CN113705895A - 一种热轧带钢表面氧化皮特性的预测方法 - Google Patents

一种热轧带钢表面氧化皮特性的预测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及冷轧薄板生产技术领域，且公开了一种热轧带钢表面氧化皮特性的预测方法，包括以下步骤：S1、通过热轧带钢的化学成分、终轧温度和卷取温度，计算当量氧化反应系数；S2、根据计算得到的当量氧化反应系数，计算氧化皮的厚度；S3、根据带钢的化学成分、卷取温度计算氧化皮特征系数；S4、根据上述计算出来的结果值给出拉矫破鳞建议；本发明可以预测不同钢种和轧制工艺条件下形成的氧化铁皮厚度和性能，为后续建立合适的酸洗工艺参数提供依据。

Description

一种热轧带钢表面氧化皮特性的预测方法
技术领域
本发明涉及冷轧薄板生产技术领域，具体为一种热轧带钢表面氧化皮特性的预测方法。
背景技术
冷轧薄板是一种重要的工业产品，广泛应用于汽车、家电、能源、建筑等领域，冷轧薄板是由热轧板带通过冷轧工艺生成，在冷轧板生产过程中，首先需要通过酸洗的方法将带钢表面的氧化皮去除，这样才能确保冷轧产品的表面质量，为有效去除热轧带钢表面的氧化皮，需要合适的酸洗工艺条件，而酸洗工艺条件的制定与热轧带钢表面的氧化特性有关。
热连轧过程中，由于带钢钢种不同，其元素组成和热连轧过程中表面温度变化复杂，使带钢表面氧化皮的结构和特性存在很大差异，在轧制过程中取样测试氧化皮均为最终结果，很难做到氧化皮结构和特性的连续跟踪，不能对拉矫和酸洗工艺参数做出有效的指导。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种热轧带钢表面氧化皮特性的预测方法，解决了上述背景技术中所存在的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种热轧带钢表面氧化皮特性的预测方法，包括以下步骤：
S1、通过带钢的化学成分、终轧温度和卷取温度，计算当量氧化反应系数；
S2、根据计算出的当量氧化反应系数，计算氧化皮的厚度；
S3、根据带钢的化学成分、卷取温度计算氧化皮特征系数；
S4、根据上述计算出来的结果值给出拉矫破鳞建议。
优选的，所述当量氧化反应系数的确定，考虑到热轧钢卷的成分复杂，模型中考虑对氧化铁皮厚度影响较大的合金元素为：C、Si、Al、Mn、S，这些元素中C、Si、Al对氧化铁皮的生成具有拟制作用，Mn、S元素与氧化和铁生成的氧化物和硫化物易使氧化铁皮增厚，为此定义当量氧化反应系数的计算式为：
Figure BDA0003236420670000021
式中：ni为元素在金属中的百分含量。
优选的，所述氧化皮厚度的预测，氧化皮厚度与终轧温度和卷取温度密切相关，对于固定轧机而言，终轧后到卷取的时间相对固定，卷取后氧化皮自然冷却，冷却过程中氧化皮不断增厚，因此将影响氧化皮增厚的温度因素确定为卷取温度，终轧温度以系数形式给出，氧化皮厚度计算式为：
Figure BDA0003236420670000022
式中：Tr为终轧温度，Tc为卷取温度。
优选的，所述氧化皮特征系数定义为：氧化皮特征系数表达氧化皮的致密性、氧化皮的力学性能和氧化皮的内应力，特征系数以1为界限，特征系数值大于1表明氧化皮结构致密，难以进行酸洗，酸洗过程中需要较大程度的拉矫破鳞，特征系数小于1，表明酸洗容易，酸洗过程可简单拉矫或无需拉矫。
优选的，所述氧化皮特征系数值的计算，氧化皮特征系数取决于钢种的化学成分和卷取温度，对氧化铁皮特性值影响较大的元素取Si、Al、Cr、Ni、Mn、S，其中Si、Al、Cr、Ni对特征系数值形成正影响，Mn、S对特征系数值形成负影响，卷取温度的增加，特征系数值也随之增加，其就计算公式为：
Figure BDA0003236420670000031
(三)有益效果
本发明提供了一种热轧带钢表面氧化皮特性的预测方法，具备以下有益效果：
本发明可以预测不同钢种和轧制工艺条件下形成的氧化铁皮厚度和性能，为后续建立合适的酸洗工艺参数提供依据。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明中实施例1中钢种截面的金相分析结果图；
图3为本发明中实施例2中钢种截面的金相分析结果图；
图4为本发明中实施例3中钢种截面的金相分析结果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供一种技术方案：一种热轧带钢表面氧化皮特性的预测方法，包括以下步骤：
S1、通过带钢的化学成分、终轧温度和卷取温度，计算当量氧化反应系数；
当量氧化反应系数的确定，考虑到热轧钢卷的成分复杂，模型中考虑对氧化铁皮厚度影响较大的合金元素为：C、Si、Al、Mn、S，这些元素中C、Si、Al对氧化铁皮的生成具有拟制作用，Mn、S元素与氧化和铁生成的氧化物和硫化物易使氧化铁皮增厚，为此定义当量氧化反应系数的计算式为：
Figure BDA0003236420670000041
式中：ni为元素在金属中的百分含量；
S2、根据计算得到的当量氧化反应系数，计算氧化皮的厚度；
氧化皮厚度的预测，氧化皮厚度与终轧温度和卷取温度密切相关，对于固定轧机而言，终轧后到卷取的时间相对固定，卷取后氧化皮自然冷却，冷却过程中氧化皮不断增厚，因此将影响氧化皮增厚的温度因素确定为卷取温度，终轧温度以系数形式给出，氧化皮厚度计算式为：
Figure BDA0003236420670000042
式中：Tr为终轧温度，Tc为卷取温度；
S3、根据带钢的化学成分、卷取温度计算氧化皮特征系数；
氧化皮特征系数定义为：氧化皮特征系数表达氧化皮的致密性、氧化皮的力学性能和氧化皮的内应力，特征系数以1为界限，特征系数值大于1表明氧化皮结构致密，难以进行酸洗，酸洗过程中需要较大程度的拉矫破鳞，特征系数小于1，表明酸洗容易，酸洗过程可简单拉矫或无需拉矫；
氧化皮特征系数值的计算，氧化皮特征系数取决于钢种的化学成分和卷取温度，对氧化铁皮特性值影响较大的元素取Si、Al、Cr、Ni、Mn、S，其中Si、Al、Cr、Ni对特征系数值形成正影响，Mn、S对特征系数值形成负影响，卷取温度的增加，特征系数值也随之增加，其就计算公式为：
Figure BDA0003236420670000043
S4、根据上述计算出来的结果值给出拉矫破鳞建议。
实施例1
对于终轧温度为980℃，卷取温度为640℃的结构钢，其化学成分如下表，根据本方法的预测，其表面氧化铁皮的厚度为6.86μm。
Al C Cr Mn S Si
0.042 0.011 0.031 0.142 0.008 0.035
图2为该钢种截面的金相分析结果，实测其表面的氧化皮厚度在5-7微米之间。
对该钢种表面的氧化皮特征值进行分析，其特性值为：0.855，该钢种的特征值小于1.0，易于酸洗，无需进行拉矫破鳞。
实施例2
对于终轧温度为1050℃，卷取温度为720℃的结构钢，其化学成分如下表，该钢种为高温卷取材料，根据本方法预测，其表面氧化铁皮的厚度为14.09μm。
Al C Cr Mn S Si
0.042 0.011 0.031 0.142 0.008 0.035
图3为该该钢种截面的金相分析结果，实测其表面的氧化皮厚度在13-15微米之间。
对该钢种表面的氧化皮特性值进行分析，其特性值为：1.22，该钢种的特征值大于1.0，难以酸洗，为提高酸洗速度，需要酸洗前进行拉矫破鳞。
实施例3
对于终轧温度为1050℃，卷取温度为720℃的结构钢，其化学成分如下表，该钢种为高温卷取材料，根据本方法预测，其表面氧化铁皮的厚度为10.48μm。
Al C Cr Mn S Si
0.042 0.011 0.031 0.722 0.008 2.130
图4为该钢种截面的金相分析结果，实测其表面的氧化皮厚度在10-13微米之间。
对该钢种表面的氧化皮特性进行分析，其特性值为：1.36，该钢种的特征值远大于1.0，非常难以酸洗，为提高酸洗速度，必须酸洗前进行拉矫破鳞。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种热轧带钢表面氧化皮特性的预测方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、通过带钢的化学成分、终轧温度和卷取温度，计算当量氧化反应系数；
S2、根据计算得到的当量氧化反应系数，计算氧化皮的厚度；
S3、根据带钢的化学成分、卷取温度计算氧化皮特征系数；
S4、根据上述计算出来的结果值给出拉矫破鳞建议。
2.根据权利要求1所述的一种热轧带钢表面氧化皮特性的预测方法，其特征在于：所述当量氧化反应系数的确定，考虑到热轧钢卷的成分复杂，模型中考虑对氧化铁皮厚度影响较大的合金元素为：C、Si、Al、Mn、S，这些元素中C、Si、Al对氧化铁皮的生成具有拟制作用，Mn、S元素与氧化和铁生成的氧化物和硫化物易使氧化铁皮增厚，为此定义当量氧化反应系数的计算式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
式中：ni为元素在金属中的百分含量。
3.根据权利要求2所述的一种热轧带钢表面氧化皮特性的预测方法，其特征在于：所述氧化皮厚度的预测，氧化皮厚度与终轧温度和卷取温度密切相关，对于固定轧机而言，终轧后到卷取的时间相对固定，卷取后氧化皮自然冷却，冷却过程中氧化皮不断增厚，因此将影响氧化皮增厚的温度因素确定为卷取温度，终轧温度以系数形式给出，氧化皮厚度计算式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
（μm）
式中：Tr为终轧温度，Tc为卷取温度。
4.根据权利要求1所述的一种热轧带钢表面氧化皮特性的预测方法，其特征在于：所述氧化皮特征系数定义为：氧化皮特征系数表达氧化皮的致密性、氧化皮的力学性能和氧化皮的内应力，特征系数以1为界限，特征系数值大于1表明氧化皮结构致密，难以进行酸洗，酸洗过程中需要较大程度的拉矫破鳞，特征系数小于1，表明酸洗容易，酸洗过程可简单拉矫或无需拉矫。
5.根据权利要求1所述的一种热轧带钢表面氧化皮特性的预测方法，其特征在于：所述氧化皮特征系数值的计算，氧化皮特征系数取决于钢种的化学成分和卷取温度，对氧化铁皮特性值影响较大的元素取Si、Al、Cr、Ni、Mn、S，其中Si、Al、Cr、Ni对特征系数值形成正影响，Mn、S对特征系数值形成负影响，卷取温度的增加，特征系数值也随之增加，其就计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
。
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