CN113106372B - 一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法 - Google Patents

一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法，根据带钢厚度，控制带钢入铝硅锅前的温度、铝硅液温度、铝硅液成分和带钢从出铝硅锅至入水淬槽前的冷却速率。该方法可获得理想尺寸的铝硅晶花，且晶花均匀性更好，有利于提升后续涂装处理工序中的产品质量。

Description

一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法
技术领域
本发明涉及冷成形用低碳钢在热浸镀铝硅生产过程中的镀层控制方法。
背景技术
目前应用最广泛的热浸镀产品为镀锌钢带，随着家电、汽车等行业的不断发展，产品品质的飞速提升，企业在生产过程中对原料的质量提出更高要求，对带钢耐蚀性愈发的关注。镀锌钢带自身耐蚀性、耐热性的局限性，逐渐不能满足客户日益升高的需求，因而铝硅镀层逐渐被开发，并得到快速发展。
目前用于热成型的铝硅镀层研究较深入，冷成型用的生产和使用方面的研究较少，冷成型产品的镀层在冷却过程中，往往由于冷却速率控制的不合理或不稳定，导致镀层中富铝相和富硅相的形核和生产的动力学及持续时间差异较大，晶花尺寸不合适，且同一板面上晶花有大有小，均匀性较差，为后续涂装处理等造成不利影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法，通过该方法获得的铝硅镀层具有理想的晶花尺寸，且晶花均匀性更好。
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法，其包括：根据带钢厚度，控制带钢入铝硅锅前的温度、铝硅液温度、铝硅液成分和带钢从出铝硅锅至入水淬槽前的冷却速率。
本发明所述的一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法，其中，所述带钢入铝硅锅前的温度控制如下：
当带钢厚度≤0.6mm时，带钢入铝硅锅前的温度控制在670-680℃；
当0.6mm＜带钢厚度≤2.0mm时，带钢入铝硅锅前的温度控制在660-670℃；
当带钢厚度＞2.0mm时，带钢入铝硅锅前的温度控制在650-660℃。
本发明所述的一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法，其中，所述铝硅液温度控制如下：
当带钢厚度≤0.6mm时，铝硅液温度控制在660-665℃；
当0.6mm＜带钢厚度≤2.0mm时，铝硅液温度控制在655-660℃；
当带钢厚度＞2.0mm时，铝硅液温度控制在650-655℃。
本发明所述的一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法，其中，所述带钢从出铝硅锅至入水淬槽前各温度段的冷却速率控制如下：
（1）带钢厚度≤0.6mm
带钢温度在610℃以上时，冷却速率为8～14℃/s；
带钢温度在610℃-300℃之间，冷却速率为25-35℃/s；
带钢温度在300℃至入水淬槽前，冷却速率为15-25℃/s。
（2）0.6mm＜带钢厚度≤2.0mm
带钢温度在610℃以上时，冷却速率为8-14℃/s；
带钢温度在610℃-300℃之间，冷却速率为35-45℃/s；
带钢温度在300℃至带钢入水淬槽前，冷却速率为15-25℃/s。
（3）带钢厚度＞2.0mm
带钢温度在610℃以上时，冷却速率为10～16℃/s；
带钢温度在610℃～300℃之间，冷却速率为45-50℃/s；
带钢温度在300℃至带钢入水淬槽之间，冷却速率为10-20℃/s。
不同带钢厚度由于生产运行速度不同，以及带钢自身携带的内热不同，各段的冷却速率控制存在一定差异。
带钢在出铝硅锅后至610℃之间时，铝硅镀层处在液体状态，流动性较强，此时风机的风速应适当较小，防止风速过大导致液态镀层被吹出波纹状缺陷，带钢在610℃以下，镀层开始形核并长大，较高的冷却速率为铝硅镀层提供充分的形核和生长动力，所以严格控制该温度范围内的冷却速率可实现对铝硅晶花尺寸的精确控制，另外，该阶段形核数量较多，各晶花生长时间基本一致，保证了晶花的均匀性。300℃以下的温度，冷却速率主要影响带钢在空气中的氧化，从而影响带钢表面颜色，合理的冷却速率为防止带钢出现色差气刀积极作用。
镀后冷却风机出入口均布置高温计，用于检测带钢温度，从而控制带钢各阶段的冷却速率。
本发明所述的一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法，其中，所述铝硅液的成分如下：Al的质量分数为88-90 %，Si质量分数为8.5-9.5 %，其余为Fe，其他元素含量小于0.2%。铝硅液成分的不同影响着铝硅相图的变化，决定着各阶段温度的差异，因此需对铝硅液的成分进行控制。
本发明所述一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法，其中，所述带钢入水淬槽温度为60-80℃。
本发明所述的一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法，其中：所述带钢的材质为低碳钢DX51D+AS。
本发明所述所述的一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法，其中：所述铝硅镀层重量在80-250g/m2。
本发明采用氮气为气刀的气体介质，气体温度为室温。
发明效果：
尺寸大小不均的晶花，使得带钢表面凹凸不平，较大的晶花会因过度生长而凸出，这会使得带钢在涂装之后，无法完全覆盖凸出的高点而呈现手感或外挂差异。另外，凸点也易最为镀层腐蚀的起点，影响带钢耐蚀性。本发明通过分规格控制热浸镀工艺参数及分阶段控制冷却速度的方式控制铝硅镀层表面晶花，其实尺寸控制在较细小范围之内，减小各晶花之间尺寸的差异性，提升均匀性。晶花尺寸的控制和改善，可提升外观质量，提升带钢涂装性和耐蚀性。
具体实施方式
实施例1
一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法，具体如下：
本实施例带钢牌号DX51D+AS，规格0.8*1250mm，镀层重量120g/m2，带钢入铝硅锅温度670℃，铝硅液温度660℃，铝硅液成分为：Al的质量分数为88.9%，Si质量分数为8.72%，其余为Fe，带钢出铝硅锅至610℃之间的冷却速率为10.5℃/s，带钢温度在610℃～300℃的冷却速率为35.1℃/s，带钢温度在300℃至入水淬槽前的冷却速率为15.3℃/s，带钢入水淬槽温度为78℃。
最终产品表面晶花尺寸为4.5-5.2mm，任意位置的Φ50mm的圈内含有98-105个晶花。
实施例2
一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法，具体如下：
本实施例带钢牌号DX51D+AS，规格0.6*1180,mm，镀层重量120g/m2，带钢入铝硅锅温度680℃，铝硅液温度662℃，铝硅液成分为：Al的质量分数为88.2%，Si质量分数为9.4 %，其余为Fe，带钢出铝硅锅至610℃之间的冷却速率为13.9℃/s，带钢温度在610℃-300℃的冷却速率为30.4℃/s，带钢温度在300℃至入水淬槽前的冷却速率为18.3℃/s，带钢入水淬槽温度为75℃。
最终产品表面晶花尺寸为6.3-7.0mm，任意位置的Φ50mm的圈内含有58-64个晶花。
实施例3
一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法，具体如下：
本实施例带钢牌号DX51D+AS，规格1.5*1310,mm，镀层重量100g/m2，带钢入铝硅锅温度665℃，铝硅液温度658℃，铝硅液成分为：Al的质量分数为89.7%，Si质量分数为8.63%，其余为Fe，带钢出铝硅锅至610℃之间的冷却速率为12℃/s，带钢温度在610℃-300℃的冷却速率为44.3℃/s，带钢温度在300℃至入水淬槽前的冷却速率为19.3℃/s，带钢入水淬槽温度为66℃。
最终产品表面晶花尺寸为4.9-5.5mm，任意位置的Φ50mm的圈内含有93-100个晶花。
实施例4
一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法，具体如下：
本实施例带钢牌号DX51D+AS，规格2.5*1270,mm，镀层重量150g/m2，带钢入铝硅锅温度657℃，铝硅液温度652℃，铝硅液成分为：Al的质量分数为89.5%，Si质量分数为8.80%，其余为Fe，带钢出铝硅锅至610℃之间的冷却速率为10.2℃/s，带钢温度在610℃-300℃的冷却速率为48.6℃/s，带钢温度在300℃至入水淬槽前的冷却速率为14.4℃/s，带钢入水淬槽温度为78℃。
最终产品表面晶花尺寸为5.8-6.4mm，任意位置的Φ50mm的圈内含有65-72个晶花。
实施例5
一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法，具体如下：
本实施例带钢牌号DX51D+AS，规格1.75*1160,mm，镀层重量120g/m2，带钢入铝硅锅温度666℃，铝硅液温度657℃，铝硅液成分为：Al的质量分数为88.5%，Si质量分数为9.21%，其余为Fe，带钢出铝硅锅至610℃之间的冷却速率为13.8℃/s，带钢温度在610℃-300℃的冷却速率为38.9℃/s，带钢温度在300℃至入水淬槽前的冷却速率为24.7℃/s，带钢入水淬槽温度为80℃。
最终产品表面晶花尺寸为4.5-5.4mm，任意位置的Φ50mm的圈内含有93-104个晶花。
实施例6
一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法，具体如下：
本实施例带钢牌号DX51D+AS，规格0.55*1215,mm，镀层重量180g/m2，带钢入铝硅锅温度675℃，铝硅液温度661℃，铝硅液成分为：Al的质量分数为89.7%，Si质量分数为8.63%，其余为Fe，带钢出铝硅锅至610℃之间的冷却速率为12.4℃/s，带钢温度在610℃-300℃的冷却速率为34.2℃/s，带钢温度在300℃至入水淬槽前的冷却速率为24.8℃/s，带钢入水淬槽温度为73℃。
最终产品表面晶花尺寸为6.2-6.8mm，任意位置的Φ50mm的圈内含有60-66个晶花。
实施例7
一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法,具体如下：
本实施例带钢牌号DX51D+AS，规格2.0*1250,mm，镀层重量120g/m2，带钢入铝硅锅温度661℃，铝硅液温度655℃，铝硅液成分为：Al的质量分数为88.5%，Si质量分数为8.93%，其余为Fe，带钢出铝硅锅至610℃之间的冷却速率为8.1℃/s，带钢温度在610℃-300℃的冷却速率为42.6℃/s，带钢温度在300℃至入水淬槽前的冷却速率为21.8℃/s，带钢入水淬槽温度为64℃。
最终产品表面晶花尺寸为5.1-5.6mm，任意位置的Φ50mm的圈内含有84-92个晶花。
实施例8
一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法，具体如下：
本实施例带钢牌号DX51D+AS，规格2.25*1280,mm，镀层重量150g/m2，带钢入铝硅锅温度650℃，铝硅液温度650℃，带钢出铝硅锅至610℃之间的冷却速率为12.3℃/s，带钢温度在610℃-300℃的冷却速率为49.7℃/s，带钢温度在300℃至入水淬槽前的冷却速率为19.8℃/s，带钢入水淬槽温度为71℃。
最终产品表面晶花尺寸为4.8-5.5mm，任意位置的Φ50mm的圈内含有93-100个晶花。
实施例9
一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法，具体如下：
本实施例带钢牌号DX51D+AS，规格2.75*1200mm，镀层重量100g/m2，带钢入铝硅锅温度659℃，铝硅液温度655℃，带钢出铝硅锅至610℃之间的冷却速率为15.9℃/s，带钢温度在610℃-300℃的冷却速率为45.3℃/s，带钢温度在300℃至入水淬槽前的冷却速率为10.2℃/s，带钢入水淬槽温度为77℃。
最终产品表面晶花尺寸为5.3-5.9mm，任意位置的Φ50mm的圈内含有 81-90个晶花。
实施例10
一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法，具体如下：
本实施例带钢牌号DX51D+AS，规格0.4* 1050 mm，镀层重量 80 g/m2，带钢入铝硅锅温度673℃，铝硅液温度665℃，带钢出铝硅锅至610℃之间的冷却速率为8.6℃/s，带钢温度在610℃-300℃的冷却速率为33.7℃/s，带钢温度在300℃至入水淬槽前的冷却速率为15.4℃/s，带钢入水淬槽温度为66℃。
最终产品表面晶花尺寸为4.5-5.1mm，任意位置的Φ50mm的圈内含有98-104个晶花。

Claims (3)

1.一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法，其特征在于，所述方法包括：根据带钢厚度，控制带钢入铝硅锅前的温度、铝硅液温度、铝硅液成分和带钢从出铝硅锅至入水淬槽前的冷却速率；
所述带钢从出铝硅锅至入水淬槽前的冷却速率控制如下：
（1）带钢厚度≤0.6mm
带钢温度在610℃以上时，冷却速率为8～14℃/s；
带钢温度在610℃-300℃之间，冷却速率为25-35℃/s；
带钢温度在300℃至入水淬槽前，冷却速率为15-25℃/s；
（2）0.6mm＜带钢厚度≤2.0mm
带钢温度在610℃以上时，冷却速率为8-14℃/s；
带钢温度在610℃-300℃之间，冷却速率为35-45℃/s；
带钢温度在300℃至带钢入水淬槽前，冷却速率为15-25℃/s；
（3）带钢厚度＞2.0mm
带钢温度在610℃以上时，冷却速率为10～16℃/s；
带钢温度在610℃～300℃之间，冷却速率为45-50℃/s；
带钢温度在300℃至带钢入水淬槽之间，冷却速率为10-20℃/s；
所述带钢入铝硅锅前的温度控制如下：
当带钢厚度≤0.6mm时，带钢入铝硅锅前的温度控制在670-680℃；
当0.6mm＜带钢厚度≤2.0mm时，带钢入铝硅锅前的温度控制在660-670℃；
当带钢厚度＞2.0mm时，带钢入铝硅锅前的温度控制在650-660℃；
所述铝硅液温度控制如下：
当带钢厚度≤0.6mm时，铝硅液温度控制在660-665℃；
当0.6mm＜带钢厚度≤2.0mm时，铝硅液温度控制在655-660℃；
当带钢厚度＞2.0mm时，铝硅液温度控制在650-655℃；
所述铝硅液的成分如下：Al的质量分数为88-90 %，Si质量分数为8.5-9.5 %，其余为Fe；
所述带钢的材质为低碳钢DX51D+AS。
2.根据权利要求书1所述一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法，其特征在于，所述带钢入水淬槽温度为60-80℃。
3.根据权利要求书1或2所述的一种控制冷成型钢带铝硅镀层晶花的方法，其特征在于：所述铝硅镀层重量在80-250g/m2。
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