CN109926458B

CN109926458B - 一种表面油膜稳定的薄带钢及其生产方法

Info

Publication number: CN109926458B
Application number: CN201910208503.0A
Authority: CN
Inventors: 蒋光锐; 滕华湘; 商婷; 刘广会; 李研; 李翔宇; 王海全; 张�浩; 胡燕慧; 李明远; 刘李斌
Original assignee: Shougang Corp
Current assignee: Shougang Corp
Priority date: 2019-03-19
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2020-09-15
Anticipated expiration: 2039-03-19
Also published as: CN109926458A

Abstract

本发明公开了一种表面油膜稳定的薄带钢及其生产方法，属于轧钢技术领域。所述表面油膜稳定的薄带钢包括：‑0.5μm≤所述薄带钢的Rsk≤0.2μm；1.3≤所述薄带钢的Sci≤1.7；所述薄带钢的横向凸度≤5u。本申请表面油膜稳定的薄带钢及其生产方法保证带钢表面的油膜分布均匀，避免出现中间油膜偏薄，两侧油膜偏厚的现象，也避免出现中间和边部油膜都偏薄，而距离边部一定距离位置油膜偏厚现象，保证薄带钢的正常使用。

Description

一种表面油膜稳定的薄带钢及其生产方法

技术领域

本发明涉及轧钢技术领域，特别涉及一种表面油膜稳定的薄带钢及其生产方法。

背景技术

薄带钢被广泛用于各种日常用品的制造，如家电、汽车车身、建筑外墙、工业支架等。为了避免薄带钢在运输过程中表面锈蚀，以及提高薄带钢的冲压成形性能，需要在薄带钢上下表面均涂上一层防锈油或冲压油，油膜重量一般为单面0.5g/m2到2.0g/m2之间。薄带钢从卷取下线到开卷使用，中间往往会经历较长时间以及复杂的环境，比如仓储、陆上运输、海上运输等等。

薄带钢开卷后，经常会发现带钢表面的油膜分布并不均匀，可能出现中间油膜偏薄，两侧油膜偏厚的现象，也可能出现中间和边部油膜都偏薄，而距离边部一定距离位置油膜偏厚现象。这些现象都与表面油膜在运输和仓储时的不稳定流动有关。一旦出现表面油膜分布不均匀，就会影响到薄带钢的使用，比如在油膜较薄的位置出现锈蚀，冲压时油膜较厚位置发生打滑等。

发明内容

本发明提供一种表面油膜稳定的薄带钢及其生产方法，解决了或部分解决了现有技术中薄带钢表面的油膜分布不均匀的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种表面油膜稳定的薄带钢包括：-0.5μm≤所述薄带钢的Rsk≤0.2μm；1.3≤所述薄带钢的Sci≤1.7；所述薄带钢的横向凸度≤5u。

基于相同的发明构思，本发明还提供一种表面油膜稳定的薄带钢的生产方法包括以下步骤：进行板坯加热；对加热后的所述板坯进行粗轧及精轧；对精轧后的所述板坯进行冷却；通过冷轧机对冷却后的所述板坯进行冷轧；对冷轧后的所述板坯进行表面清洗及热处理；通过光整机对热处理后的所述板坯进行光整；对光整后的所述板坯进行卷取，得到薄带钢；其中，通过控制所述板坯光整的单位宽度轧制力≥2 kN/mm，使1.3≤所述薄带钢的Sci≤1.7；通过控制精轧后得到的所述板坯的横向凸度≤50u，所述板坯的热处理单位面积张力≤6 kN/mm²，使所述薄带钢的横向凸度≤5u；通过控制-0.3μm≤所述冷轧机的末机架的工作辊表面的Rsk≤0.4μm，-0.3μm≤所述光整机的工作辊表面的Rsk≤0.4μm，使-0.5μm≤所述薄带钢的Rsk≤0.2μm。

进一步地，

；其中，Sq是轮廓均方根偏差，A_0.05是轮廓支承长度率曲线上从0到5%高度的空白面积，A_0.8是轮廓支承长度率曲线上从0到80%高度的空白面积，△x是测量时离散点之间的距离，M是测量长度上离散点的个数。

进一步地，本发明表面油膜稳定的薄带钢的生产方法还包括：热处理完成后，进行镀锌。

进一步地，所述镀锌采用电镀锌。

进一步地，所述镀锌采用电热镀锌。

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：

由于进行板坯加热，对加热后的板坯进行粗轧及精轧，对精轧后的板坯进行冷却，通过冷轧机对冷却后的板坯进行冷轧，对冷轧后的板坯进行表面清洗及热处理，通过光整机对热处理后的板坯进行光整，对光整后的板坯进行卷取，得到薄带钢，通过控制板坯光整的单位宽度轧制力≥2 kN/mm，使1.3≤薄带钢的Sci≤1.7，通过控制精轧后得到的板坯的横向凸度≤50u，板坯的热处理单位面积张力≤6 kN/mm²，使薄带钢的横向凸度≤5u，通过控制-0.3μm≤冷轧机的末机架的工作辊表面的Rsk≤0.4μm，-0.3μm≤光整机的工作辊表面的Rsk≤0.4μm，使-0.5μm≤薄带钢的Rsk≤0.2μm，保证带钢表面的油膜分布均匀，避免出现中间油膜偏薄，两侧油膜偏厚的现象，也避免出现中间和边部油膜都偏薄，而距离边部一定距离位置油膜偏厚现象，保证薄带钢的正常使用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种表面油膜稳定的薄带钢的生产方法的流程示意图；

图2为图1中薄带钢的Rsk参数的示意图；

图3为钢卷凸度对钢卷内部层间压力影响。

具体实施方式

本发明实施例提供的一种表面油膜稳定的薄带钢包括：-0.5μm≤薄带钢的Rsk≤0.2μm；1.3≤薄带钢的Sci≤1.7；薄带钢的横向凸度≤5u。

参见图2，一种表面油膜稳定的薄带钢的生产方法包括以下步骤：

步骤1，进行板坯加热。

步骤2，对加热后的板坯进行粗轧及精轧。

步骤3，对精轧后的板坯进行冷却。

步骤4，通过冷轧机对冷却后的板坯进行冷轧。

步骤5，对冷轧后的板坯进行表面清洗及热处理。

步骤6，通过光整机对热处理后的板坯进行光整。

步骤7，对光整后的板坯进行卷取，得到薄带钢。

其中，通过控制板坯光整的单位宽度轧制力≥2 kN/mm，使1.3≤薄带钢的Sci≤1.7。

通过控制精轧后得到的板坯的横向凸度≤50u，板坯的热处理单位面积张力≤6kN/mm²，使薄带钢的横向凸度≤5u。

通过控制-0.3μm≤冷轧机的末机架的工作辊表面的Rsk≤0.4μm，-0.3μm≤光整机的工作辊表面的Rsk≤0.4μm，使-0.5μm≤薄带钢的Rsk≤0.2μm。

本申请由于进行板坯加热，对加热后的板坯进行粗轧及精轧，对精轧后的板坯进行冷却，通过冷轧机对冷却后的板坯进行冷轧，对冷轧后的板坯进行表面清洗及热处理，通过光整机对热处理后的板坯进行光整，对光整后的板坯进行卷取，得到薄带钢，通过控制板坯光整的单位宽度轧制力≥2 kN/mm，使1.3≤薄带钢的Sci≤1.7，通过控制精轧后得到的板坯的横向凸度≤50u，板坯的热处理单位面积张力≤6 kN/mm²，使薄带钢的横向凸度≤5u，通过控制-0.3μm≤冷轧机的末机架的工作辊表面的Rsk≤0.4μm，-0.3μm≤光整机的工作辊表面的Rsk≤0.4μm，使-0.5μm≤薄带钢的Rsk≤0.2μm，保证带钢表面的油膜分布均匀，避免出现中间油膜偏薄，两侧油膜偏厚的现象，也避免出现中间和边部油膜都偏薄，而距离边部一定距离位置油膜偏厚现象，保证薄带钢的正常使用。

详细介绍-0.3μm≤冷轧机的末机架的工作辊表面的Rsk≤0.4μm，-0.3μm≤光整机的工作辊表面的Rsk≤0.4μm，使-0.5μm≤薄带钢的Rsk≤0.2μm。

薄带钢的厚度为0.3-3.0mm，薄带钢的表面油膜质量通常为单面0.5g/m²到2g/m²，油的密度大致为0.9g/cm³，那么可以得知油膜的平均厚度为单面0.6微米到2.2微米。而一般薄带钢的表面粗糙度Ra范围为0.6微米到2.0微米，Rz范围为4.0微米到6.0微米，因此油膜厚度与粗糙度Ra的范围基本相当，薄带钢表面微观结构对表面油膜的稳定性有显著影响。

带钢表面粗糙度参数Rsk是描述了带钢表面微观结构中粗糙面偏离中线的程度，Rsk为负值表明大部分粗糙面位于中线以上而少数粗糙面位于中线以下，表面微观结构类似于一个一个连接在一起的高原，反之Rsk为正值则表明大部分粗糙面位于中线以下，表面微观结构类似于一个一个连接在一起的深谷，如图3所示。

由此可见，如果带钢表面的Rsk值为较大的负值，则带钢表面微观结构中的绝大部分面积都是高原，仅有极少部分为高原之间的细小裂缝，而油膜由于表面张力的原因无法浸入到这些细小裂缝中，从而只能存在于表面微观结构之上，在外力作用下极易发生流动。反之，如果带钢表面的Rsk为较小的负值甚至为正值，那么带钢表面的裂缝结构较多较宽，油膜的表面张力不会阻碍油膜浸入表面的裂缝中，这样油膜在受到外力时就会被表面微观结构阻碍，不会轻易发生流动，从而提高了油膜的稳定性。当然，如果Rsk参数太大，则意味着带钢表面微观结构出现尖锐的尖峰，这些尖锐的尖峰在带钢卷取过程中会由于受到卷取张力的压力而被压溃，反而无法起到保持油膜稳定性的作用。因此，Rsk参数也不能太大。根据以上所述，通过控制-0.3μm≤冷轧机的末机架的工作辊表面的Rsk≤0.4μm，-0.3μm≤光整机的工作辊表面的Rsk≤0.4μm，使-0.5μm≤薄带钢的Rsk≤0.2μm，薄带钢的Rsk优选的范围是不小于-0.4微米同时不大于0.2微米，更优选的范围是不小于-0.35微米同时不大于0.15微米。

其中，薄带钢表面的Rsk参数主要由冷轧工作辊表面的Rsk参数和光整工作辊表面的Rsk参数复制而来。与粗糙度参数Ra不同，工作辊表面的Rsk往往与带钢表面的Rsk参数取值呈相反方向，即工作辊表面的Rsk参数如果为正值，则薄带钢表面的Rsk参数则往往为负值。为了获得理想的薄带钢表面Rsk值，冷轧末机架和光整机的工作辊表面Rsk的取值范围为不小于-0.3微米同时不大于0.4微米，优选的范围是不小于-0.3微米同时不大于0.3微米，更优选的范围是不小于-0.2微米同时不大于0.3微米。

详细介绍通过控制板坯光整的单位宽度轧制力≥2 kN/mm，使1.3≤薄带钢的Sci≤1.7。

核心区液体滞留指数Sci是指轮廓支承长度率曲线上核心区单位长度的空隙面积和轮廓均方根偏差的比值，定义为：

该Sci指数代表了表面微观结构中核心区的空隙大小。对于正态分布的表面微观结构，该指数为1.56。Sci指数越大，表明空隙越大，对应为Rsk参数会倾向于偏正值，而Sci指数越小，表明空隙越小，对应Rsk参数会倾向于偏负值。因此，为了能够保持油膜稳定性，Sci应当有较大值。当然，如果Sci太大，则意味着带钢表面微观结构出现尖锐的尖峰，这些尖锐的尖峰在带钢卷取过程中会由于受到卷取张力的压力而被压溃，反而无法起到保持油膜稳定性的作用。因此，Sci也不能太大。但是Sci和Rsk并没有直接相关性，Rsk参数更偏向于表示总体的偏向，而Sci指数则直接代表了空隙的面积。两个指标必须同时使用才能全面表示表面微观结构的作用。根据以上所述，通过控制板坯光整的单位宽度轧制力≥2 kN/mm，使1.3≤薄带钢的Sci≤1.7，薄带钢的Sci优选的范围是1.4到1.7，更优选的范围是1.45到1.65。

其中，对薄带钢表面Sci指数的影响因素较多，包括冷轧压下率、退火温度、退火张力、光整时的轧制力等，其中核心控制环境是光整轧制力。较大的光整轧制力有利于将薄带钢表层结构打碎，获得更加随机分布的轮廓支承长度率曲线。当表面结构呈现完美的高斯随机分布时，Sci指数接近1.56。为了获得这种接近完美的高斯随机分布，光整单位宽度轧制力应当超过2 kN/mm，优选的范围是大于2.2 kN/mm，更优选的范围是大于2.4 kN/mm。

详细介绍通过控制精轧后得到的板坯的横向凸度≤50u，板坯的热处理单位面积张力≤6 kN/mm²，使薄带钢的横向凸度≤5u。

除了微观结构，薄带钢表面的横向凸度同样对油膜稳定性有重要影响。薄带钢表面油膜流动的主要动力来自于卷取后的带钢层间压力。由于一般的薄带钢板型控制要求，薄带钢总是中间最后，边部最薄。因此在层间压力一定的情况下，带钢中部的压力最大，边部最小，如图3所示。因此如果薄带钢中部的压力超过了油膜流动的阻力，则油膜会发生流动，出现不稳定不均匀。由于薄带钢的卷取张力不能无限减小，因此能够减小中部压力的方法就是适当减小薄带钢的凸度，使得卷取张力造成的层间压力在薄带钢横向均匀分布。本发明中通过控制精轧后得到的板坯的横向凸度≤50u，板坯的热处理单位面积张力≤6 kN/mm²，使薄带钢的横向凸度≤5u，优选的范围是不大于4.8u，更优选的范围是不大于4.5u。当然，凸度并不是越小越好，太小的凸度对带钢稳定运行有较高的控制要求。

其中，板坯精轧后得到热轧卷，薄带钢的热轧卷横向凸度≤50u。这是由于薄带钢的凸度主要是由其热轧卷横向凸度等比例遗传而来。一般而言，薄带钢的厚度只有其热轧卷的七分之一到十分之一，因此薄带钢的横向凸度一般只有其热轧卷横向凸度的七分之一到十分之一。为了获得薄带钢横向凸度不超过5u，要求其热轧卷的横向凸度不超过50u，优选的范围是不超过40u，更优选的范围是不超过35u。

同时，目前薄带钢生产的热处理方法包括连续退火和罩式退火两种。在连续退火工艺中，薄带钢热处理时必须带有张力才能保持稳定运行。高温退火时的带钢张力会加剧薄带钢横向凸度，这是因为热处理时的带钢边缘位置一般处于平面应变状态，而中部位置则处于平面应力状态，两个位置受力状态的不同导致薄带钢边部在较大张力和较高温度作用下更容易减薄，使得横向凸度增大。当然，采用罩式退火时带钢不会受到张力的作用。因此，要求控制退火过程中的带钢单位面积张力不超过6 kN/mm²，优选的范围是不超过5.8kN/mm²，更优选的范围是不超过5.6 kN/mm²。

本申请表面油膜稳定的薄带钢的生产方法还包括：热处理完成后，进行镀锌。镀锌采用电镀锌；镀锌采用电热镀锌。

为了更清楚介绍本发明实施例，下面从本发明实施例的使用方法上予以介绍。

参见表1，其中卷取时的油膜横向偏差是采用手持油膜测厚仪测量薄钢卷横向7个点的油膜重量，分别为距离两侧边部100mm的2个位置、中间1个位置以及中间位置和边部位置之间的1/3和2/3宽度位置的各4个点，然后计算最大值与最小值的差值，而6个月仓储后开卷后再同样测量油膜横向偏差。使用的薄带钢厚度均为0.7mm，宽度为1500mm，表面涂油量为单面0.8g/m²。

序号	横向凸度	Rsk参数	Sci指数	退火方式	退火单位面积张力	光整单位宽度轧制力	光整机工作辊Rsk值	冷轧工作辊Rsk值	热轧卷横向凸度	卷取时油膜横向偏差	6个月开卷后油膜横向偏差	油膜横向偏差增加值
													实施例1	5	-0.45	1.5	罩式退火	-	2.1	0.3	0.2	45	0.05	0.23	0.18
实施例2	4.8	-0.43	1.35	连续退火	5.7	2	0.4	0.2	50	0.1	0.21	0.11
													实施例3	4.8	-0.36	1.45	连续退火	6	2	0.2	0.2	45	0.05	0.21	0.16
实施例4	5	-0.21	1.56	连续退火	5.5	2.3	0.2	0.15	50	0.1	0.22	0.12
													实施例5	4.5	-0.3	1.65	罩式退火	-	2.4	0.3	0.15	34	0.1	0.16	0.06
实施例6	4.6	0.13	1.7	罩式退火	-	2.5	-0.1	0	40	0.14	0.19	0.05
													实施例7	4.7	0.2	1.45	连续退火	5.8	2.1	-0.2	-0.3	41	0.18	0.27	0.09
实施例8	4.5	0.1	1.65	连续退火	5.5	2.4	-0.2	-0.1	35	0.1	0.16	0.06
													对比例1	7.6	-0.5	1.34	连续退火	6.1	1.8	0.4	0.45	60	0.12	0.33	0.21
对比例2	7	-0.89	1.38	罩式退火	-	1.7	0.5	0.7	80	0.22	0.45	0.23
													对比例3	6	-0.56	1.56	连续退火	6.4	2	0.5	0.5	60	0.41	0.69	0.25
对比例4	5.5	1.3	1.87	罩式退火	-	2.8	-1.2	-0.9	55	0.12	0.42	0.3
													对比例5	4.5	-0.98	1.23	罩式退火	-	1.5	0.75	0.7	58	0.21	0.43	0.22
对比例6	7.8	1.1	1.67	连续退火	6.2	2.3	-0.9	-0.8	70	0.09	0.32	0.23

表1

由上述可知，通过控制板坯光整的单位宽度轧制力≥2 kN/mm，使1.3≤薄带钢的Sci≤1.7，通过控制精轧后得到的板坯的横向凸度≤50u，板坯的热处理单位面积张力≤6kN/mm²，使薄带钢的横向凸度≤5u，通过控制-0.3μm≤冷轧机的末机架的工作辊表面的Rsk≤0.4μm，-0.3μm≤光整机的工作辊表面的Rsk≤0.4μm，使-0.5μm≤薄带钢的Rsk≤0.2μm，薄带钢表面的油膜具有较强的稳定性，经过6个月仓储后，薄带钢表面油膜重量的横向偏差增加值不超过0.2g/m²，保证薄带钢表面的油膜分布均匀，避免出现中间油膜偏薄，两侧油膜偏厚的现象，也避免出现中间和边部油膜都偏薄，而距离边部一定距离位置油膜偏厚现象，保证薄带钢的正常使用。

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

1.一种表面油膜稳定的薄带钢的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

进行板坯加热；

对加热后的所述板坯进行粗轧及精轧；

对精轧后的所述板坯进行冷却；

通过冷轧机对冷却后的所述板坯进行冷轧；

对冷轧后的所述板坯进行表面清洗及热处理；

通过光整机对热处理后的所述板坯进行光整；

对光整后的所述板坯进行卷取，得到薄带钢；

其中，通过控制所述板坯光整的单位宽度轧制力≥2 kN/mm，使1.3≤所述薄带钢的Sci≤1.7；

通过控制精轧后得到的所述板坯的横向凸度≤50u，所述板坯的热处理单位面积张力≤6 kN/mm²，使所述薄带钢的横向凸度≤5u；

通过控制-0.3μm≤所述冷轧机的末机架的工作辊表面的Rsk≤0.4μm，-0.3μm≤所述光整机的工作辊表面的Rsk≤0.4μm，使-0.5μm≤所述薄带钢的Rsk≤0.2μm；

其中，带钢表面粗糙度参数Rsk是描述了带钢表面微观结构中粗糙面偏离中线的程度；核心区液体滞留指数Sci是指轮廓支承长度率曲线上核心区单位长度的空隙面积和轮廓均方根偏差的比值，定义为：

2.根据权利要求1所述的表面油膜稳定的薄带钢的生产方法，其特征在于，所述表面油膜稳定的薄带钢的生产方法还包括：

热处理完成后，进行镀锌。

3.根据权利要求2所述的表面油膜稳定的薄带钢的生产方法，其特征在于；

所述镀锌采用电镀锌。

4.根据权利要求2所述的表面油膜稳定的薄带钢的生产方法，其特征在于；

所述镀锌采用电热镀锌。

5.一种表面油膜稳定的薄带钢，其特征在于，基于权利要求1所述的表面油膜稳定的薄带钢的生产方法制备而成。