CN110976534B - 减轻单机架宽厚板轧机工程机械用钢表面花斑的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种减轻单机架宽厚板轧机工程机械用钢表面花斑的方法，包括加热和轧制工序，所述轧制工序，包括第一轧程轧制阶段和第二轧程轧制阶段；当10mm≤成品厚度规格≤30mm时，轧制中间坯厚度为2倍目标成品厚度；当30mm＜成品厚度规格≤50mm时，轧制中间坯厚度为1.8倍目标成品厚度；第一轧程后三道次压下率要求分别≥14%。本发明通过优化轧制工艺，控制在轧制阶段生成二次氧化铁皮，减轻或避免在轧制过程中氧化铁皮被压入基体产生花斑缺陷，提高工程机械用钢表面质量。

Description

减轻单机架宽厚板轧机工程机械用钢表面花斑的方法

技术领域

本发明涉及一种减轻单机架宽厚板轧机工程机械用钢表面花斑的方法，属金属轧制技术领域。

背景技术

工程机械是长期发展前景较好的行业之一，在较长时期内都是钢材消费的重点下游用户。工程机械行业的发展势必会带来工程机械用钢尤其是高强度级别产品的大量需求。随着工程机械向装备大型化及参数极限化发展，对钢铁原材料的强韧性、冷成形性、焊接性、板形以及表面质量等均提出了更高要求。特别是工程机械用钢，对表面质量的要求越来越高，而目前工程机械用钢板在使用过程中存在的较为突出的问题就是表面花斑缺陷。

钢板表面花斑缺陷是指钢板经过抛丸喷砂处理后，表面的氧化铁皮一部分脱落，而另一部分粘附较紧而残留在钢板表面，形成凹凸不平的斑状缺陷，有强光电筒等单项光源水平照射时尤为明显。由于花斑分布面积较大，需要打磨处理后才能使用，增加了人工成本和制造周期；且部分用户要求花斑缺陷的凹凸度不得超过0.10mm，因此，对于此部分产品就不允许修磨，导致产品不合。

中国专利CN201811450080公布了“一种高表面质量超高强钢的生产方法”，该发明生产厚度规格为6-25mm，屈服强度级别为1100MPa级以上的钢板，返红温度450-500℃，回火温度250-450℃；其涉及钢板厚度规格较薄，对于较厚规格产品，采用此生产工艺，得不到高表面质量的钢板；且此冷却工艺和回火工艺对钢板残余应力的控制不利，可能导致钢板切割后变形，不利于用户使用加工。中国专利CN 105624383A公布了“一种提高高强中厚板产品表面质量的生产方法”，该发明主要通过优化冷却工艺，在线控制高强中厚板产品氧化铁皮微观结构，解决钢板在矫直过程中产生凹坑缺陷问题。而本发明主要目的是针对单机架的宽厚板线轧机，通过优化轧制工艺，减轻钢板表面花斑问题。

发明内容

本发明旨在提供一种减轻单机架宽厚板轧机工程机械用钢表面花斑的方法，通过优化轧制工艺，控制在轧制阶段生成二次氧化铁皮，减轻或避免在轧制过程中氧化铁皮被压入基体产生花斑缺陷，提高工程机械用钢表面质量。

解决上述技术问题的技术方案为：

减轻单机架宽厚板轧机工程机械用钢表面花斑的方法，工艺路线包括加热和轧制工序，所述轧制工序，包括第一轧程轧制阶段和第二轧程轧制阶段；当10mm≤成品厚度规格≤30mm时，轧制中间坯厚度为2倍目标成品厚度；当30mm＜成品厚度规格≤50mm时，轧制中间坯厚度为1.8倍目标成品厚度；第一轧程后三道次压下率要求分别≥14%。

上述的减轻单机架宽厚板轧机工程机械用钢表面花斑的方法，所述第一轧程为可逆式轧制，各道次间隔打除鳞水，即奇数轧制道次打除鳞水，除鳞水压力≥22MPa。

上述的减轻单机架宽厚板轧机工程机械用钢表面花斑的方法，所述加热工序，铸坯均热段温度1230-1270℃，铸坯加热时间系数8.5-9.0min/cm，涉及铸坯厚度规格为250-260mm；加热后除鳞水压力≥22MPa，两遍除鳞，保证炉生氧化铁皮除干净。

上述的减轻单机架宽厚板轧机工程机械用钢表面花斑的方法，所述第二轧程轧制阶段，当10mm≤成品厚度规格≤30mm时，第二轧程开轧温度900-950℃；当30mm＜成品厚度规格≤50mm时，第二轧程开轧温度860-890℃；第二轧程过程中，第1、2道次打除鳞水，除鳞水压力≥22MPa。

发明原理：

钢板表面花斑缺陷，主要是在轧制阶段生成的二次氧化铁皮，由于与基体间粘附性较强，除鳞阶段无法清除干净，然后在轧制过程中被压入基体，形成凹凸不平的轧制表面。本发明技术方案铸坯出炉温度控制在1230-1270℃，保证250-260mm厚度规格铸坯可以烧透，铸坯整体温度均匀，保证炉生氧化铁皮容易清除。

除鳞装置除鳞2遍，第一遍除鳞完毕后，反向输送铸坯再除鳞一遍，保证除鳞水压力≥22MPa，炉生氧化铁皮清除干净。

轧制过程中，单机架轧机属于可逆式轧制，第一轧程采用各道次间隔打除鳞水，即均为钢板至机前时打除鳞水，除鳞水压力≥22Mpa，在保证钢板最终力学性能的基础上，当10mm≤成品厚度规格≤30mm时，中间坯厚度控制在2倍目标成品厚度，当30mm＜成品厚度规格≤50mm时，中间坯厚度为1.8倍目标成品厚度；从而将中间坯待温厚度控制在较低范围，保证待温时间较短，减少二次氧化铁皮的生成。

另外，为保证钢板最终力学性能，第一轧程后三道次压下率均要求≥14%，第一轧程在再结晶区域轧制，是变形与再结晶同时进行的阶段，在高温区采取尽可能大的道次压下量，提高道次变形量，以增加奥氏体再结晶数量，达到细化晶粒的目的，保证原始奥氏体晶粒完全细化。

为避免中间坯待温时间长，造成二次氧化铁皮生产厚度较厚，当10mm≤成品厚度规格≤30mm时，第二轧程开轧温度控制在900-950℃；当30mm＜成品厚度规格≤50mm时，第二轧程开轧温度控制在860-890℃；为保证除鳞干净，且钢板尾部不出现裂纹，第二轧程只采用前两个道次打除鳞水，其他道次严禁打除鳞水，除鳞水压力≥22MPa。

本发明的技术特点：（1）本发明第一轧程可逆式轧制，各道次间隔打除鳞水，即奇数轧制道次打除鳞水，这是保证二次氧化铁皮除净的最重要环节。（2）为避免钢板在待温时生成的氧化铁皮过厚，尽可能减少待温时间，一是减少中间坯待温厚度，二是适当提高第二轧程开始温度。当10mm≤成品厚度规格≤30mm时，中间坯厚度为2倍目标成品厚度，第二轧程开轧温度900-950℃；当30mm＜成品厚度规格≤50mm时，中间坯厚度为1.8倍目标成品厚度，第二轧程开轧温度860-890℃。（3）为防止钢板尾部出现裂纹，第二轧程仅第1、2道次打除鳞水。

本发明产生的积极效果：

本发明使单机架宽厚板轧机轧制过程中表面花斑问题得到了很好的控制，大大提高了中厚板产品的表面质量，工程机械用高强钢表面质量合格率由最初的70%提高至工艺优化后的95%以上；本发明利用钢铁企业现有生产设备及工艺条件，既不增加投资和生产成本，又保证了钢板的表面质量和力学性能，实现了高表面质量工程机械用钢工业化供货生产，效益巨大。

附图说明

图1是在本发明实施例1条件下，钢板在冷床上的表面形貌；

图2是在本发明实施例1条件下，钢板抛丸后的表面形貌；

图3是在本发明实施例2条件下，钢板在冷床上的表面形貌；

图4是在本发明实施例2条件下，钢板抛丸后的表面形貌；

图5是在本发明实施例3条件下，钢板在冷床上的表面形貌；

图6是在本发明实施例3条件下，钢板抛丸后的表面形貌；

图7是在本发明实施例4条件下，钢板在冷床上的表面形貌；

图8是在本发明实施例4条件下，钢板抛丸后的表面形貌；

图9是在本发明实施例5条件下，钢板在冷床上的表面形貌；

图10是在本发明实施例5条件下，钢板抛丸后的表面形貌；

图11是在本发明实施例6条件下，钢板在冷床上的表面形貌；

图12是在本发明实施例6条件下，钢板抛丸后的表面形貌；

图13是在本发明实施例7条件下，钢板在冷床上的表面形貌；

图14是在本发明实施例7条件下，钢板抛丸后的表面形貌。

具体实施方式

本发明一种减轻单机架宽厚板轧机工程机械用钢表面花斑的方法，生产工艺路线为铁水预处理-转炉冶炼-LF精炼-RH精炼-连铸-加热-轧制-冷却-矫直-精整，其改进之处主要在加热和轧制工序，其中轧制工序包括第一轧程阶段和第二轧程阶段，铸坯厚度规格选用250-260mm大断面连铸坯以保证压缩比。其中：

铁水预处理采用复合喷吹铁水脱硫技术，对铁水进行全量脱硫处理，使其S控制在0.005wt%以下；转炉冶炼控制C、P含量，滑板挡渣，将出钢下渣量控制在钢水量的0.01%以下；LF精炼工艺采用石灰、铝线等造白渣脱硫，精炼时间控制在40min以上，有效控制钢中夹杂物级别总和不超过1.0级；RH精炼工艺在100Pa以下真空度，真空处理时间≥40min，钢水静置时间≥10min；连铸浇注过程中全程保护浇铸，使用二冷区电磁搅拌和动态轻压下技术，钢水过热温度稳定控制在10~35℃范围内，拉速全程控制在0.80~0.90m/min范围内；铸坯堆垛缓冷时间不低于24小时。

加热工序，铸坯均热段温度1230-1270℃，铸坯加热时间系数8.5-9.0min/cm，涉及铸坯厚度规格为250-260mm；加热后除鳞水压力≥22MPa，两遍除鳞，保证炉生氧化铁皮除干净。

轧制工序，包括第一轧程轧制阶段和第二轧程轧制阶段；所述第一轧程为可逆式轧制，各道次间隔打除鳞水，即奇数轧制道次打除鳞水，除鳞水压力≥22MPa；第一轧程后三道次压下率要求分别≥14%。

当10mm≤成品厚度规格≤30mm时，轧制中间坯待温厚度为2倍目标成品厚度；当30mm＜成品厚度规格≤50mm时，轧制中间坯待温厚度为1.8倍目标成品厚度。所述第二轧程轧制阶段，当10mm≤成品厚度规格≤30mm时，第二轧程开轧温度900-950℃；当30mm＜成品厚度规格≤50mm时，第二轧程开轧温度860-890℃；第二轧程过程中，第1、2道次打除鳞水，除鳞水压力≥22MPa。

轧后对钢板进行冷却，冷却工序采用ACC冷却方式，终冷温度控制在650℃；冷却完成后对钢板进行强力热矫直，后切定尺，钢板入库。

以下通过具体实施例1-7对本发明做进一步说明：

实施例1-7选用250-260mm大断面连铸坯以保证压缩比，生产厚度规格为10-50mm的成品工程机械用钢。

实施例1：根据上述方法试验厚度规格为10mm的成品工程机械用钢。铸坯实际厚度为250mm，铸坯均热段温度1230℃，铸坯加热时间系数9.0min/cm，累计铸坯加热时间225min。加热后除鳞水压力22MPa，利用输送辊道，对铸坯往复两遍除鳞。

轧制工序，第一轧程，中间坯待温厚度20mm，第一轧程后三道次压下率分别为17.5%、20.3%、19.1%；第1、3、5、7、9、11道次打除鳞水，除鳞水压力23MPa；第二轧程开轧温度950℃；第1、2道次打除鳞水，除鳞水压力23MPa。

钢板经过轧制和冷却后，在冷床上冷却的照片如图1所示，从图1可以看出，钢板经过热轧后，表面光洁，无花斑状氧化铁皮。在实施例1的工艺方法下，钢板表面氧化铁皮钢板经抛丸后的表面形貌如图2所示。从图2可以看出，钢板表面经抛丸后，没有氧化铁皮残留，没有花斑缺陷。

实施例2：根据上述方法试验厚度规格为12mm的成品工程机械用钢。铸坯实际厚度为255mm，铸坯均热段温度1230℃，铸坯加热时间系数8.7min/cm，累计铸坯加热时间221min。加热后除鳞水压力23MPa，利用输送辊道，对铸坯往复两遍除鳞。

轧制工序，第一轧程，中间坯待温厚度24mm，第一轧程后三道次压下率分别为18.2%、19.5%、19.4%；第1、3、5、7、9、11道次打除鳞水，除鳞水压力24MPa。第二轧程开轧温度945℃；第1、2道次打除鳞水，除鳞水压力24MPa。

钢板经过轧制和冷却后，在冷床上冷却的照片如图3所示，从图3可以看出，钢板经过热轧后，表面光洁，无花斑状氧化铁皮。在实施例2的工艺方法下，钢板表面氧化铁皮钢板经抛丸后的表面形貌如图4所示。从图4可以看出，钢板表面经抛丸后，没有氧化铁皮残留，没有花斑缺陷。

实施例3：根据上述方法试验厚度规格为20mm的成品工程机械用钢。铸坯实际厚度为253mm，铸坯均热段温度1240℃，铸坯加热时间系数8.5min/cm，累计铸坯加热时间215min。加热后除鳞水压力22MPa，利用输送辊道，对铸坯往复两遍除鳞。

轧制工序，第一轧程，中间坯待温厚度40mm，第一轧程后三道次压下率分别为17.7%、18.7%、16.9%；第1、3、5、7、9道次打除鳞水，除鳞水压力24MPa。第二轧程开轧温度920℃；第1、2道次打除鳞水，除鳞水压力24MPa。

钢板经过轧制和冷却后，在冷床上冷却的照片如图5所示，从图5可以看出，钢板经过热轧后，表面光洁，无花斑状氧化铁皮。在实施例3的工艺方法下，钢板表面氧化铁皮钢板经抛丸后的表面形貌如图6所示。从图6可以看出，钢板表面经抛丸后，没有氧化铁皮残留，没有花斑缺陷。

实施例4：根据上述方法试验厚度规格为25mm的成品工程机械用钢。铸坯实际厚度为258mm，铸坯均热段温度1240℃，铸坯加热时间系数8.65min/cm，累计铸坯加热时间223min。加热后除鳞水压力24MPa，利用输送辊道，对铸坯往复两遍除鳞。

轧制工序，第一轧程，中间坯待温厚度50mm，第一轧程后三道次压下率分别为16.7%、16.2%、17.1%；第1、3、5、7、9道次打除鳞水，除鳞水压力23MPa。第二轧程开轧温度915℃；第1、2道次打除鳞水，除鳞水压力23MPa。

钢板经过轧制和冷却后，在冷床上冷却的照片如图7所示，从图7可以看出，钢板经过热轧后，表面光洁，无花斑状氧化铁皮。在实施例4的工艺方法下，钢板表面氧化铁皮钢板经抛丸后的表面形貌如图8所示。从图8可以看出，钢板表面经抛丸后，没有氧化铁皮残留，没有花斑缺陷。

实施例5：根据上述方法试验厚度规格为30mm的成品工程机械用钢。铸坯实际厚度为260mm，铸坯均热段温度1260℃，铸坯加热时间系数8.85min/cm，累计铸坯加热时间230min。加热后除鳞水压力24MPa，利用输送辊道，对铸坯往复两遍除鳞。

轧制工序，第一轧程，中间坯厚度60mm，第一轧程后三道次压下率分别为15.4%、16.7%、16.2%；第1、3、5、7、9道次打除鳞水，除鳞水压力22MPa。第二轧程开轧温度900℃；第1、2道次打除鳞水，除鳞水压力24MPa。

钢板经过轧制和冷却后，在冷床上冷却的照片如图9所示，从图9可以看出，钢板经过热轧后，表面光洁，无花斑状氧化铁皮。在实施例5的工艺方法下，钢板表面氧化铁皮钢板经抛丸后的表面形貌如图10所示。从图10可以看出，钢板表面经抛丸后，没有氧化铁皮残留，没有花斑缺陷。

实施例6：根据上述方法试验厚度规格为40mm的成品工程机械用钢。铸坯实际厚度为254mm，铸坯均热段温度1270℃，铸坯加热时间系数8.65min/cm，累计铸坯加热时间220min。加热后除鳞水压力23MPa，利用输送辊道，对铸坯往复两遍除鳞。

轧制工序，第一轧程，中间坯厚度72mm，第一轧程后三道次压下率分别为15.5%、16.4%、14.6%；第1、3、5、7道次打除鳞水，除鳞水压力25MPa。第二轧程开轧温度890℃；第1、2道次打除鳞水，除鳞水压力25MPa。

钢板经过轧制和冷却后，在冷床上冷却的照片如图11所示，从图11可以看出，钢板经过热轧后，表面光洁，无花斑状氧化铁皮。在实施例6的工艺方法下，钢板表面氧化铁皮钢板经抛丸后的表面形貌如图12所示。从图12可以看出，钢板表面经抛丸后，没有氧化铁皮残留，没有花斑缺陷。

实施例7：根据上述方法试验厚度规格为50mm的成品工程机械用钢。铸坯实际厚度为260mm，铸坯均热段温度1270℃，铸坯加热时间系数9.0min/cm，累计铸坯加热时间234min。加热后除鳞水压力25MPa，利用输送辊道，对铸坯往复两遍除鳞。

轧制工序，第一轧程，中间坯厚度90mm，第一轧程后三道次压下率分别为14.4%、14.7%、14.1%；第1、3、5、7道次打除鳞水，除鳞水压力25MPa。第二轧程开轧温度860℃；第1、2道次打除鳞水，除鳞水压力23MPa。

钢板经过轧制和冷却后，在冷床上冷却的照片如图13所示，从图13可以看出，钢板经过热轧后，表面光洁，无花斑状氧化铁皮。在实施例7的工艺方法下，钢板表面氧化铁皮钢板经抛丸后的表面形貌如图14所示。从图14可以看出，钢板表面经抛丸后，没有氧化铁皮残留，没有花斑缺陷。

Claims (1)

1.减轻单机架宽厚板轧机工程机械用钢表面花斑的方法，工艺路线包括加热和轧制工序，其特征在于：所述轧制工序，包括第一轧程轧制阶段和第二轧程轧制阶段；当10mm≤成品厚度规格≤30mm时，轧制中间坯厚度为2倍目标成品厚度；当30mm＜成品厚度规格≤50mm时，轧制中间坯厚度为1.8倍目标成品厚度；第一轧程后三道次压下率要求分别≥14%；

所述第一轧程为可逆式轧制，各道次间隔打除鳞水，即奇数轧制道次打除鳞水，除鳞水压力≥22MPa；

所述第二轧程轧制阶段，当10mm≤成品厚度规格≤30mm时，第二轧程开轧温度900-950℃；当30mm＜成品厚度规格≤50mm时，第二轧程开轧温度860-890℃；第二轧程过程中，第1、2道次打除鳞水，除鳞水压力≥22MPa；

所述加热工序，铸坯均热段温度1230-1270℃，铸坯加热时间系数8.5-9.0min/cm，涉及铸坯厚度规格为250-260mm；加热后除鳞水压力≥22MPa，两遍除鳞，保证炉生氧化铁皮除干净。

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