红锈的形成，提高了带钢的表面质量。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法，所述带钢热轧方法包括如下步骤：将板坯加热后出炉；依次经过粗轧机组前的除鳞设备初除鳞和所述粗轧机组轧制；再将所述板坯经精轧机组前的除鳞设备精除鳞和所述精轧机组轧制；冷却，卷取；
其中，所述板坯在加热炉的在炉时间为160-220min，均热时间20-40min；二加段出口温度为1140-1160℃；出钢温度为1170-1210℃。
作为进一步的优选，所述加热炉内各个加段的空气过剩系数为≤0.97。
作为进一步的优选，热轧时采用如下的轧制计划：
在轧制辊期的前辊期，安排宽度≥1500mm，厚度≥4.0mm规格的低碳铝镇静钢或者车轮钢普材料；
在轧制辊期开轧时，安排3-5块SS400作为烫辊材；
安排≥15块的厚规格SPHC以及≥6块的厚规格耐候钢作为过渡材；
安排高Si钢轧制，一个辊期的块数≤20。
作为进一步的优选，所述带钢为高Si钢，所述高Si钢的Si含量为1wt％～1.5wt％。
作为进一步的优选，所述SPHC和耐候钢的厚规格为≥4.0*1500mm。
作为进一步的优选，所述高Si钢轧制时，装钢间距为1800mm。
作为进一步的优选，所述初除鳞采用双排除鳞，初除磷压力为19-22Mpa。
作为进一步的优选，所述粗轧共轧制6个道次，粗轧采用3+3轧制模式，保证除鳞道次≥4。
作为进一步的优选，所述除鳞为第1道次，第3道次、第5道次和第6道次，除鳞水压为19-22Mpa。。
作为进一步的优选，粗轧出口温度为980-1020℃。
作为进一步的优选，所述精轧出口温度为850-890℃。
作为进一步的优选，所述精除鳞压力为19-21Mpa。
作为进一步的优选，所述精轧时，前4机架使用上机次数≤3次的高速钢辊，全部开启精轧工作辊的防剥落水。
作为进一步的优选，所述冷却时，采用前段集中冷轧方式冷却。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过优化加热炉内板坯加热的过程，缩短加热过程的均热段时间，降低出钢温度，使得橄榄石的硅酸盐相形成困难，对板坯的粘附力降低，因而抑制了红锈的形成，提高了带钢的表面质量。
(2)本发明通过对空气过剩系数的控制，控制了炉子内的氧含量，减少了铁橄榄石相Fe2SiO4的生成。
(3)本发明选取的轧制计划，对钢种厚度的要求确保了后续高Si钢可以有较低的出钢温度；对宽度的要求确保了高Si钢可以有较短的在炉时间。
(4)常规的装钢间距较小1600mm或者更小，本发明采取大的装钢间距主要是确保高Si钢具有较短的在炉时间。
(5)本发明轧制过程中选择的轧制模式、温度控制以及除鳞控制等，防止了轧制过程中红锈的形成，并且能对形成的红锈进行有效的消除。
(6)本发明不需要对常规的除鳞设备(22Mpa以下)进行改造；而且较低的出钢温度能够降低能耗。
附图说明
图1为本发明实施例用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法的工艺流程图。
图2为现有技术提供的热轧带钢表面红锈缺陷形貌图。
图3为本发明实施例1得到的热轧带钢表面红锈缺陷形貌图。
图4为本发明实施例3得到的热轧带钢表面红锈缺陷形貌图。
图5为本发明实施例6得到的热轧带钢表面红锈缺陷形貌图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法，有效的消除了带钢表面严重红锈缺陷，防止了铁橄榄石相Fe2SiO4(红锈)在加热炉内的形成；进一步的，也能够抑制其在轧制过程中的形成，并且在形成之后也能够消除红锈，提高了带钢的表面质量。
本申请实施例中的技术方案为解决上述红锈的问题，具体思路如下：
本申请实施例用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法，如图1所示，所述带钢热轧方法包括如下步骤：
步骤101：将板坯加热后出炉；
步骤102：依次经过粗轧机组前的除鳞设备初除鳞和所述粗轧机组轧制；
步骤103：再将所述板坯经精轧机组前的除鳞设备精除鳞和所述精轧机组轧制；
步骤104：冷却，卷取得钢卷；
其中，板坯在加热炉在炉时间为160-220min，均热时间20-40min；二加段出口温度为1140-1160℃；出钢温度为1170-1210℃。出钢温度比正常生产降低了60-90℃，是现场实际生产摸索的防止红锈的出钢温度；出钢温度较低，其是为了防止高Si钢铁表面在加热炉形成铁橄榄石相Fe2SiO4(熔点1173℃)；在炉时间较短，其是为了减少铁橄榄石相Fe2SiO4的形成量，防止液态的侵入钢铁表面基体；二加段温度的限制是为了确保钢坯在出钢之前较长时间在低温段(1173℃以下)。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例1：
以CR420/780DP为例(高Si双相钢)，规格5.0*1050mm。熔炼成分(wt.％)见下表1：
表1
C Si Mn P≤ S≤ Alt
含量 0.08-0.10 1.10-1.20 1.9-2.0 0.020 0.025 0.010-0.060
本申请实施例1用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法，包括如下步骤：
步骤101：将板坯加热后出炉；
步骤102：依次经过粗轧机组前的除鳞设备初除鳞和所述粗轧机组轧制；
步骤103：再将所述板坯经精轧机组前的除鳞设备精除鳞和所述精轧机组轧制；
步骤104：冷却，卷取得钢卷；
其中，板坯在加热炉在炉时间为175min，均热时间20-40min；二加段出口温度为1153℃；出钢温度为1206℃。
编排轧制计划时，前辊期安排5.0*1600mm规格380CL；轧制辊期安排4块SS00烫辊，然后安排20块4.5*1540mm规格SPHC，在轧制计划的中前期中，前面轧制17块SS400，然后安排7块4.5*1100mm规格SPA-H，随后安排15块5.0*1050mm规格CR420/780DP。对钢种厚度要求是确保后续高Si钢CR420/780DP具有较低的出钢温度；对宽度的要求主要是确保高Si钢具有较短的在炉时间。
以易轧制且质量要求较低的钢种编为烫辊材；过渡材是通过烫辊材尽快过渡到主轧材；过渡材是为尽快适应主轧材而编制的过渡材，以适应主轧材的上产难度，即有足够的余地调整好板形，使轧辊热凸度趋于稳定等。
控制加热炉内各段空气过剩系数为0.95，空气过剩系数控制是为了控制炉子内的氧含量，减少铁橄榄石相Fe2SiO4的生成。
图3为本发明实施例1得到的热轧带钢表面红锈缺陷形貌图。其与图2现有技术提供的热轧带钢表面红锈缺陷形貌图相比，本发明实施例1得到的热轧带钢表面的红锈缺陷明显改善。
实施例2：
以钢种TRIP590为例，规格3.25*1341mm。熔炼成分(wt.％)见下表2。
表2
本申请实施例2用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法，包括如下步骤：
步骤101：将板坯加热后出炉；
步骤102：依次经过粗轧机组前的除鳞设备初除鳞和所述粗轧机组轧制；
步骤103：再将所述板坯经精轧机组前的除鳞设备精除鳞和所述精轧机组轧制；
步骤104：冷却，卷取得钢卷；
其中，钢坯在加热炉内总在炉平均时间210min，均热时间20-40min，二加段末温度1160℃，出钢温度为1189℃。
轧制计划编排：前辊期安排，4.5*1700mm规格SPHC低碳铝镇静钢；轧制辊期安排，先5块SS00烫辊，接着安排18块4.5*1652mm规格SPHC，然后安排7块4.5*1300mm规格SPA-H，随后安排19块3.25*1341mm规格TRIP590。所述高Si钢TRIP590轧制时，装钢间距为1800mm。常规的装钢间距较小1600mm或者更小，大的装钢间距主要是确保高Si钢较短的在炉时间。
所述步骤101中，控制所述加热炉内各段空气过剩系数为0.94。
实施例3
本申请实施例3用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法，包括如下步骤：
步骤101：将板坯加热后出炉；
步骤102：依次经过粗轧机组前的除鳞设备初除鳞和所述粗轧机组轧制；
步骤103：再将所述板坯经精轧机组前的除鳞设备精除鳞和所述精轧机组轧制；
步骤104：冷却，卷取得钢卷；
其中，板坯在加热炉在炉时间为175min，均热时间30min；二加段出口温度为1153℃；出钢温度为1206℃。
编排轧制计划时，前辊期安排5.0*1600mm规格380CL；轧制辊期安排4块SS00烫辊，然后安排20块4.5*1540mm规格SPHC，在轧制计划的中前期中，前面轧制17块SS400，然后安排7块4.5*1100mm规格SPA-H，随后安排15块5.0*1050mm规格CR420/780DP。
所述步骤101中，控制加热炉内各段空气过剩系数为0.95。
所述步骤102中，所述初除鳞采用双排除鳞，除鳞压力为19Mpa。除鳞压力是为了确保形成的Fe2SiO4去除。
图4为本发明实施例3得到的热轧带钢表面红锈缺陷形貌图。其与图2现有技术提供的热轧带钢表面红锈缺陷形貌图相比，本发明实施例3得到的热轧带钢表面的红锈缺陷明显改善。
实施例4
本申请实施例3用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法，包括如下步骤：
步骤101：将板坯加热后出炉；
步骤102：依次经过粗轧机组前的除鳞设备初除鳞和所述粗轧机组轧制；
步骤103：再将所述板坯经精轧机组前的除鳞设备精除鳞和所述精轧机组轧制；
步骤104：冷却，卷取得钢卷；
其中，钢坯在加热炉内总在炉平均时间210min，均热时间20-40min，二加段末温度1160℃，出钢温度为1189℃。
轧制计划编排：前辊期安排，4.5*1700mm规格SPHC低碳铝镇静钢；轧制辊期安排，先5块SS00烫辊，接着安排18块4.5*1652mm规格SPHC，然后安排7块4.5*1300mm规格SPA-H，随后安排19块3.25*1341mm规格TRIP590。所述高Si钢TRIP590轧制时，装钢间距为1800mm。常规的装钢间距较小1600mm或者更小，大的装钢间距主要是确保高Si钢较短的在炉时间。
所述步骤101中，控制所述加热炉内各段空气过剩系数为0.94。
所述步骤102中，所述初除鳞采用双排除鳞，除鳞压力为20.1Mpa。
所述步骤103中，调整所述粗轧共轧制6个道次，粗轧采用3+3轧制模式，保证除鳞道次≥4；除鳞水压保证在19.5Mpa左右。轧制模式3+3轧制时间较短，减少轧制过程中钢坯表面氧化，防止Fe2SiO4形成，除鳞道次和压力是为了确保形成的红锈的消除。
实施例5
本申请实施例5用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法，包括如下步骤：
步骤101：将板坯加热后出炉；
步骤102：依次经过粗轧机组前的除鳞设备初除鳞和所述粗轧机组轧制；
步骤103：再将所述板坯经精轧机组前的除鳞设备精除鳞和所述精轧机组轧制；
步骤104：冷却，卷取得钢卷；
其中，钢坯在加热炉内总在炉平均时间210min，均热时间20-40min，二加段末温度1160℃，出钢温度为1189℃。
轧制计划编排：前辊期安排，4.5*1700mm规格SPHC低碳铝镇静钢；轧制辊期安排，先5块SS00烫辊，接着安排18块4.5*1652mm规格SPHC，然后安排7块4.5*1300mm规格SPA-H，随后安排19块3.25*1341mm规格TRIP590。所述高Si钢TRIP590轧制时，装钢间距为1800mm。常规的装钢间距较小1600mm或者更小，大的装钢间距主要是确保高Si钢较短的在炉时间。
所述步骤101中，控制所述加热炉内各段空气过剩系数为0.96。
所述步骤102中，所述初除鳞采用双排除鳞，除鳞压力为21.8Mpa。
所述步骤103中，调整所述粗轧共轧制6个道次，粗轧采用3+3轧制模式，保证除鳞道次≥4；所述精除鳞水压为21.5Mpa。所述除鳞为第1道次，第3道次、第4道次和第6道次。
所述步骤103中，粗轧出口温度为1015℃，粗轧出口温度是为了控制进入精轧的温度，减少后续氧化铁皮的形成。
实施例6
本申请实施例6用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法，包括如下步骤：
步骤101：将板坯加热后出炉；
步骤102：依次经过粗轧机组前的除鳞设备初除鳞和所述粗轧机组轧制；
步骤103：再将所述板坯经精轧机组前的除鳞设备精除鳞和所述精轧机组轧制；
步骤104：冷却，卷取得钢卷；
其中，板坯在加热炉在炉时间为175min，均热时间30min；二加段出口温度为1153℃；出钢温度为1206℃。
编排轧制计划时，前辊期安排5.0*1600mm规格380CL；轧制辊期安排4块SS00烫辊，然后安排20块4.5*1540mm规格SPHC，在轧制计划的中前期中，前面轧制17块SS400，然后安排7块4.5*1100mm规格SPA-H，随后安排15块5.0*1050mm规格CR420/780DP。
所述步骤101中，控制加热炉内各段空气过剩系数为0.95。
所述步骤102中，所述初除鳞采用双排除鳞，除鳞压力为20.1Mpa。
所述步骤103中，调整所述粗轧共轧制6个道次，粗轧采用3+3轧制模式，保证除鳞道次≥4；所述精除鳞水压为19.5Mpa。所述除鳞为第1道次，第3道次、第5道次和第6道次。
所述步骤103中，粗轧出口温度为980-1020℃，粗轧出口温度是为了控制进入精轧的温度，减少后续氧化铁皮的形成。所述精轧出口温度为878℃。所述精除鳞压力19.2Mpa。
所述步骤103中，所述精轧时，前4机架使用上机次数2次的高速钢辊，开启F1-F4精轧工作辊的防剥落水。这样是为了防止轧制表面正常，防止轧制表面粗糙。
所述步骤104中，所述冷却时，采用前段集中冷轧方式冷却。
图5为本发明实施例6得到的热轧带钢表面红锈缺陷形貌图，其与图2、图3、图4提供的热轧带钢表面红锈缺陷形貌图相比，本发明实施例6得到的热轧带钢表面的红锈缺陷明显改善，表面质量最好。
在本发明实施例中，以CR420/780DP钢为例，分别根据本发明实施例6的减少红锈缺陷的方法应用于热连轧产线上进行了批量化实施，取得了预想中的效果。同时根据不采用本发明的去除缺陷的方法，也进行同等量的生产，然后进行表面质量判断，表面质量判级系统中，1级最优、4级最差，而导致热轧带钢表面质量降级的主要原因就是红锈缺陷。根据判定系统，分别对采用本发明减少红锈缺陷的方法和没有采用本发明的方法所制备的热轧带钢进行判断，没有采用本发明减少红锈缺陷的方法所制备的热轧带钢表面等级比例分别见表1，采用本发明实施例6减少红锈缺陷的方法所制备的热轧带钢表面等级比例分别见表2。
表1
表2
从表1和表2可以看出，采用本发明后该钢种的1级和2级表面比例分别大幅度提高到了25％和60％。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
(1)本发明通过优化加热炉内板坯加热的过程，缩短加热过程的均热段时间，降低出钢温度，使得橄榄石的硅酸盐相形成困难，对板坯的粘附力降低，因而抑制了红锈的形成，提高了带钢的表面质量。
(2)本发明通过对空气过剩系数的控制，控制了炉子内的氧含量，减少了铁橄榄石相Fe2SiO4的生成。
(3)本发明选取的轧制计划，对钢种厚度的要求确保了后续高Si钢可以有较低的出钢温度；对宽度的要求确保了高Si钢可以有较短的在炉时间。
(4)常规的装钢间距较小1600mm或者更小，本发明采取大的装钢间距主要是确保高Si钢具有较短的在炉时间。
(5)本发明轧制过程中选择的轧制模式、温度控制以及除鳞控制等，防止了轧制过程中红锈的形成，并且能对形成的红锈进行消除。
(6)本发明不需要对常规的除鳞设备(22Mpa以下)进行改造；而且较低的出钢温度能够降低能耗。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法，其特征在于：所述热轧方法包括：将板坯加热后出炉；依次经过粗轧机组前的除鳞设备初除鳞和所述粗轧机组轧制；再将所述板坯经精轧机组前的除鳞设备精除鳞和所述精轧机组轧制；冷却，卷取；
其中，所述板坯在加热炉的在炉时间为160-220min，均热时间20-40min；二加段出口温度为1140-1160℃；出钢温度为1170-1210℃。
2.根据权利要求1所述的用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法，其特征在于：所述加热炉内各个加段的空气过剩系数≤0.97。
3.根据权利要求1所述的用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法，其特征在于：热轧时选取采用如下的轧制计划：
在轧制辊期的前辊期，安排宽度≥1500mm，厚度≥4.0mm规格的低碳铝镇静钢或者车轮钢普材料；
在轧制辊期开轧时，安排3-5块SS400作为烫辊材；
安排≥15块的厚规格SPHC以及≥6块的厚规格耐候钢作为过渡材；
安排高Si钢轧制，一个辊期的块数≤20。
4.根据权利要求1或3所述的用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法，其特征在于：所述带钢为高Si钢，所述高Si钢的Si含量为1wt％～1.5wt％。
5.根据权利要求1或3所述的用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法，其特征在于：所述高Si钢轧制时，装钢间距为1800mm。
6.根据权利要求1所述的用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法，其特征在于：所述初除鳞采用双排除鳞，初除磷压力为19-22Mpa，所述精除鳞压力为19-21Mpa。
7.根据权利要求1所述的用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法，其特征在于：所述粗轧共轧制6个道次，采用3+3轧制模式，除鳞道次≥4。
8.根据权利要求7所述的用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法，其特征在于：所述除鳞为第1道次，第3道次、第5道次和第6道次，除鳞水压为19-22Mpa。
9.根据权利要求1所述的用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法，其特征在于：所述粗轧的出口温度为980-1020℃。
10.根据权利要求1所述的用于减少热轧带钢表面红锈的热轧方法，其特征在于：所述精轧时，前4机架使用上机次数≤3次的高速钢辊，开启全部精轧工作辊的防剥落水。
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