CN112647034A - 高耐盐雾腐蚀镀锌if钢工业化生产方法 - Google Patents

高耐盐雾腐蚀镀锌if钢工业化生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高耐盐雾腐蚀镀锌IF钢工业化生产方法，包括炼钢、RH精炼、连铸、热轧、镀锌工序，所述镀锌工序，控制带钢速度120‑130m/min，光整机工作辊粗糙度2.5‑3.5μm，镀锌板表面粗糙度Ra控制在1.2‑1.6μm，气刀间距6‑9mm，气刀压力200‑350mbar，将目标锌层精确控制在锌层重量目标值的上限，提高抗盐雾腐蚀能力。本发明生产的IF钢板镀锌板可以满足120小时盐雾试验表面白锈面积小于1%，大幅提升了镀锌IF钢的耐盐雾腐蚀能力。

Description

高耐盐雾腐蚀镀锌IF钢工业化生产方法
技术领域
本发明涉及一种IF钢生产方法，尤其涉及一种高耐盐雾腐蚀镀锌IF钢工业化生产方法。
背景技术
盐雾试验是一种利用盐雾实验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来考核产品或金属材料耐腐蚀性能的环境试验，其判定方法有：评级判定法、称重判定法、腐蚀物出现判定法、腐蚀数据统计分析法等。
汽车镀锌板在进行相关主机厂认证前，必须通过实验室相关认证，盐雾实验则是其中重要的一项评判指标，但主机厂一般都有自己的评判标准且都严于国标，时常导致汽车板在生产企业盐雾试验合格而在主机厂试验不合格的情况。
河钢邯钢产品通常采用的是腐蚀物出现判定法，以镀锌板表面出现3-5％白锈的时间为判定标准，通常要求大于等于48小时。2019年10月邯钢选送一批IF钢实验料片进行主机厂盐雾实验认证，单面锌层厚度40g/m2，在认证之前先进行厂内自检，采用腐蚀物出现判定法，该批料片厂内自测盐雾试验72小时后白锈面积小于3％，满足标准要求。同批料片送某主机厂进行盐雾实验认证，采用评级判定法，实验结束后进行判定评级，腐蚀等级要求小于等于2.5级或不低于标样才能合格，首次验证结果评级为3.0级，不满足标准要求。
图1为现有技术中生产的镀锌IF钢板的平均晶粒尺寸为56μm，晶粒较细小；图3为现有技术中生产的镀锌IF钢板锌层平均厚度为8.3μm，锌层厚度较厚。热镀锌产品最终的目的就是改善钢材的防腐性能，耐盐雾试验不合格在各种缺陷中是最为严重的缺陷，汽车主机厂认证一般针对的是钢厂成熟牌号的认证，认证周期短，因此在现有成分体系下，开发出一套提高镀锌板抗盐雾腐蚀能力可控可行的参数势在必行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高耐盐雾腐蚀镀锌IF钢工业化生产方法，生产的镀锌IF钢板可以满足120小时盐雾试验表面白锈面积小于1％，大幅提升了镀锌IF钢的耐盐雾腐蚀能力。
对于热镀锌钢板耐盐雾试验，最先腐蚀的部位大多在镀层显微缺陷或镀层与基板结合面有显微杂质处，为解决上述技术问题，一是须从全流程解决镀锌不良入手，二是细化锌层晶粒度，降低锌层表面活性，提高磷化后磷化膜晶粒均匀性和致密性。
本发明采取的技术方案为：
高耐盐雾腐蚀镀锌IF钢工业化生产方法，包括炼钢、RH精炼、连铸、热轧、镀锌工序，所述镀锌工序，控制带钢速度120-130m/min，光整机工作辊粗糙度2.5-3.5μm，镀锌板表面粗糙度Ra控制在1.2-1.6μm，气刀间距6-9mm，气刀压力200-350mbar，将目标锌层精确控制在锌层重量目标值的上限，提高抗盐雾腐蚀能力。
与之配合的炼钢热轧工序控制工艺如下：
上述的高耐盐雾腐蚀镀锌IF钢工业化生产方法，炼钢成分遵照DX56D+Z国标要求，所述炼钢工序中转炉终点氧控制在400-500ppm，RH精炼工序吹氧量50-80Nm3，RH脱碳结束氧200-350ppm，铝损35-75ppm。
所述连铸工序恒拉速0.8-1.6m/min，结晶器液面波动控制±5mm。
上述的高耐盐雾腐蚀镀锌IF钢工业化生产方法，所述热轧工序采用高速钢轧辊，轧辊凸度控制50-79μm，在炉时间180-196min，出炉温度控制在1210-1250℃。
上述的高耐盐雾腐蚀镀锌IF钢工业化生产方法，所述热轧工序除鳞水压力190-210bar，机架间冷却水质pH值控制在7-9，机架间冷却、轧辊冷却水以及层流冷却水水温20-32℃。
上述的高耐盐雾腐蚀镀锌IF钢工业化生产方法，所述镀锌工序中，炉鼻子露点设定范围-10～-20℃，锌液Al含量控制在0.24-0.26wt％之间。
本发明通过提升带钢速度，提高锌层的冷却效果有利于提高锌层致密性，细化锌层晶粒度，平均锌层晶粒尺寸由原来的73μm降低至56μm；通过控制镀锌板表面粗糙度有利于降低锌层的表面活性，进而细化磷化膜晶粒，使磷化膜晶粒均匀、致密，优化锌层厚度，提高材料的耐腐蚀性。
通过配合控制转炉终点氧，RH吹氧量，RH脱碳结束氧，铝损，液面波动等参数，减少MgO，Al2O3，CaO等一系列氧化渣的产生，从而获得表面洁净的连铸坯；通过控制除鳞水压力，在炉时间，出炉温度，凸度，机架间冷却水质pH值、层流冷却水水温等参数控制热轧氧化铁皮的产生，从而减少镀锌工序镀层不良露钢等缺陷。
采用上述技术方案产生的有益效果在于：
本发明生产的IF钢板镀锌板可以满足120小时盐雾试验表面白锈面积小于1％，大幅提升了镀锌IF钢的耐盐雾腐蚀能力。
附图说明
图1为本发明实施前锌层晶粒尺寸图；
图2为实施例1的锌层晶粒尺寸图；
图3为本发明实施前平均锌层厚度图；
图4为实施例1平均锌层厚度图；
图5实施例1厂内盐雾实验结果；
图6为实施例1二次送检主机厂盐雾腐蚀试验结果。
具体实施方式
镀锌钢板耐盐雾实验，最先腐蚀的部位大多在镀层显微缺陷或镀层与基板结合面有显微杂质处，因而必须从解决镀锌不良着手，本高抗盐雾腐蚀工业化生产方法，从炼钢夹杂控制，热轧氧化铁皮控制，以及镀锌工艺的调整从全流程解决镀锌不良问题，通过控制炼钢终点氧、RH吹氧量、RH终点结束氧、铝损、液面波动，参数来控制炼钢夹杂。
通过控制除鳞水压力，在炉时间，出炉温度，凸度，机架间冷却水质pH层流冷却水水温等参数来控制氧化铁皮缺陷。
通过提升带钢速度，提高锌层的冷却效果，达到细化锌层晶粒的目的，通过提高镀锌表面粗糙度和峰值密度降低锌层的表面活性，进而细化磷化膜晶粒，通过调整气刀参数，将目标锌层控制在锌层重量要求上限，提高抗砂石冲击能力保证材料耐腐蚀性。
通过上述控制点最终生产的镀锌板可以满足120小时盐雾试验表面白锈面积小于1％，首批送检料片平均时长为72小时，提升67％，具体方法工艺如下所示：
1、炼钢夹杂的控制工艺：转炉终点氧控制在400-500ppm，RH吹氧量50-80Nm3，RH脱碳结束氧200-350ppm，铝损35-75ppm，恒拉速0.8-1.6m/min，液面波动控制±5mm。
2、轧制采用高速钢轧辊，除鳞水压力190-210bar，在炉时间180-196min，出炉温度控制在1210-1250℃，凸度控制50-79μm，机架间冷却水质pH控制在7-9，机架间冷却、轧辊冷却水以及层流冷却水水温要求20-32℃。
3、锌层晶粒、锌层表面活性控制工艺
露点设定范围-10～-20℃，将Al含量控制稳定0.24-0.26％的水平，控制带钢速度120-130m/min，选用粗糙度2.5-3.5μm的光整机工作辊，将镀锌板表面粗糙度Ra控制在1.2-1.6μm，气刀间距6-9mm，气刀压力200-350mbar，将目标锌层精确控制在锌层重量目标值的上限，提高抗腐蚀能力。
采用高粗糙度光整机工作辊，轧辊粗糙度≥2.5μm，提高镀锌板粗糙度，粗糙度参数变化有利于降低锌层的表面活性，进而细化磷化膜晶粒，使磷化膜晶粒得均匀、致密，表面粗糙的钢板镀锌层的附着性更好，这是因为表面粗糙度越大，钢板表面的实际表面积越大，此外，由于钢机体表面粗糙度也会提高锌液对钢板表面的浸润性。
以下通过具体实施例对本发明做进一步说明：
实施例1-6化学成分百分比：
Figure BDA0002790877250000061
实施例1：本高抗盐雾腐蚀IF钢具体攻关后的具体工艺如下所述：
(1)炼钢工序：
炼钢控制点 控制范围 实际值
转炉终点氧/ppm 400-500 400
RH吹氧量/Nm<sup>3</sup> 50-80 50
RH脱碳结束氧/ppm 200-350 200
铝损/ppm 35-75 35
恒拉速.m/min 0.8-1.6 0.8
液面波动控制/mm ±5 ±5
(2)热轧工序：
热轧控制点 控制范围 实际值
除磷水压力/bar 190-210 190
在炉时间/min 180-196 180
出炉温度/℃ 1210-1250 1210
凸度/μm 50-79 50
机架间冷却水PH 7-9 7
冷却水水温/℃ 20-32 20
(3)镀锌工序：
镀锌控制点 控制范围 实际值
气刀间距/mm 6-9 6
气刀压力/mbar 200-350 200
炉鼻子露点/℃ -10～-20 -10
锌液铝含量/％ 0.24-0.26％ 0.24％
带钢速度m/min 120-130 120
板面粗糙度/μm 1.2-1.6 1.2
本炉钢因夹杂降级率0.8％，远低于2.0％的平均降级率，未产生氧化铁皮缺陷，无露钢、针眼、锌灰等镀锌缺陷；图2显示，本实施例生产的镀锌板锌层晶粒尺寸56μm，磷化膜晶粒均匀，致密耐腐蚀性提高；图4显示，本实施例生产的镀锌板平均锌层厚度为8.3μm盐雾腐蚀120小时，白锈面积0.5％腐蚀结果如图5显示，图6为实施例1生产的镀锌IF板二次送检主机厂盐雾腐蚀试验结果，二次选检料片送检试样最终评级为2.1级，满足该主机厂标准，最终认证获得通过。
实施例2：本高抗盐雾腐蚀IF钢具体攻关后的具体工艺如下所述：
(1)炼钢工序：
炼钢控制点 控制范围 实际值
转炉终点氧/ppm 400-500 465
RH吹氧量/Nm<sup>3</sup> 50-80 73
RH脱碳结束氧/ppm 200-350 285
铝损/ppm 35-75 52
恒拉速.m/min 0.8-1.6 1.1
液面波动控制/mm ±5 ±5
(2)热轧工序：
热轧控制点 控制范围 实际值
除磷水压力/bar 190-210 201
在炉时间/min 180-196 186
出炉温度/℃ 1210-1250 1230
凸度/μm 50-79 68
机架间冷却水PH 7-9 8.2
冷却水水温/℃ 20-32 20
(3)镀锌工序：
镀锌控制点 控制范围 实际值
气刀间距/mm 6-9 8
气刀压力/mbar 200-350 273
炉鼻子露点/℃ -10～-20 -10
锌液铝含量/％ 0.24-0.26％ 0.25
带钢速度m/min 120-130 126
板面粗糙度/μm 1.2-1.6 1.3
本炉钢因夹杂降级率0.5％，远低于2.0％的平均降级率，无氧化铁皮缺陷降级，锌层晶粒尺寸60μm，磷化膜晶粒均匀，密耐腐蚀性提高，无露钢、针眼、锌灰等镀锌缺陷，盐雾腐蚀120小时，白锈面积0.7％。
实施例3：本高抗盐雾腐蚀IF钢具体攻关后的具体工艺如下所述：
(1)炼钢工序：
炼钢控制点 控制范围 实际值
转炉终点氧/ppm 400-500 487
RH吹氧量/Nm<sup>3</sup> 50-80 69
RH脱碳结束氧/ppm 200-350 300
铝损/ppm 35-75 59
恒拉速.m/min 0.8-1.6 1.3
液面波动控制/mm ±5 ±5
(2)热轧工序：
热轧控制点 控制范围 实际值
除磷水压力/bar 190-210 208
在炉时间/min 180-196 190
出炉温度/℃ 1210-1250 1230
凸度/μm 50-79 71
机架间冷却水PH 7-9 8.5
冷却水水温/℃ 20-32 25
(3)镀锌工序：
镀锌控制点 控制范围 实际值
气刀间距/mm 6-9 8
气刀压力/mbar 200-350 280
炉鼻子露点/℃ -10～-20 -15
锌液铝含量/％ 0.24-0.26％ 0.25
带钢速度m/min 120-130 126
板面粗糙度/μm 1.2-1.6 1.3
本炉钢因夹杂降级率0.7％，远低于2.0％的平均降级率，无氧化铁皮缺陷降级，锌层晶粒尺寸66μm磷化膜晶粒均匀，密耐腐蚀性提高，无露钢、针眼、锌灰等镀锌缺陷，盐雾腐蚀120小时，白锈面积0.3％。
实施例4：本高抗盐雾腐蚀IF钢具体攻关后的具体工艺如下所述：
(1)炼钢工序：
炼钢控制点 控制范围 实际值
转炉终点氧/ppm 400-500 427
RH吹氧量/Nm<sup>3</sup> 50-80 55
RH脱碳结束氧/ppm 200-350 265
铝损/ppm 35-75 49
恒拉速.m/min 0.8-1.6 1.1
液面波动控制/mm ±5 ±5
(2)热轧工序：
热轧控制点 控制范围 实际值
除磷水压力/bar 190-210 205
在炉时间/min 180-196 192
出炉温度/℃ 1210-1250 1240
凸度/μm 50-79 50
机架间冷却水PH 7-9 7.7
冷却水水温/℃ 20-32 26
(3)镀锌工序：
Figure BDA0002790877250000101
Figure BDA0002790877250000111
本炉钢因夹杂降级率0.9％，远低于2.0％的平均降级率，无氧化铁皮缺陷降级，锌层晶粒尺寸60μm磷化膜晶粒均匀，密耐腐蚀性提高，无露钢、针眼、锌灰等镀锌缺陷，盐雾腐蚀120小时，白锈面积0.1％。
实施例5：本高抗盐雾腐蚀IF钢具体攻关后的具体工艺如下所述：
(1)炼钢工序：
炼钢控制点 控制范围 实际值
转炉终点氧/ppm 400-500 465
RH吹氧量/Nm<sup>3</sup> 50-80 73
RH脱碳结束氧/ppm 200-350 276
铝损/ppm 35-75 60
恒拉速.m/min 0.8-1.6 1.1
液面波动控制/mm ±5 ±5
(2)热轧工序：除鳞水压力205bar，在炉时间192min，出炉温度1220℃，凸度控制76μm，机架间冷却水质pH控制在8.0，冷却水以及层流冷却水水温22℃。
热轧控制点 控制范围 实际值
除磷水压力/bar 190-210 205
在炉时间/min 180-196 192
出炉温度/℃ 1210-1250 1220
凸度/μm 50-79 76
机架间冷却水PH 7-9 8
冷却水水温/℃ 20-32 22
(3)镀锌工序：
镀锌控制点 控制范围 实际值
气刀间距/mm 6-9 9
气刀压力/mbar 200-350 314
炉鼻子露点/℃ -10～-20 -10
锌液铝含量/％ 0.24-0.26％ 0.25
带钢速度m/min 120-130 126
板面粗糙度/μm 1.2-1.6 1.3
本炉钢因夹杂降级率0.8％，远低于2.0％的平均降级率，无氧化铁皮缺陷降级，锌层晶粒尺寸60μm磷化膜晶粒均匀，密耐腐蚀性提高，无露钢、针眼、锌灰等镀锌缺陷，盐雾腐蚀120小时，白锈面积0.2％。
实施例6：本高抗盐雾腐蚀IF钢具体攻关后的具体工艺如下所述：
(1)炼钢工序：转炉终点氧控制在500ppm，RH吹氧量80Nm3，RH脱碳结束氧350ppm，铝损75ppm，恒拉速1.6m/min，液面波动控制±5mm。
炼钢控制点 控制范围 实际值
转炉终点氧/ppm 400-500 500
RH吹氧量/Nm<sup>3</sup> 50-80 80
RH脱碳结束氧/ppm 200-350 350
铝损/ppm 35-75 75
恒拉速.m/min 0.8-1.6 1.6
液面波动控制/mm ±5 ±5
(2)热轧工序：
Figure BDA0002790877250000121
Figure BDA0002790877250000131
(3)镀锌工序：
镀锌控制点 控制范围 实际值
气刀间距/mm 6-9 9
气刀压力/mbar 200-350 350
炉鼻子露点/℃ -10～-20 -20
锌液铝含量/％ 0.24-0.26％ 0.26
带钢速度m/min 120-130 130
板面粗糙度/μm 1.2-1.6 1.6
本炉钢夹杂发生0.6％，远低于2.0％的平均降级率，无氧化铁皮缺陷降级，锌层晶粒尺寸56μm磷化膜晶粒均匀，致密耐腐蚀性提高，无露钢、针眼、锌灰等镀锌缺陷，盐雾腐蚀120小时，白锈面积0.1％。

Claims (5)

1.高耐盐雾腐蚀镀锌IF钢工业化生产方法，包括炼钢、RH精炼、连铸、热轧、镀锌工序，其特征在于：所述镀锌工序，控制带钢速度120-130m/min，光整机工作辊粗糙度2.5-3.5μm，镀锌板表面粗糙度Ra控制在1.2-1.6μm，气刀间距6-9mm，气刀压力200-350mbar。
2.如权利要求1所述的高耐盐雾腐蚀镀锌IF钢工业化生产方法，其特征在于：所述炼钢工序中转炉终点氧控制在400-500ppm，RH精炼工序吹氧量50-80Nm3，RH脱碳结束氧200-350ppm，铝损35-75ppm，所述连铸工序恒拉速0.8-1.6m/min，结晶器液面波动控制±5mm。
3.如权利要求1所述的高耐盐雾腐蚀镀锌IF钢工业化生产方法，其特征在于：所述热轧工序采用高速钢轧辊，轧辊凸度控制50-79μm，在炉时间180-196min，出炉温度控制在1210-1250℃。
4.如权利要求1或3所述的高耐盐雾腐蚀镀锌IF钢工业化生产方法，其特征在于：所述热轧工序除鳞水压力190-210bar，机架间冷却水质pH值控制在7-9，机架间冷却、轧辊冷却水以及层流冷却水水温20-32℃。
5.如权利要求1所述的高耐盐雾腐蚀镀锌IF钢工业化生产方法，其特征在于：所述镀锌工序中，炉鼻子露点设定范围-10~-20℃，锌液Al含量控制在0.24-0.26wt%之间。
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