CN109794516B

CN109794516B - 一种消除中厚板凹坑缺陷的控制方法

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Publication number: CN109794516B
Application number: CN201910080276.8A
Authority: CN
Inventors: 曹光明; 刘振宇; 王皓; 李志峰; 崔春圆; 于聪
Original assignee: Northeastern University China
Current assignee: Northeastern University China
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2019-01-28
Publication date: 2021-04-20
Anticipated expiration: 2039-01-28
Also published as: CN109794516A

Abstract

本发明的一种消除中厚板凹坑缺陷的控制方法，属于冶金技术领域，该方法包括以下步骤：加热阶段，连铸坯加热后进行高压水除鳞；轧制阶段，在热轧过程中，进行多次除鳞水除鳞；冷却阶段，采取层流冷却的方式，对热轧板进行冷却；矫直阶段，使用热矫直机对热轧板进行矫直，制得中厚板。本发明的控制方法通过对温度制度的调整，以及对热矫直机参数的调整，在抛丸后，钢板表面没有凹坑出现，该缺陷的发生得到有效控制，有效提高中厚板的产品表面质量。

Description

一种消除中厚板凹坑缺陷的控制方法

技术领域：

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种消除中厚板凹坑缺陷的控制方法。

背景技术：

中厚板是国民经济发展所必须的重要钢铁材料，在国家工业化发展之中成为广泛应用的钢材品种。从世界工业化国家看，中厚板的需求量约占钢材总量的10～16％。近年来，我国中厚板的生产量呈逐年上升趋势，伴随着这几年中厚板设备和技术的飞速发展取得了长足的进步，随着中厚板品种的增多、应用领域和范围的扩大，用户在注重中厚板性能的同时，也更加关注中厚板的外观质量。外观质量是中厚板的主要质量指标之一，对中厚板的生产和使用均有重要影响，因而受到生产厂和用户的高度重视。其中，由热轧中厚板的氧化铁皮造成的缺陷已成为影响中厚板表面质量的主要问题。

“凹坑”缺陷是中厚板表面的一种典型缺陷，具体表现为在中厚板抛丸之后，板面出现的明显的且具有一定深度的凹陷缺陷。经过对凹坑缺陷位置进行检测，发现缺陷位置的表面氧化铁皮与基体结合面存在一定量的氧化铁皮残留。结合现场工艺条件，分析产生缺陷的原因是中厚板表面生成的铁皮较多，加之矫直温度较低，表面残留的氧化铁皮发生脆性转变，在反复矫直过程中铁皮压入基体，最终在抛丸去除表层铁皮之后残留下表面的凹坑。因此，如何减少脆性铁皮在钢板表面压入就显得非常重要。

鉴于此，本发明以提高热轧中厚板生产矫直前氧化铁皮的塑性，减少脆性氧化铁皮的数量，减少氧化铁皮压入，消除凹坑缺陷为目标，合理制定全流程的工艺制度：在轧制前，使用高压水除鳞，降低轧制过程中硅尖晶石和氧化铁皮压入造成的界面凸凹不平，尽可能消除轧前的氧化铁皮残留；在轧后控制冷却过程中，配合层流冷却工艺，提高终冷温度以及矫直温度，保证矫直之前氧化铁皮仍具有塑性，在矫直时可以随之发生塑性变形。在此控制方案下可以提高后续喷砂效果，消除凹坑缺陷。相关技术已应用在国内多家热轧中厚板生产线上，使用效果良好。

发明内容：

本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种消除中厚板凹坑缺陷的控制方法，以提高热轧中厚板生产矫直前氧化铁皮的塑性，减少脆性氧化铁皮的数量，减少氧化铁皮压入，消除凹坑缺陷为目标，合理制定全流程的工艺制度：提高后续喷砂抛丸效果，减少氧化铁皮残留，从而达到消除中厚板表面“凹坑”缺陷的目的。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种消除中厚板凹坑缺陷的控制方法，包括以下步骤：

步骤1，加热阶段：

将连铸板坯，放入加热炉中，加热至1180～1220℃，在炉时间为135～210min，所述的连铸板坯厚度为200～250mm；

步骤2，轧制阶段：

将除鳞后的连铸板坯进行热轧，获得热轧板，其中，所述的开轧温度为1100～1140℃，终轧温度为1010～1050℃，热轧道次为9～11道次，获得热轧板；

步骤3，冷却阶段：

将热轧板，进行层流冷却，冷却完成，制得未矫直的中厚板；其中，所述的层流冷却速度为15～50℃/s，终冷温度为700～800℃，抛钢速度为0.5～1.5m/s；

步骤4，矫直阶段：

将未矫直的热轧板，进行矫直，矫直完成，制得中厚板，其中，所述的矫直温度为730～830℃。

所述的步骤1中，连铸板坯包括成分及重量百分比为：C：0.08～0.15％，Si：0.1～0.3％，Mn：0.8～1.5％，P：0.015～0.045％，S：0.002～0.003％，Cr：0.01～0.02％，余量为铁及不可避免杂质。

所述的步骤1中，加热炉内空气过剩系数为0.85～1.2；出炉后的连铸板坯进行高压水除鳞，高压水对连铸板坯打击力为0.65～0.75N/mm²。

所述的步骤2中，热轧板厚度为16～25mm。

所述的步骤2中，奇数道次轧制前进行高压水除鳞，在保证热轧板厚度前提下，尽量提高除鳞次数，其中，第1道次和最后1道次前均进行高压水除鳞，进行高压水除鳞≤4次，每次高压水对连铸板坯打击力在0.6～0.7N/mm²。

所述的步骤3中，层流冷却初始温度为900～1000℃。

所述的步骤4中，采用热矫直机进行矫直，所述的热矫直机矫直过程中关闭矫直机外冷水，防止氧化铁皮破裂。

通过本发明生产出热轧中厚板产品，在后续抛丸后，钢板表面没有凹坑出现，该缺陷的发生得到有效控制，有效提高中厚板的产品表面质量。

本发明的有益效果：

(1)本发明针对加热炉内炉生氧化铁皮，通过加热温度、加热气氛和除鳞制度制定，达到炉生氧化铁皮完全除干净效果。

(2)本发明通过优化轧制制度中轧制温度，配合合理的除鳞工艺，减少氧化铁皮缺陷，降低氧化铁皮硬度，避免氧化铁皮压入，适当提高轧制节奏，降低冷却工艺之前的氧化铁皮厚度。

(3)本发明通过优化冷却阶段中的温度制度，提高矫直前中厚板的温度，提高氧化铁皮的塑性；

(4)本发明通过优化矫直阶段中的温度制度，使用高温矫直的方法，保证氧化铁皮在矫直过程中的塑性；关闭矫直机的外冷水，使氧化铁皮不发生破裂造成的压入。

(5)通过本发明的工艺调整后，获得的中板通过后续喷砂抛丸，中厚板表面无残留氧化铁皮，“凹坑”缺陷改判率显著降低，表面质量明显提高。

附图说明：

图1为实验钢种在工艺调整前，中厚板凹坑缺陷宏观照片；

图2为实验钢种在工艺调整前，中厚板缺陷位置的断面结构；

图3为实施例1获得的中厚板表面喷砂抛丸前宏观照片；

图4为实施例1获得的中厚板表面喷砂抛丸后效果；

图5为实施例2获得的中厚板表面喷砂抛丸前宏观照片；

图6为实施例2获得的中厚板表面喷砂抛丸后效果；

图7为实施例3获得的中厚板表面喷砂抛丸前宏观照片；

图8为实施例3获得的中厚板表面喷砂抛丸后效果；

图9为实施例4获得的中厚板表面喷砂抛丸前宏观照片；

图10为实施例4获得的中厚板表面喷砂抛丸后效果。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

原始工艺条件下，喷砂抛丸后表面出现了具有一定深度的凹陷缺陷即所谓的“凹坑”缺陷，如图1所示。对缺陷位置的断面结构进行检测，如图2所示，氧化铁皮的厚度为111～131μm。中厚板表面的氧化铁皮，经喷砂抛丸后氧化铁皮残留处就会形成凹陷缺陷，即“凹坑”缺陷。

实施例1

一种消除中厚板花斑缺陷的控制方法，按以下步骤进行：

步骤1，加热阶段：

(1)连铸板坯厚度为230mm，成分重量百分比为：C：0.16％，Si：0.25％，Mn：1.47％，P：0.017％，S：0.005％，Cr：0.019％，余量为铁；将连铸板坯放入加热炉中，加热至1180℃，在炉时间为210min，加热炉内空气过剩系数为0.95；

(2)出炉后的连铸板坯进行高压水除鳞，高压水对连铸板坯打击力为0.7N/mm²，除鳞水压19MPa，将加热阶段生成氧化铁皮完全除净；

步骤2，轧制阶段：

将除鳞后的连铸板坯进行热轧，开轧温度为1120℃，终轧温度为1010℃，轧制9道次，第1、3、5、9道次前均进行高压水除鳞，每次高压水对连铸板坯打击力在0.62N/mm²，除鳞水压19MPa，将轧制阶段生成氧化铁皮完全除净，轧制后获得厚度为20mm的热轧板；

步骤3，冷却阶段：

将热轧板在抛钢的同时进行层流冷却，终冷温度为670℃，冷却完成，制得未矫直的热轧板。步骤4，矫直阶段：

将未矫直的热轧板，使用热矫直机进行矫直。矫直温度为690℃，矫直3道次，矫直完成，制得中厚板。

该方法中，中厚板表面宏观照片如图3所示，中厚板喷砂抛丸后效果如图4所示。

实施例2

一种消除中厚板花斑缺陷的控制方法，按以下步骤进行：

步骤1，加热阶段：

(1)连铸板坯厚度为230mm，成分重量百分比为：C：0.16％，Si：0.26％，Mn：1.45％，P：0.016％，S：0.003％,Cr：0.017％，余量为铁；将连铸板坯放入加热炉中，加热至1220℃，在炉时间为135min，加热炉内空气过剩系数为0.90；

步骤2，轧制阶段：

将除鳞后的连铸板坯进行热轧，开轧温度为1120℃，终轧温度为1020℃，轧制9道次，第1、3、5、9道次前均进行高压水除鳞，每次高压水对连铸板坯打击力在0.62N/mm²，除鳞水压19MPa，将轧制阶段生成氧化铁皮完全除净，轧制后获得厚度为20mm的热轧板；

步骤3，冷却阶段：

将热轧板在抛钢的同时进行层流冷却，终冷温度为710℃，冷却完成，制得未矫直的热轧板。步骤4，矫直阶段：

将未矫直的热轧板，使用热矫直机进行矫直。矫直温度为730℃，矫直3道次，矫直完成，制得中厚板。

该方法中，中厚板表面宏观照片如图5所示，中厚板喷砂抛丸后效果如图6所示。

实施例3

一种消除中厚板花斑缺陷的控制方法，按以下步骤进行：

步骤1，加热阶段：

(1)连铸板坯厚度为230mm，成分重量百分比为：C：0.16％，Si：0.24％，Mn：0.73％，P：0.022％，S：0.004％，Cr：0.013％，余量为铁；将连铸板坯放入加热炉中，加热至1200℃，在炉时间为160min，加热炉内空气过剩系数为0.92；

步骤2，轧制阶段：

将除鳞后的连铸板坯进行热轧，开轧温度为1130℃，终轧温度为1010℃，轧制9道次，第1、3、5、9道次前均进行高压水除鳞，每次高压水对连铸板坯打击力在0.62N/mm²，除鳞水压19MPa，将轧制阶段生成氧化铁皮完全除净，轧制后获得厚度为25mm的热轧板；

步骤3，冷却阶段：

将热轧板在抛钢的同时进行层流冷却，终冷温度为680℃，冷却完成，制得未矫直的热轧板。步骤4，矫直阶段：

将未矫直的热轧板，使用热矫直机进行矫直。矫直温度为720℃，矫直3道次，矫直完成，制得中厚板。

该方法中，中厚板表面宏观照片如图7所示，中厚板喷砂抛丸后效果如图8所示。

实施例4

一种消除中厚板花斑缺陷的控制方法，按以下步骤进行：

步骤1，加热阶段：

(1)连铸板坯厚度为230mm，成分重量百分比为：C：0.16％，Si：0.24％，Mn：0.73％，P：0.022％，S：0.004％，Cr：0.013％，余量为铁；将连铸板坯放入加热炉中，加热至1220℃，在炉时间为180min，加热炉内空气过剩系数为0.95；

步骤2，轧制阶段：

将除鳞后的连铸板坯进行热轧，开轧温度为1130℃，终轧温度为1010℃，轧制11道次，第1、3、5、11道次前均进行高压水除鳞，每次高压水对连铸板坯打击力在0.62N/mm²，除鳞水压19MPa，将轧制阶段生成氧化铁皮完全除净，轧制后获得厚度为16mm的热轧板；

步骤3，冷却阶段：

将热轧板在抛钢的同时进行层流冷却，终冷温度为700℃，冷却完成，制得未矫直的热轧板。

步骤4，矫直阶段：

将未矫直的热轧板，使用热矫直机进行矫直。矫直温度为740℃，矫直3道次，矫直完成，制得中厚板。

该方法中，中厚板表面宏观照片如图9所示，中厚板喷砂抛丸后效果如图10所示。

Claims

1.一种消除中厚板凹坑缺陷的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，加热阶段：

将连铸板坯，放入加热炉中，加热至1180℃，在炉时间为135～210min，所述的连铸板坯厚度为200～250mm，其中，所述的连铸板坯包括成分及重量百分比为：C：0.08～0.15%，Si：0.1～0.3%，Mn：0.8～1.5%，P：0.015～0.045%，S：0.002～0.003%，Cr：0.01～0.02%，余量为铁及不可避免杂质；

步骤2，轧制阶段：将除鳞后的连铸板坯进行热轧，获得热轧板，其中，开轧温度为1120℃，终轧温度为1010℃，热轧道次为9～11道次，获得热轧板，厚度为16～25mm；

步骤3，冷却阶段：

将热轧板，进行层流冷却，冷却完成，制得未矫直的中厚板；其中，所述的层流冷却速度为15～50℃/s，初始温度为900～1000℃，终冷温度为670℃，抛钢速度为0.5～1 .5m/s；

步骤4，矫直阶段：

采用热矫直机，将未矫直的热轧板进行矫直，所述的热矫直机矫直过程中关闭矫直机外冷水，防止氧化铁皮破裂，矫直完成，制得中厚板，其中，矫直温度为690℃。

2.根据权利要求1所述的一种消除中厚板凹坑缺陷的控制方法，其特征在于，所述的步骤1中，加热炉内空气过剩系数为0.85～1.2；出炉后的连铸板坯进行高压水除鳞，高压水对连铸板坯打击力为0.65～0.75N/mm²。

3.根据权利要求1所述的一种消除中厚板凹坑缺陷的控制方法，其特征在于，所述的步骤2中，单道次轧制前进行高压水除鳞，每次高压水对连铸板坯打击力在0.6～0.7N/mm²。