CN110014042A - 一种热连轧宽带钢表面红铁皮的控制方法 - Google Patents

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张博睿
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Abstract

本发明涉及一种热连轧宽带钢表面红铁皮的控制方法，通过优化热轧工艺来改善钢带表面红铁皮缺陷，广泛适用于Si≤0.25％的各类含硅钢产品，具有成分设计局限性小的优点。

Description

一种热连轧宽带钢表面红铁皮的控制方法
技术领域
本发明属于热轧钢带质量控制领域，特别涉及一种热连轧宽带钢表面红铁皮的控制方法。
背景技术
热轧产品因过程控制或工艺参数设计不合理，成品上易产生片状、带状，甚至整面覆盖着一层红锈，产品经酸洗后，表面呈明显色差，俗称“虎皮纹”，此类产品在后续的电镀、电泳时表面质量不佳而被报废。另外，该缺陷严重降低钢产品酸洗效率，客户在酸洗时发现产品有红铁皮缺陷时，一般采用降低酸洗速度的方式来减轻该缺陷的危害，但即使酸洗速度降低50％，也不能有效提升酸洗后的表面质量。该缺陷常见于含硅产品中。在热轧板带钢生产线上，红铁皮附着于钢板表面呈现暗红色，常以条带状或柳叶状分布于钢板表面，甚至以面状覆盖整个板面，是热轧板带钢产线上“常见病”。
红铁皮缺陷是制约酸洗用热轧板带钢产品的关键质量问题。钢产品表面质量要求不断提高，特别是随着轧钢工艺技术不断进步，终端产品生产呈现减工序、低成本、高效率和绿色化趋势后。热轧薄板的质量正向冷轧板接近，高表面质量的热轧板实现“以热代冷”成为热轧板带产品发展趋势。终端产品对于耐蚀、美观、降本等要求也日渐提高，钢板表面处理方式越来越趋向使用酸洗后电镀、电泳工艺，下游用户对于热轧板带钢的表面质量要求日益提高。红铁皮缺陷成为用户质量投诉的主要缺陷之一。
国内外相关研究情况。红铁皮缺陷在国内外板带钢生产研究领域一直是一个热点，对它的产生机理的文献资料较多。综合文献资料，普遍认为红铁皮产生的主要原因是钢产品中Si含量达到一定水平后，在经高温加热后的板坯表面上生成的Fe2SiQ4沿基体和氧化铁皮界面生长，形成铁橄榄石的钉扎效应，造成除鳞效果差，FeO附着在中间坯表面，并在随后生产过程中迅速生成Fe2O3，从而产生红铁皮缺陷。文献中提供两种克服红铁皮缺陷的思路，一种是把钢中的Si至少需要降低至0.12％以下，最好控制在0.10％以下；另外一种是提高板坯加热温度，在Fe2SiQ4熔点温度(1173℃左右)以上进行除鳞。然而Si为钢铁冶金和钢材生产过程中的重要脱氧元素和廉价的强化元素，降低Si含量后，需要采用Al脱氧方式，同时为了保证产品的性能，需要调整钢的合金成份，增加Mn或其他合金含量来保证产品机械性能，增加产品的冶炼成本。另外，降低Si含量会影响在部分焊接工艺下的材料焊接性能，造成焊缝脱氧不良形成起泡，而且现场粉尘大、工况差，导致产品工艺不适用。另外，板坯加热温度过高也会增加燃耗，产生其他表面质量问题。因此，针对具体产线，需要在此两种思路上进行细化和创新，才能有效解决具体的红铁皮缺陷。
文献虽有克服思路，但在实际应用中，红铁皮缺陷产品不时产生。部分厂家为了解决红铁皮问题，在产品成分设计中都改成了低Si设计(Si≤0.05％)，并通过提高Mn含量来保证产品性能。部分厂家通过大幅提高板坯出钢温度，虽然克服了红铁皮缺陷，但产生了成品表面氧化铁皮厚，酸洗后表面质量差等新问题。总之，克服红铁皮缺陷的工艺要么不经济，要么产生了新问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种热连轧宽带钢表面红铁皮的控制方法，该方法结合产线实际情况，针对热轧钢带红铁皮缺陷制定了低成本、高效率的表面质量控制工艺方法，满足日益提高的表面质量要求，为高表面质量钢产品生产和以热代冷的发展方向提供质量保证，实现“减量化”绿色钢铁产品的理念。
本发明提供了一种热连轧宽带钢表面红铁皮的控制方法，包括：
(1)将板坯加热，保温，然后除鳞，保证第一次除鳞温度不低于1175℃，除鳞水压力≥18MPa；
(2)将除鳞后的板坯进行粗轧，然后进行精轧，终轧温度≥860℃，获得中间坯；
(3)精轧后采用前段主冷模式冷却，最后卷取成卷，检验入库。
所述热轧钢带中Si≤0.25％。
所述步骤(1)中的第一道除鳞温度为1175-1185℃。
所述步骤(2)中的粗轧温度为980～1160℃。
所述步骤(2)中的终轧温度为860-890℃。
所述步骤(3)中的冷却模式采用前段主冷，冷却速度≥5℃/s。
本发明的特点如下：
(1)“双高一快”生产工艺
该工艺的核心是提高除鳞效率和抑制Fe2O3产生。“双高”是指较高的第1道次除鳞温度和较高的终轧温度，“一快”是指轧后快速冷却，缩短Fe2O3快速生成温度段停留时间。其中：
为了满足较高的第1道次除鳞温度，在板坯加热温度方面需要根据加热炉到除鳞箱的距离和温降模型，确定最优的出钢温度，实践产线的出钢温度下限为1190℃。同时，对板坯加热质量重点关注板坯温度均匀性和上下板坯表面温差。板坯温度均匀性差，表现为测量温度达标，而实际板坯内部温度过低，会造成实际除鳞温度过低进而铁橄榄石的钉扎效应影响除鳞效果，产生红铁皮。另外，因控制粗轧扣翘头而使得下表面温度过低，也影响板坯下表面除鳞效果，会发生下表面红铁皮缺陷。
高终轧温度是指终轧温度不低于860℃。该温度是Fe2O3高温生成的上限温度，高于此温度进行轧制可以在精轧环节抑制Fe2O3生成。实践产线终轧温度合理控制在860-890℃，保障产品性能的同时避免过高的终轧温度会带来其他副作用。高终轧温度一方面能提高轧制速度，另一方面高终轧温度能够保证机架冷却水使用，控制中间坯表面温度。同时，高终轧温度可以适当保证氧化铁皮的塑性，防止表层氧化铁皮层在轧制过程中破碎、开裂。当表面氧化层发生破碎、开裂时会加快氧化速率，带钢表面会发生细条状红铁皮缺陷。
快速冷却是指采用采用前段主冷模式的冷却工艺，冷却速度不低于5℃/s。带钢出精轧后尽快冷却，降低表面温度，缩短钢带在Fe2O3高速生成温度段的停留时间。
(2)除鳞设备要求与工艺
粗轧除鳞箱和精轧除鳞箱保证除鳞水压力≥18MPa。因要去除铁橄榄石的钉扎作用，以及直热装板坯的影响，对除鳞系统的除鳞压力要求较高。实践生产时，虽然除鳞系统压力保持在21MPa以上，但因多点除鳞而导致除鳞压力低于18MPa，产品表面会产生轻微点状红铁皮缺陷。另外，需要特别关注精轧除鳞箱，因除鳞的中间坯厚度范围较大(实践产线为35-60mm)，中间坯厚度设计不当会造成厚规格产品除鳞效果差而在上表面产生通条带状红铁皮缺陷。
(3)合理设计产品成分
上述热轧工艺主要在于改善Fe2SiQ4富集层的清除效果和抑制氧化速率。在含硅钢Fe2SiQ4的生成和富集改善方面，也有一定规律可循。板带钢在大规模动态生产中，各种因素干扰较多，因此，结合产线实际情况，进行合理的产品成分设计，可以降低红铁皮缺陷发生概率。实践产线中，Si≤0.25％的含硅钢，采用上述工艺优化能够显著克服红铁皮缺陷发生。而采用高硅成分设计时，需要适当提高C、P的含量。C、P在高温作用下可以产生氧化铁皮发泡机制，从而克服铁橄榄石的钉扎作用。实践表明，Si≤0.25％的含硅钢在上述工艺条件下红铁皮能够得到很好地控制，即使部分工艺参数有波动，也不产生红铁皮缺陷。
有益效果
(1)本发明主要通过优化热轧工艺来改善钢带表面红铁皮缺陷，广泛适用于Si≤0.25％的各类含硅钢产品。实践产线上，Si含量达到0.33％时，也能获得表面状态良好产品，无红铁皮缺陷产生。因此本发明具有产品适用性广，成分设计局限性小的优点。
(2)通过本发明基本不需要对现有产品的成分进行大调整，特别是能够使用廉价的Si元素进行强化，具有既能克服红铁皮缺陷，还能保持产品综合性能的一致性，具有生产工艺流程变动小，过程调整灵活，利于产线生产顺行、产品质量稳定和生产成本控制等优点。
附图说明
图1为常规工艺生产的硅结构钢表面；
图2为本发明生产的硅结构钢表面；
图3为优化前后全年红铁皮缺陷降级量比对。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
(1)将板坯加热，保温，然后除鳞，第1道除鳞温度不低于1175℃，除鳞水压力≥18MPa；
(2)将除鳞后的板坯进行6道次粗轧，然后进行7道次精轧，终轧温度不低于860℃；
(3)精轧后采用前段主冷模式冷却，冷却速度约10℃/s，最后卷取成卷，检验入库。
如图2所示，采用本实施例的方法钢带表面光亮，无红铁皮缺陷。
如图3所示，以中硅结构钢产品为例，应用本实施例后表面红铁皮改善效果显著。采用本实施例前实践产线全年红铁皮降级改判累计2000余吨，工艺优化后全年累计改判仅50吨，用户使用反馈良好，产品无新增问题，综合性能一致性较好，无用户质量异议发生。
本实施例相对于现有的质量控制方法，成本降低≥3元/t，基本杜绝红铁皮缺陷发生。

Claims (6)

1.一种热连轧宽带钢表面红铁皮的控制方法，包括：
(1)将板坯加热，保温，然后除鳞，保证第一次除鳞温度不低于1175℃，除鳞水压力≥18MPa；
(2)将除鳞后的板坯进行粗轧，然后进行精轧，终轧温度≥860℃，获得中间坯；
(3)精轧后采用前段主冷模式冷却，最后卷取成卷，检验入库。
2.根据权利要求1所述的一种热连轧宽带钢表面红铁皮的控制方法，其特征在于：所述热轧钢带中Si≤0.25％。
3.根据权利要求1所述的一种热连轧宽带钢表面红铁皮的控制方法，其特征在于：所述步骤(1)中的第一道除鳞温度为1175-1185℃。
4.根据权利要求1所述的一种热连轧宽带钢表面红铁皮的控制方法，其特征在于：所述步骤(2)中的粗轧温度为980～1160℃。
5.根据权利要求1所述的一种热连轧宽带钢表面红铁皮的控制方法，其特征在于：所述步骤(2)中的终轧温度为860-890℃。
6.根据权利要求1所述的一种热连轧宽带钢表面红铁皮的控制方法，其特征在于：所述步骤(3)中的冷却模式采用前段主冷，冷却速度≥5℃/s。
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