CN114749484A - 一种克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法，涉及热轧钢带制备技术领域，所述工艺方法包括：设计产品至少包括以下质量分数的成分：0.06％‑0.50％C、0.1％‑1.35％Si和0.01％‑0.025％P；将热装热送板坯在加热炉内加热至1190‑1260℃的出钢温度后出炉，且在炉时间范围包括100‑155min；将热装热送板坯粗轧成950‑1080℃的中间带坯，并进行精轧后得到带钢预产物，且精轧后的终轧温度范围包括860‑950℃；带钢预产物出所述精轧机组后直接进入水冷、空冷、水冷、空冷的冷却模式，并经卷取后得到直热装热轧钢带。本发明能够克服直热装热轧钢带表面红铁皮缺陷，且效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及热轧钢带制备技术领域，具体而言，涉及一种克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法。
背景技术
热轧产品因成分设计与过程控制不匹配，或者热轧过程控制不合理，从而在成品钢卷表面上易产生片状、带状，甚至整面覆盖着一层红锈，附着于钢板表面呈现暗红色，是热轧板带钢产线上“常见病”之一。该类产品经酸洗后，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。该缺陷严重降低钢产品酸洗效率，易造成酸洗线“欠酸洗”或“过酸洗”缺陷。该缺陷常见于含硅产品中，而Si是一种廉价的强化元素，部分产品因为红铁皮缺陷而不得不采用无硅设计，从而造成金属Mn等合金元素增加，提高了产品设计成本。另外，随着热装热送技术的推广应用，板坯采用直热装工艺进行装炉加热，板坯装炉温度不低于400℃，板坯表层状态与常规冷装相比发生了很大变化，氧化铁皮层致密，且板坯表层内氧化较冷坯加热时严重，更容易产生较严重的红铁皮缺陷。
现有技术中，一般有两种克服红铁皮缺陷的方法，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熔点温度以上进行除鳞，提高氧化铁皮清除效率，但上述方法对产品适应性不强，对实际操作的指导性不强，且解决表面红铁皮缺陷的效果并不显著。
发明内容
本发明解决的问题是现有技术中克服钢带表面红铁皮缺陷的方法，对产品适应性不强，对实际操作的指导性不强，且解决表面红铁皮缺陷的效果并不显著中的至少一个方面。
为解决上述问题，本发明提供一种克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法，包括如下步骤：
步骤S1，产品设计，产品至少包括以下质量分数的成分：0.06％-0.50％C、0.1％-1.35％Si和0.01％-0.025％P
步骤S2，板坯加热，将热装热送板坯在加热炉内加热至1190-1260℃的出钢温度后出炉，且所述热装热送板坯的在炉时间范围包括100-155min；
步骤S3，粗轧和精轧，将所述热装热送板坯粗轧成中间带坯，并进入精轧机组进行精轧后，得到带钢预产物，且所述中间带坯的温度范围包括950-1080℃，所述精轧后的终轧温度范围包括860-950℃；
步骤S4，轧后冷却，所述带钢预产物出所述精轧机组后直接进入水冷、空冷、水冷、空冷的冷却模式，并经卷取后得到直热装热轧钢带。
可选地，步骤S2中，所述加热炉均热段的残氧含量范围包括0.5-3％。
可选地，步骤S2中，所述加热炉中混合煤气中SO2的含量不大于200mg/m3。
可选地，步骤S2中，所述出钢温度为所述热装热送板坯上表面的温度，且所述热装热送板坯下表面的温度低于所述热装热送板坯上表面的温度20-25℃。
可选地，步骤S3中，所述将所述热装热送板坯粗轧成中间带坯，包括：将所述热装热送板坯进行6道次粗轧，在所述粗轧过程中，粗轧机的机架除鳞不少于3次，且最后一道次粗轧前进行一次所述机架除鳞。
可选地，所述机架除磷过程中，除鳞水的压力范围包括18-23MPa。
可选地，步骤S3中，所述精轧的过程中，除鳞箱中除鳞水的压力范围包括20-23MPa，且所述中间带坯通过除鳞点的速度不大于1.0m/s。
可选地，步骤S3中，所述精轧的过程中，在所述精轧机组内使用机架间冷却水，且水量范围包括0-1000L/min。
可选地，步骤S4中，所述卷取前的平均冷却速度不小于10℃/s。
可选地，步骤S4中，所述卷取的温度范围包括475-700℃。
本发明所述的克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法相较于现有技术的优势在于，本发明中，克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法通过优化热轧工艺来改善钢带表面红铁皮缺陷，适用于各类含硅钢产品，能有效克服了热装热送工艺带来的红铁皮缺陷，且效果显著。同时，本工艺方法能够充分使用廉价的Si元素进行强化，降低成本，且缩短了在炉时间，提高了热轧效率。
附图说明
图1为本发明实施例中克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法流程图；
图2为应用本发明实施例中克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法改善中硅结构钢产品红铁皮缺陷的效果图；
图3为应用本发明实施例中克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法与常规技术改善中硅结构钢产品红铁皮缺陷的效果对比图一；
图4为应用本发明实施例中克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法与常规技术改善中硅结构钢产品红铁皮缺陷的效果对比图二；
图5为应用本发明实施例中克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法与常规技术改善中硅结构钢产品红铁皮缺陷的效果对比图三；
图6为应用本发明实施例中克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法与常规技术改善中硅结构钢产品红铁皮缺陷的效果对比图四；
图7为应用本发明实施例中克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法与常规技术改善中硅结构钢产品红铁皮缺陷的效果对比图五。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、详尽地描述。
术语“一些实施例”的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
如图1所示，本发明实施例提供一种克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法，包括如下步骤：
步骤S1，产品设计，产品至少包括以下质量分数的成分：0.06％-0.50％C、0.1％-1.35％Si和0.01％-0.025％P；
步骤S2，板坯加热，将热装热送板坯在加热炉内加热至1190-1260℃的出钢温度后出炉，且所述热装热送板坯的在炉时间范围包括100-155min；
步骤S3，粗轧和精轧，将所述热装热送板坯粗轧成中间带坯，并进入精轧机组进行精轧后，得到带钢预产物，且所述中间带坯的温度范围包括950-1080℃，所述精轧后的终轧温度范围包括860-950℃；
步骤S4，轧后冷却，所述带钢预产物出所述精轧机组后直接进入水冷、空冷、水冷、空冷的冷却模式，并经卷取后得到直热装热轧钢带。
本实施例中，产品成分设计时Si设计范围较宽，可达到1.35％，充分发挥Si在钢中的强化作用，避免了为克服带钢表面红铁皮缺陷而刻意把Si的含量降低在0.12％以下，而增加其他较贵金属的使用量，从而降低了产品的设计成本。
在一些实施例中，产品还包括0.45％-1％Cr和/或0.34％-1％Mo，以满足钢带产品的特殊需求。
需要说明的是，本实施例中热装热送板坯在加热过程中，其中的Si元素会向表面进行富集，形成致密的Fe2SiO4层，而Fe2SiO4层内侧基体的氧化反应速度大幅降低，从而阻止基体进一步氧化。然而Fe2SiO4层有较强的钉扎作用，易造成FeO残留进而生成红铁皮。为了克服红铁皮缺陷，需要彻底清除掉Fe2SiO4层，如果该层Fe2SiO4未能彻底清除，则在带钢表面上形成较厚的红铁皮缺陷；而当Fe2SiO4在液态时，钉扎作用较弱，使用高压水进行除鳞，能够较彻底地清除掉该Fe2SiO4层，使得内氧化层彻底暴露，在随后的过程中进行清除，从而避免二次表面红铁皮缺陷的产生。而热装热送板坯的温度均高于400℃，没有冷装板坯表面氧化铁皮在冷却过程破碎、氧化相对充分的过程，板坯表面氧化铁皮比较致密，且板坯内氧化程度较冷装板坯严重，加热后板坯的氧化铁皮不易清除。
为此，本实施例中热装热送板坯除鳞时的表面温度不低于1175℃。结合粗轧扣翘头控制，所述热装热送板坯下表面的温度低于所述热装热送板坯上表面的温度20-25℃。而考虑板坯内部的传热与热量的损失，优选的热装热送板坯上表面出钢温度范围为1190-1260℃，具体钢种的出钢温度则跟据加热炉到除鳞箱的距离、温降模型和钢种的特殊特性确定。
另外，在保证板坯加热温度均匀性的条件下，热装热送板坯在炉时间越短越好，因此，本实施例中，热装热送板坯的在炉时间范围包括100-155min，具体在炉时间可根据热装热送板坯中各成分含量进行相应的调整。
在一些实施例中，步骤S2中，所述加热炉均热段的残氧含量范围包括0.5-3％。由此，使加热炉内气氛处于弱还原性，减轻热装热送板坯的高温氧化。
在一些实施例中，步骤S2中，所述加热炉中混合煤气中SO2的含量不大于200mg/m3。能够有效防止FeS在热装热送板坯表面聚集，形成致密氧化铁皮层，增加除鳞难度。
在一些实施例中，步骤S3中，所述将所述热装热送板坯粗轧成中间带坯，包括：将所述热装热送板坯进行6道次粗轧，在所述粗轧过程中，粗轧机的机架除鳞不少于3次，且最后一道次粗轧前进行一次所述机架除鳞，以去除铁橄榄石的钉扎作用以及直热装板坯形成相对致密的氧化层影响。
在一些实施例中，所述机架除鳞以及粗轧除鳞箱除鳞过程中，除鳞水的压力范围包括18-23MPa，以保证除鳞水的打击力，使得除鳞效果更好。
可选地，步骤S3中，所述精轧经7道次精轧，且在精轧的过程中，除鳞箱上表面随着带坯厚度的不同而使得因除鳞距离的变化而影响除鳞水打击力度，因此，除鳞箱中除鳞水的压力范围包括20-23MPa，且所述中间带坯通过除鳞点的速度不大于1.0m/s。
另外，步骤S3中，所述精轧的过程中，在所述精轧机组内使用机架间冷却水，且水量范围包括0-1000L/min，以控制中间带坯的温度，同时保证较高的轧制速度，缩短带钢高温段时间。
还需要说明的是，860℃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，而低于该温度，则易生成表面浮锈状3次红铁皮缺陷，因此，本实施例中，精轧后的终轧温度范围包括860-950℃，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。
可选地，步骤S4中，所述卷取前的平均冷却速度不小于10℃/s。能够迅速降低带钢表面温度，缩短带钢在并有利于减薄氧化铁皮层厚度。
可选地，步骤S4中，所述卷取的温度范围包括475-700℃，使得轧制效果更好。
由此，本实施例中，高终轧温度、快速轧制以及快速冷却能够有效避免二次、三次红铁皮缺陷产生。
因此，本实施例中，克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法能够充分使用廉价的Si元素进行强化，降低成本，且缩短了在炉时间，提高了热轧效率。同时，通过优化热轧工艺来改善钢带表面红铁皮缺陷，适用于各类含硅钢产品，能有效克服了热装热送工艺带来的红铁皮缺陷，且效果显著。如图2所示，以中硅结构钢产品为例，采用本实施例中克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法前实践产线全年红铁皮降级改判累计2000余吨，采用本实施例中克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法后全年累计改判仅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。另外，本实施例中克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法已广泛应用于碳素结构钢、低合金结构钢、汽车用钢、中高碳合金钢等多种产品，且在各类成分体系的产品中均表现出良好的控制效果，产线的红铁皮缺陷改判率连年下降，累计降幅高达90％。
实施例1
本实施例提供一种克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法，包括如下步骤：
步骤1，产品Q235B，产品包括以下质量分数的成分：0.16％C、0.2％Si和0.018％P；
步骤2，板坯加热，将初始温度590℃的热装热送板坯在加热炉内加热至1210℃的出钢温度后出炉，且所述热装热送板坯的在炉时间116min；
步骤3，粗轧和精轧，将所述热装热送板坯粗轧成中间带坯，并进入精轧机组进行精轧后，得到带钢预产物，且所述中间带坯的温度范围包括950-1080℃，所述精轧后的终轧温度为870-895℃，粗轧、精轧机架除鳞压力18-23MPa，精轧除鳞速度0.85m/s；
步骤4，扎后冷却，所述带钢预产物出所述精轧机组后直接进入水冷、空冷、水冷、空冷的冷却模式，平均冷却速度20.6℃/s，并经卷取后得到直热装热轧钢带。
如图3所示，其中左侧为应用本实施例中克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法制备直热装热轧钢带的表面检测仪拍摄的图片，右侧为应用常规技术制备直热装热轧钢带表面检测仪拍摄的图片，由图中可以看出，应用本实施例中克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法相对于常规技术改善中硅结构钢产品红铁皮缺陷的效果显著。
实施例2
本实施例提供一种克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法与实施例1的区别如下：
产品Q355B，成分：0.16％C、0.25％Si和0.018％P；
相关工艺参数：板坯初始温度620℃，在炉时间138min，出钢温度1220℃，粗轧、精轧机架除除鳞压力18-23MPa，除鳞速度0.8m/s，终轧温度865-889℃，卷取温度590℃，平均冷却速度19.5℃/s。
如图4所示，其中左侧为应用本实施例中克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法制备直热装热轧钢带的表面检测仪拍摄的图片，右侧为应用常规技术制备直热装热轧钢带的表面检测仪拍摄的图片，由图中可以看出，应用本实施例中克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法相对于常规技术改善中硅结构钢产品红铁皮缺陷的效果显著。
实施例3
本实施例提供一种克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法与实施例1的区别如下：
产品510L，成分：0.08％C、0.2％Si和0.01％P；
相关工艺参数：板坯初始温度520℃，在炉时间130min，出钢温度1220℃，除鳞压力18-23MPa，除鳞速度0.85m/s，终轧温度860-885℃，卷取温度610℃，冷却速度平均18.6℃/s。
如图5所示，其中左侧为应用本实施例中克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法制备直热装热轧钢带的表面检测仪拍摄的图片，右侧为应用常规技术制备直热装热轧钢带的表面检测仪拍摄的图片，由图中可以看出，应用本实施例中克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法相对于常规技术改善中硅结构钢产品红铁皮缺陷的效果显著。
实施例4
本实施例提供一种克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法与实施例1的区别如下：
产品40Cr，成分：0.4％C、0.25％Si、0.015％P和1％Cr；
相关工艺参数：板坯初始温度680℃，在炉时间130min，出钢温度1220℃，除鳞压力18-23MPa，除鳞速度0.85m/s，终轧温度900℃，卷取温度630℃，冷却速度21.5℃/s。
如图6所示，其中左侧为应用本实施例中克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法制备直热装热轧钢带的表面检测仪拍摄的图片，右侧为应用常规技术制备直热装热轧钢带的表面检测仪拍摄的图片，由图中可以看出，应用本实施例中克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法相对于常规技术改善中硅结构钢产品红铁皮缺陷的效果显著。
实施例5
本实施例提供一种克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法与实施例1的区别如下：
产品DP600，成分：0.06％C、1.25％Si、0.01％P、0.45％Cr和0.34％Mo；
相关工艺参数：板坯初始温度620℃，在炉时间155min，出钢温度1230℃，除鳞压力18-23MPa，除鳞速度≤0.80m/s，终轧温度860-895℃，卷取温度580℃，冷却速度19.6℃/s。
如图7所示，其中左侧为应用本实施例中克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法制备直热装热轧钢带的表面检测仪拍摄的图片，右侧为应用常规技术制备直热装热轧钢带的表面检测仪拍摄的图片，由图中可以看出，应用本实施例中克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法相对于常规技术改善中硅结构钢产品红铁皮缺陷的效果显著。
虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，产品设计，产品至少包括以下质量分数的成分：0.06％-0.50％C、0.1％-1.35％Si和0.01％-0.025％P；
步骤S2，板坯加热，将热装热送板坯在加热炉内加热至1190-1260℃的出钢温度后出炉，且所述热装热送板坯的在炉时间范围包括100-155min；
步骤S3，粗轧和精轧，将所述热装热送板坯粗轧成中间带坯，并进入精轧机组进行精轧后，得到带钢预产物，且所述中间带坯的温度范围包括950-1080℃，所述精轧后的终轧温度范围包括860-950℃；
步骤S4，轧后冷却，所述带钢预产物出所述精轧机组后直接进入水冷、空冷、水冷、空冷的冷却模式，并经卷取后得到直热装热轧钢带。
2.根据权利要求1所述的克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法，其特征在于，步骤S2中，所述加热炉均热段的残氧含量范围包括0.5-3％。
3.根据权利要求1所述的克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法，其特征在于，步骤S2中，所述加热炉中混合煤气中SO2的含量不大于200mg/m3。
4.根据权利要求1所述的克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法，其特征在于，步骤S2中，所述出钢温度为所述热装热送板坯上表面的温度，且所述热装热送板坯下表面的温度低于所述热装热送板坯上表面的温度20-25℃。
5.根据权利要求1所述的克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法，其特征在于，步骤S3中，所述将所述热装热送板坯粗轧成中间带坯，包括：将所述热装热送板坯进行6道次粗轧，在所述粗轧过程中，粗轧机的机架除鳞不少于3次，且最后一道次粗轧前进行一次所述机架除鳞。
6.根据权利要求5所述的克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法，其特征在于，所述机架除鳞过程中，除鳞水的压力范围包括18-23MPa。
7.根据权利要求1所述的克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法，其特征在于，步骤S3中，所述精轧的过程中，除鳞箱中除鳞水的压力范围包括20-23MPa，且所述中间带坯通过除鳞点的速度不大于1.0m/s。
8.根据权利要求1所述的克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法，其特征在于，步骤S3中，所述精轧的过程中，在所述精轧机组内使用机架间冷却水，且水量范围包括0-1000L/min。
9.根据权利要求1所述的克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法，其特征在于，步骤S4中，所述卷取前的平均冷却速度不小于10℃/s。
10.根据权利要求1所述的克服直热装热轧钢带表面红铁皮的方法，其特征在于，步骤S4中，所述卷取的温度范围包括475-700℃。
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