CN116475237A - 一种热轧盘条表面氧化铁皮的控制方法及热轧盘条 - Google Patents

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CN116475237A CN202310527228.5A CN202310527228A CN116475237A CN 116475237 A CN116475237 A CN 116475237A CN 202310527228 A CN202310527228 A CN 202310527228A CN 116475237 A CN116475237 A CN 116475237A
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黄新峰
张全庆
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Abstract

本发明属于钢铁轧制技术领域，具体涉及一种热轧盘条表面氧化铁皮的控制方法及热轧盘条，方法包括：钢水经转炉冶炼、精炼和连铸后，获得铸坯；对铸坯进行加热和除鳞；对除鳞后的铸坯进行控轧控冷轧制处理，获得盘条；控轧控冷轧制处理包括：粗轧、中轧、精轧、吐丝和辊道冷却；精轧前进行第一预冷处理；吐丝前进行第二预冷处理，吐丝温度为850℃‑900℃；辊道冷却依次包括第一冷却处理和第二冷却处理，第一冷却处理的辊道速度为0.7m/s‑1.1m/s，冷却速率为3℃/s‑5℃/s，终冷温度为740℃‑780℃，第二冷却处理的辊道速度为0.8m/s‑1.3m/s，冷却速率为1℃/s‑3℃/s，终冷温度为560℃‑600℃。本发明在盘条表面形成了不易自动脱落的，但在机械剥壳过程中易脱落的、疏松的氧化铁皮结构。

Description

一种热轧盘条表面氧化铁皮的控制方法及热轧盘条
技术领域
本发明涉及钢铁轧制技术领域，具体涉及一种热轧盘条表面氧化铁皮的控制方法及热轧盘条。
背景技术
热轧盘条主要用来制作汽车座椅钢丝、沙发蛇簧、电脑托架等产品。热轧盘条经机械剥壳、酸洗槽酸洗、拉拔成钢丝，经下游厂家抛光、电镀后制作成成品。热轧盘条表面的氧化铁皮层将会影响钢丝和成品的质量，一方面氧化铁皮层在热轧盘条存放和运输过程中可能会发生自动脱落，不仅起不到保护盘条基体的作用，反而裸露的金属基体与空气中的氧、水汽发生反应，生成红色的三氧化二铁，三氧化二铁在酸洗槽酸洗过程中不容易去除，影响钢丝和成品的质量。另一方面，氧化铁皮层在机械剥壳过程中可能不容易被去除，剩余的氧化铁皮留在盘条表面，经酸洗槽酸洗、拉拔后会在钢丝表面形成针眼缺陷的小黑点，影响钢丝和成品的质量。
针对此，本领域亟需一种热轧盘条表面氧化铁皮的控制方法，在盘条表面形成不易自动脱落的，且在机械剥壳过程中容易去除的氧化铁皮层。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的氧化铁皮在存放和运输过程中容易自动脱落，形成的三氧化二铁难以通过酸洗去除，以及氧化铁皮难以通过机械剥壳去除的缺陷，提供一种热轧盘条表面氧化铁皮的控制方法及热轧盘条，该方法通过控制热轧盘条表面的氧化铁皮厚度和组成，从而在盘条表面形成不易自动脱落的，但在机械剥壳过程中易脱落的、疏松的氧化铁皮结构。
为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种热轧盘条表面氧化铁皮的控制方法，所述方法包括：
钢水经转炉冶炼、精炼和连铸处理后，获得铸坯；
对所述铸坯进行加热和除鳞处理；
对所述除鳞处理后的铸坯进行控轧控冷轧制处理，获得盘条；所述控轧控冷轧制处理包括：粗轧、中轧、精轧、吐丝和辊道冷却；
其中，所述精轧前进行第一预冷处理；
其中，所述吐丝前进行第二预冷处理，所述吐丝的条件包括：吐丝温度为850℃-900℃；
其中，所述辊道冷却的辊道速度为0.7m/s-1.3m/s，所述辊道冷却依次包括第一冷却处理和第二冷却处理，所述第一冷却处理的条件包括：辊道速度为0.7m/s-1.1m/s，冷却速率为3℃/s-5℃/s，终冷温度为740℃-780℃，所述第二冷却处理的条件包括：辊道速度为0.8m/s-1.3m/s，冷却速率为1℃/s-3℃/s，终冷温度为560℃-600℃。
在一些优选实施方式中，所述第一预冷处理的条件包括：冷却速率为20℃/s～30℃/s；和/或，所述精轧的条件包括：精轧温度为820℃～860℃。
在一些优选实施方式中，所述第二预冷处理的条件包括：冷却速率为25℃/s～35℃/s，和/或，所述吐丝温度为860℃～890℃。
在一些优选实施方式中，所述加热的条件包括：加热段温度为1020℃～1100℃，均热段温度为1060℃～1100℃，铸坯在加热段和均热段的总加热时间控制在70min～90min。
在一些优选实施方式中，通过所述转炉冶炼、精炼和连铸处理，控制所述铸坯的化学成分以重量百分比计包括：C：0.17％～0.23％，Si：0.17％～0.30％，Mn：0.40％～0.60％，N≤0.007％、P≤0.020％，S≤0.020％，Cr≤0.10％，Ni≤0.15％，Cu≤0.15％，Alt≤0.006％，其余为铁和不可避免的杂质。
优选地，所述转炉冶炼包括，所述转炉的总出钢量为P吨，在转炉出钢P/4吨至P/3吨之间，向钢水中加入铝块，根据转炉终点碳含量调控所述铝块的加入量，所述终点碳含量≥0.08％，所述铝块的加入量0.60kg/t-0.70kg/t。
优选地，所述精炼包括LF精炼，所述LF精炼包括，依次加入石灰和萤石，通过埋弧升温处理熔渣后，加入硅钙粉脱氧剂造白渣。
第二方面，本发明提供了一种热轧盘条，其表面具有第一方面所述的控制方法获得的氧化铁皮，所述氧化铁皮的厚度为12μm～21μm；
其中，所述氧化铁皮包括内层氧化铁皮和外层氧化铁皮，以所述氧化铁皮的厚度为基准，所述内层氧化铁皮厚度的占比为70％～80％，所述外层氧化铁皮厚度的占比为20％～30％，所述内层氧化铁皮包括FeO，所述外层氧化铁皮包括Fe3O4。
在一些优选实施方式中，所述盘条的显微组织包括铁素体和珠光体，其中铁素体的面积占比为81％-87％，珠光体的面积占比为13％-19％，所述盘条的晶粒度为9.5级以上；所述盘条的机械性能包括：抗拉强度为480MPa-510MPa，断后伸长率为≥38％，断面收缩率为≥69％。
本发明提供的控制方法中，吐丝温度为850℃-900℃，吐丝后进行辊道冷却，辊道速度为0.7m/s-1.3m/s，辊道冷却包括第一冷却处理和第二冷却处理，第一冷却处理的冷却速率为3℃/s-5℃/s，终冷温度为740℃-780℃，第二冷却处理的冷却速率为1℃/s-3℃/s，终冷温度为560℃-600℃，得到的热轧盘条的表面氧化铁皮层的厚度为12μm-21μm，且包括内层和外层，内层的主要成分为FeO，外层的主要成分为Fe3O4，内层的厚度占比为70％-80％，外层的厚度占比为20％-30％，形成了特定结构的氧化铁皮，其特定结构的氧化铁皮在热轧盘条的存放和运输过程中不容易自动脱落，能够避免盘条基体进一步氧化，且容易通过机械剥壳去除。
其中，限定吐丝温度为850℃-900℃，若吐丝温度大于900℃，盘条表面的氧化铁皮层大于21μm，在存放和运输等过程中容易自动脱落，若吐丝温度小于850℃，盘条表面的氧化铁皮层小于12μm，不容易通过机械剥壳去除。限定辊道速度为0.7m/s-1.3m/s，能够进一步使得盘条表面的氧化铁皮层不易自动脱落，且在机械剥壳过程中容易去除。限定辊道冷却过程，先采用3℃/s-5℃/s的速率急冷至740℃-780℃，后采用1℃/s-3℃/s的速率缓冷至560℃-600℃，能够进一步使得氧化铁皮层厚度适中，疏松易脱落，确保在机械剥壳过程中，氧化铁皮容易去除干净，若急冷速度超过5℃/s，形成的氧化铁皮层小于12μm，不容易去除，且在盘条中容易形成粗大的魏氏组织，影响盘条的剥壳、拉拔和冷镦性能。
本发明提供的热轧盘条，其表面的氧化铁皮层包括内层氧化铁皮和外层氧化铁皮，内层氧化铁皮的主要成分是FeO，外层氧化铁皮的主要成分是Fe3O4，内层氧化铁皮的厚度远大于外层氧化铁皮的厚度，在热轧盘条存放或运输过程中，氧化铁皮不容易自动脱落，且在机械剥壳过程容易去除。主要成分是FeO的氧化铁皮层较为疏松，其在内层，厚度占比为70％～80％，主要成分是Fe3O4的氧化铁皮层较为致密，其在外层，厚度占比为20％～30％，在热轧盘条存放或运输过程中，氧化铁皮不容易自动脱落，且在机械剥壳过程容易去除。若主要成分是FeO的内层氧化铁皮层的厚度占比大于80％，氧化铁皮容易自动脱落；若主要成分是Fe3O4的外层氧化铁皮层的厚度占比大于30％，氧化铁皮层过于致密，不容易剥壳。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1生产的热轧盘条的氧化铁皮组织图。
图2为本发明实施例2生产的热轧盘条的氧化铁皮组织图。
图3为本发明实施例3生产的热轧盘条的氧化铁皮组织图。
图4为本发明实施例4生产的热轧盘条的氧化铁皮组织图。
图5为本发明实施例5生产的热轧盘条的氧化铁皮组织图。
图6为本发明实施例6生产的热轧盘条的氧化铁皮组织图。
图7为本发明对比例1生产的热轧盘条的氧化铁皮组织图。
图8为本发明对比例2生产的热轧盘条的氧化铁皮组织图。
图9为本发明对比例3生产的热轧盘条的氧化铁皮组织图。
图10为本发明对比例4生产的热轧盘条的氧化铁皮组织图。
图11为本发明对比例5生产的热轧盘条的氧化铁皮组织图。
图12为本发明对比例6生产的热轧盘条的氧化铁皮组织图。
图13为本发明对比例7生产的热轧盘条的氧化铁皮组织图。
图14为本发明对比例8生产的热轧盘条的氧化铁皮组织图。
图15为本发明对比例9生产的热轧盘条的氧化铁皮组织图。
图16为本发明对比例10生产的热轧盘条的氧化铁皮组织图。
图17为本发明对比例11生产的热轧盘条的氧化铁皮组织图。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明的发明人研究发现，现有技术中，热轧盘条表面的氧化铁皮层会直接影响盘条做成的钢丝和成品的质量，氧化铁皮层可能会发生自动脱落，裸露的金属基体与空气中的氧、水汽发生反应，生成红色的三氧化二铁，三氧化二铁在酸洗槽酸洗过程中不容易去除；氧化铁皮层在机械剥壳过程中可能不容易被去除，剩余的氧化铁皮留在盘条表面，经酸洗槽酸洗、拉拔后会在钢丝表面形成针眼缺陷的小黑点。
对此，第一方面，本发明提供一种热轧盘条表面氧化铁皮的控制方法，所述方法包括：
钢水经转炉冶炼、精炼和连铸处理后，获得铸坯；
对所述铸坯进行加热和除鳞处理；
对所述除鳞处理后的铸坯进行控轧控冷轧制处理，获得盘条；所述控轧控冷轧制处理包括：粗轧、中轧、精轧、吐丝和辊道冷却；
其中，所述精轧前进行第一预冷处理；
其中，所述吐丝前进行第二预冷处理，所述吐丝的条件包括：吐丝温度为850℃-900℃；
其中，所述辊道冷却的辊道速度为0.7m/s-1.3m/s，所述辊道冷却依次包括第一冷却处理和第二冷却处理，所述第一冷却处理的条件包括：辊道速度为0.7m/s-1.1m/s，冷却速率为3℃/s-5℃/s，终冷温度为740℃-780℃，所述第二冷却处理的条件包括：辊道速度为0.8m/s-1.3m/s，冷却速率为1℃/s-3℃/s，终冷温度为560℃-600℃。
本发明的吐丝温度具体例如可以为850℃、855℃、860℃、865℃、870℃、875℃、880℃、885℃、890℃、895℃、900℃；第一冷却处理的辊道速度具体例如可以为0.7m/s、0.8m/s、0.9m/s、1m/s、1.1m/s，第一冷却处理的冷却速率具体例如可以为3℃/s、3.5℃/s、4℃/s、4.5℃/s、5℃/s，第一冷却处理的终冷温度具体例如可以为740℃、745℃、750℃、755℃、760℃、765℃、770℃、775℃、780℃；第二冷却处理的辊道速度具体例如可以为0.8m/s、0.9m/s、1m/s、1.1m/s、1.2m/s、1.3m/s，第二冷却处理的冷却速率具体例如可以为1℃/s、1.5℃/s、2℃/s、2.5℃/s和3℃/s，第二冷却处理的终冷温度具体例如可以为560℃、570℃、580℃、590℃、600℃。
本发明中，钢水经过转炉冶炼、精炼和连铸处理后得到铸坯，铸坯经加热和除鳞处理后经过粗轧、中轧、精轧、吐丝和辊道冷却后得到盘条，其中吐丝温度控制为850℃-900℃，辊道冷却的辊道速度控制为0.7m/s-1.3m/s，辊道冷却通过控制冷速，先进行急冷，冷速为3℃/s-5℃/s，终冷温度为740℃-780℃，再进行缓冷，冷速为1℃/s-3℃/s，终冷温度为560℃-600℃，经过辊道冷却后，能够在盘条表面形成特定结构的氧化铁皮层，具体地，氧化铁皮的厚度为12～21μm，分为以FeO为主要成分的厚度占比为70％～80％的内层氧化铁皮层和以Fe3O4为主要成分的厚度占比为20％～30％的外层氧化铁皮层，形成的特定结构的氧化铁皮层，一方面在前期热轧盘条的存放和运输过程中不容易自动脱落，能够避免盘条基体与空气中的氧和水汽发生反应，生成难以去除的三氧化二铁，另一方面，在后期机械剥壳过程，氧化铁皮层容易去除，避免影响钢丝以及成品的质量。
在相同条件下，吐丝温度若高于900℃，氧化反应快，形成氧化铁皮层大于21μm，在盘条的存放和运输过程中容易自动脱落；吐丝温度若低于850℃，形成的氧化铁皮层小于12μm，不容易通过机械剥壳去除；辊道速度若过低，第一冷却处理的辊道速度若低于0.7m/s，第二冷却处理的辊道速度若低于0.8m/s，盘条的冷却时间过长，容易导致氧化铁皮层大于21μm，氧化铁皮容易自动脱落；辊道速度若过高，第一冷却处理的辊道速度若高于1.1m/s，第二冷却处理的辊道速度若高于1.3m/s，盘条的冷却时间过短，容易导致氧化铁皮层小于12μm，不容易在机械剥壳过程去除；急冷速度若超过5℃/s，形成的氧化铁皮层小于12μm，不容易去除，影响盘条的剥壳性能；缓冷速度若小于1℃/s，形成的氧化铁皮层大于21μm，氧化铁皮容易自动脱落；辊道冷却过程若一直保持3℃/s～5℃/s的速度冷却，会使形成的氧化铁皮层小于12μm，不容易去除，影响盘条的剥壳性能；若一直保持1℃/s～3℃/s的速度冷却，会使形成的氧化铁皮层大于21μm，氧化铁皮容易自动脱落；若先进行1℃/s～3℃/s的缓冷，再进行3℃/s～5℃/s的急冷，会使形成的氧化铁皮层小于12μm，不容易去除，影响盘条的剥壳性能；若急冷阶段的终冷温度低于740℃，会使形成的氧化铁皮层小于12μm，不容易去除，影响盘条的剥壳性能；若急冷阶段的终冷温度高于780℃，会使形成的氧化铁皮层大于21μm，氧化铁皮容易自动脱落。
本发明的吐丝温度的控制不但会影响氧化铁皮的形成，还会影响盘条的内部组织和性能，具体地，若吐丝温度温度低于850℃，会导致盘条抗拉强度增加，断后伸长率和断面收缩率减小，魏氏组织级别高、粗大；同时辊道冷却阶段的辊道速度以及冷却速率的控制也会影响盘条的内部组织和性能，若辊道速度过低，第一冷却处理的辊道速度若低于0.7m/s，第二冷却处理的辊道速度若低于0.8m/s，会导致盘条抗拉强度增加，断后伸长率和断面收缩率减小，魏氏组织级别高、粗大；通过使得盘条先进行冷速为3℃/s～5℃/s的急冷，冷却至740℃～780℃，再进行1℃/s～3℃/s的缓冷，冷却至560℃～600℃，能够使盘条的显微组织以铁素体和珠光体为主，晶粒度能够达到9.5级以上，抗拉强度480MPa-510MPa，断后伸长率能够达到38％，断面收缩率能够达到69％，使得盘条的1/2冷顶锻合格(1/2冷顶锻合格的检测方法为取高度为直径两倍的盘条，将盘条压到盘条的高度与直径相等，盘条不开裂)，确保了盘条的强度和塑性符合要求。在相同条件下，若第一冷却处理阶段的冷速超过5℃/s，容易在盘条中形成粗大的魏氏组织，影响盘条的拉拔和冷镦性能。辊道冷却过程中，若一直保持3℃/s～5℃/s的速度冷却，会出现魏氏组织不利于盘条拉拔。
在一些优选的实施方式中，所述吐丝温度为860℃～890℃，该优选方案下，更利于保证盘条氧化铁皮厚度、力学性能、金相组织和冷镦性能。
在一些优选实施方式中，通过所述转炉冶炼、精炼和连铸处理，控制所述铸坯的化学成分以重量百分比计包括：C：0.17％～0.23％，Si：0.17％～0.30％，Mn：0.40％～0.60％，N≤0.007％、P≤0.020％，S≤0.020％，Cr≤0.10％，Ni≤0.15％，Cu≤0.15％，Alt≤0.006％，其余为铁和不可避免的杂质。C作为拉丝用盘条中的重要元素之一，控制铸坯中C元素含量为0.17％～0.23％，更有利于保证盘条的抗拉强度，且控制C元素含量低于0.23％，有利于防止一次氧化铁皮太厚，在除鳞处理阶段容易去除；控制Si元素含量在标准范围下限，为0.17％～0.30％，更有利于降低盘条的拉拔硬化作用，且提高盘条的韧性和塑性；控制Mn元素含量为0.40％～0.60％，更有利于控制盘条强度；控制Alt(总铝)≤0.006％，更有利于保证连铸时的可浇性，提高铸坯质量。上述元素合理的重量百分比范围可确保盘条的强韧性和拉丝过程顺利进行，元素总量偏低导致抗拉强度不足，元素总量偏高易产生成分偏析，使盘条产生硬相组织的敏感性增加，恶化拉拔性能。
优选地，控制所述铸坯的化学成分以重量百分比计包括：C：0.17％～0.22％、Si：0.17％～0.30％、Mn：0.40％～0.55％、N≤0.005％、P≤0.018％，S≤0.015％，Cr≤0.08％，Ni≤0.15％，Cu≤0.15％，Alt≤0.006％，余量为Fe和不可避免的杂质。
更优选地，所述转炉冶炼包括，所述转炉的总出钢量为P吨，在转炉出钢P/4吨至P/3吨之间，向钢水中加入铝块，根据转炉终点碳含量调控所述铝块的加入量，所述终点碳含量≥0.08％，所述铝块的加入量为0.60kg/t-0.70kg/t。通过加入适量铝块使钢水氧含量≤50ppm且钢水中不含酸溶铝成分，更利于解决不含铝钢氧性高的问题，且更有利于保证连铸时可浇性，提高铸坯质量。
更优选地，转炉冶炼过程中，顶底复吹氧气，在转炉出钢过程中，在底吹氩气的条件下，依次加入铝块、硅锰、硅铁和增碳剂，在转炉出钢P/4吨至P/3吨之间，向钢水中加入硅锰，在转炉出钢P/4吨至P/3吨之间，向钢铁中加入硅铁，在转炉出钢P/4吨至P/3吨之间，加入增碳剂，此外控制出钢时间≥3min，吹氩时间≥2min，在出钢的最后随钢流加入石灰3kg/t-4kg/t，萤石0.5kg/t-0.9kg/t。该优选方案下，更利于提高成分命中率。
更优选地，所述精炼包括LF精炼，所述LF精炼包括，依次加入石灰和萤石，通过埋弧升温处理熔渣后，加入硅钙粉脱氧剂造白渣。该优选方案下，用硅钙粉脱氧剂造渣，更有利于解决不含铝钢造白渣的困难，更有利于提高钢水质量。所述硅钙粉脱氧剂的组成为：SiC：9％；Si：8.8％；Ca：38％；TC：5.9％；其它：38.3％。
更优选地，LF精炼过程中，石灰的加入量为2.9kg/t～4.5kg/t，萤石的加入量为0kg/t～1.7kg/t，硅钙粉脱氧剂的加入量为0.5kg/t～1.6kg/t，白渣保持时间≥10分钟，根据LF炉取样分析结果，加入合金进行成分微调，成分温度达到目标后喂无缝钙线0.3kg/t～0.45kg/t，软吹时间≥15min。
在一些优选实施方式中，所述加热的条件包括：加热段温度为1020℃～1100℃，均热段温度为1060℃～1100℃，铸坯在加热段和均热段的总加热时间控制在70min～90min。该优选方案下，控制加热段温度在1020℃～1100℃，均热段温度在1060℃～1100℃，更有利于防止生成的一次氧化铁皮太厚，在除鳞阶段不容易去除，后期轧制阶段，粘在钢坯上的一次氧化铁皮被压入钢坯内部，使得盘条出现折叠等表面缺陷，且更利于防止在盘条控冷阶段产生粗大的魏氏组织，更有利提高盘条的拉拔和冷镦性能，防止出现拉拔断裂或冷镦开裂现象。
在一些优选实施方式中，采用高压水进行除鳞处理，高压水的最大压力为20MPa，保证将铸坯在加热过程中生成的氧化铁皮去除干净。
在一些优选的实施方式中，所述第一预冷处理的条件包括：冷却速率为20℃/s～30℃/s；所述精轧的条件包括：精轧温度为820℃～860℃。该优选方案下，限定精轧温度为820℃～860℃，使盘条在两相区轧制，更利于增加铁素体的形核点和促进γ/α转变，以及使铁素体晶粒细化，从而进一步改善钢材的强度和延展性。控制第一预冷处理的冷却速率在20℃/s以上，更有利于防止由于盘条温度偏高造成晶粒长大，控制第一预冷处理的冷却速率为30℃/s以下，更有利于防止盘条的铁素体体积分数增加而导致强度下降。
在一些优选实施方式中，所述第二预冷处理的条件包括：冷却速率为25℃/s～35℃/s，该优选方案下，冷却速率在25℃/s以上，更利于保证吐丝温度≤900℃，限定冷却速率在35℃/s以下，更利于保证吐丝温度≥850℃。
第二方面，本发明提供一种热轧盘条，其表面具有第一方面所述的控制方法获得的氧化铁皮，所述氧化铁皮的厚度为12μm～21μm；
其中，所述氧化铁皮包括内层氧化铁皮和外层氧化铁皮，以所述氧化铁皮的厚度为基准，所述内层氧化铁皮厚度的占比为70％～80％，所述外层氧化铁皮厚度的占比为20％～30％，所述内层氧化铁皮包括FeO，所述外层氧化铁皮包括Fe3O4。本发明的热轧盘条，其表面的氧化铁皮层包括主要成分是FeO的内层氧化铁皮和主要成分是Fe3O4的外层氧化铁皮，且内层氧化铁皮的厚度远大于外层氧化铁皮的厚度，在热轧盘条存放或运输过程中，氧化铁皮不容易自动脱落，且在机械剥壳过程容易去除。
在一些优选实施方式中，所述盘条的显微组织包括铁素体和珠光体，其中铁素体的面积占比为81％-87％，珠光体的面积占比为13％-19％，所述盘条的晶粒度为9.5级以上；所述盘条的机械性能包括抗拉强度为480MPa-510MPa，断后伸长率为≥38％，断面收缩率为≥69％。
下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细阐述。
实施例1
盘条钢的化学组成如下：C：0.20％、Si：0.25％、Mn：0.45％、N：0.0047％、P：0.018％，S：0.010％，Cr：0.04％，Ni：0.02％，Cu：0.03％，Alt：0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。盘条钢的冶炼轧制过程为：
S1：在转炉中，采用顶底复吹氧气的方式冶炼钢水，转炉出钢时对钢水进行脱氧合金化，在底吹氩气的条件下，在转炉出钢到P/4吨(转炉的总出钢量为P吨)时，随钢流加入铝块0.61kg/t，在转炉出钢到P/4吨时，随钢流加入硅锰5.8kg/t，硅锰的牌号为FeMn65Si17，在转炉出钢至P/4吨时，随钢流加入硅铁3.7kg/t，硅铁的牌号或组成为FeSi72Al1.5，在转炉出钢至P/4吨时，随钢种加入增碳剂1.1kg/t，具体的增碳剂的牌号或组成为C：98％，调整钢水成分至范围下限，最后加入石灰3.1kg/t，萤石0.7kg/t。其中出钢时间为200s，出钢过程吹氩时间为150s。
S2：在LF精炼炉中加入石灰3.2kg/t，萤石0.6kg/t，通过埋弧升温处理熔渣后，加入1.6kg/t硅钙粉脱氧剂造白渣，硅钙粉脱氧剂的组成为SiC:9％、Si:8.8％、Ca:38％、TC:5.9％、其它：38.3％，控制白渣的FeO和MnO的总含量小于1wt％，白渣保持时间11min。根据LF炉取样分析结果，加入硅锰、硅铁、碳粉等对合金成分进行微调，成分达标并且温度达到1598℃时，喂入无缝钙线0.42kg/t，软吹时间按17min控制。精炼并连铸处理后获得160mm×160mm方坯。
S3：对步骤S2得到的铸坯进行加热，加热段的温度为1040℃～1090℃，加热时间为35min，均热段的温度为1070℃～1100℃，加热时间为40min；进一步进行高压水除鳞处理，高压水的最大压力为20MPa。
S4：对步骤S3得到的铸坯进行控轧控冷轧制处理，得到盘条，依次进行粗轧，中轧、第一预冷处理、精轧、第二预冷处理、吐丝和辊道冷却，其中，粗轧处理的温度为980℃，第一预冷处理的冷却速率为24℃/s，精轧温度为822℃～850℃，第二预冷处理的冷却速率为33℃/s，吐丝温度为862℃～886℃，辊道冷却依次包括第一冷却处理和第二冷却处理，第一冷却处理的冷却速率为4.6℃/s，辊道速度为0.9m/s-1.0m/s，终冷温度为746℃-772℃，第二冷却处理的冷却速率为2.3℃/s，辊道速度为1.05m/s-1.25m/s，终冷温度为565℃-597℃，之后进行空冷。本实施例的盘条钢的氧化铁皮组织见图1。
实施例2
参照实施例1进行，其区别在于，盘条钢的化学组成如下：C：0.19％、Si：0.23％、Mn：0.44％、N：0.0040％、P：0.016％，S：0.008％，Cr：0.05％，Ni：0.01％，Cu：0.03％，Alt：0.004％，余量为Fe和不可避免的杂质。出钢时间为190s，出钢过程吹氩时间为140s，出钢过程随钢流加入铝块0.64kg/t，硅锰5.6kg/t，硅铁3.5kg/t，增碳剂1.05kg/t，石灰3.3kg/t，萤石0.89kg/t。精炼过程加入石灰2.9kg/t，萤石0.5kg/t，硅钙粉脱氧剂1.6kg/t，白渣保持时间10.5min，成分达标并且温度达到1602℃时，喂入无缝钙线0.45kg/t，软吹时间按16min控制。加热段的温度为1030℃～1085℃，加热时间为32min，均热段的温度为1065℃～1095℃，加热时间为38min。粗轧的温度为975℃，第一预冷处理的冷却速率为26℃/s，精轧温度为825℃～856℃，第二预冷处理的冷却速率为31℃/s，吐丝温度为861℃～888℃，辊道冷却依次包括第一冷却处理和第二冷却处理，第一冷却处理的冷却速率为4.3℃/s，辊道速度为0.95m/s-1.05m/s，终冷温度为745℃-775℃，第二冷却处理的冷却速率为2.1℃/s，辊道速度为1.1m/s-1.3m/s，终冷温度为568℃-600℃，之后进行空冷。本实施例的盘条钢的氧化铁皮组织见图2。
实施例3
参照实施例1进行，其区别在于，盘条钢的化学组成如下：C：0.20％、Si：0.25％、Mn：0.48％、N：0.0036％、P：0.015％，S：0.007％，Cr：0.05％，Ni：0.02％，Cu：0.03％，Alt：0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。出钢时间为205s，出钢过程吹氩时间为130s，出钢过程随钢流加入铝块0.66kg/t，硅锰6.28kg/t，硅铁3.03kg/t，增碳剂1.12kg/t，石灰3.31kg/t，萤石0.69kg/t。精炼过程加入石灰3.11kg/t，萤石0.50kg/t，硅钙粉脱氧剂1.55kg/t，白渣保持时间12min，成分达标并且温度达到1600℃时，喂入无缝钙线0.41kg/t，软吹时间按15min控制。加热段的温度为1040℃～1085℃，加热时间为36min，均热段的温度为1070℃～1100℃，加热时间为42min。粗轧的温度为976℃，第一预冷处理的冷却速率为27℃/s，精轧温度为828℃～860℃，第二预冷处理的冷却速率为32℃/s，吐丝温度为863℃～885℃，辊道冷却依次包括第一冷却处理和第二冷却处理，第一冷却处理的冷却速率为4.5℃/s，辊道速度为0.95m/s-1.1m/s，终冷温度为750℃-778℃，第二冷却处理的冷却速率为2.4℃/s，辊道速度为1.1m/s-1.25m/s，终冷温度为565℃-596℃，之后进行空冷。本实施例的盘条钢的氧化铁皮组织见图3。
实施例4
参照实施例1进行，其区别在于，盘条钢的化学组成如下：C：0.12％、Si：0.15％、Mn：0.35％、N：0.0049％、P：0.017％，S：0.011％，Cr：0.06％，Ni：0.02％，Cu：0.02％，Alt：0.004％，余量为Fe和不可避免的杂质。出钢时间为190s，出钢过程吹氩时间为135s，出钢过程随钢流加入铝块0.64kg/t，硅锰4.14kg/t，硅铁2.27kg/t，增碳剂0.34kg/t，石灰3.5kg/t，萤石0.78kg/t。精炼过程加入石灰3.01kg/t，萤石0.34kg/t，硅钙粉脱氧剂1.71kg/t，白渣保持时间10.5min，成分达标并且温度达到1599℃时，喂入无缝钙线0.4kg/t，软吹时间按15min控制。加热段的温度为1055℃-1096℃，加热时间为34min，均热段的温度为1070℃-1098℃，加热时间为38min。粗轧的温度为985℃，第一预冷处理的冷却速率为26℃/s，精轧温度为825℃-855℃，第二预冷处理的冷却速率为31℃/s，吐丝温度为862℃-886℃，辊道冷却依次包括第一冷却处理和第二冷却处理，第一冷却处理的冷却速率为4.5℃/s，辊道速度为0.9m/s-1.0m/s，终冷温度为748℃-776℃，第二冷却处理的冷却速率为2.4℃/s，辊道速度为1.05m/s-1.25m/s，终冷温度为563℃-594℃，之后进行空冷。本实施例的盘条钢的氧化铁皮组织见图4。
实施例5
参照实施例1进行，其区别在于，第一冷却处理的辊道速度为0.7m/s-0.85m/s，第二冷却处理的辊道速度为0.8m/s-0.95m/s。本实施例的盘条钢的氧化铁皮组织见图5。
实施例6
参照实施例1进行，其区别在于，吐丝温度为880℃-900℃。本实施例的盘条钢的氧化铁皮组织见图6。
对比例1
参照实施例1进行，其区别在于，吐丝温度为810℃-840℃。本实施例的盘条钢的氧化铁皮组织见图7。
对比例2
参照实施例1进行，其区别在于，吐丝温度为905-930℃。本实施例的盘条钢的氧化铁皮组织见图8。
对比例3
参照实施例1进行，其区别在于，第一冷却处理的辊道速度为0.3m/s～0.6m/s。本实施例的盘条钢的氧化铁皮组织见图9。
对比例4
参照实施例1进行，其区别在于，第一冷却处理的辊道速度为1.2m/s～1.4m/s。本实施例的盘条钢的氧化铁皮组织见图10。
对比例5
参照实施例1进行，其区别在于，第二冷却处理的辊道速度为0.5m/s-0.75m/s。本实施例的盘条钢的氧化铁皮组织见图11。
对比例6
参照实施例1进行，其区别在于，第二冷却处理的辊道速度为1.35m/s-1.6m/s。本实施例的盘条钢的氧化铁皮组织见图12。
对比例7
参照实施例1进行，其区别在于，第一冷却处理的冷却速率为6℃/s。本实施例的盘条钢的氧化铁皮组织见图13。
对比例8
参照实施例1进行，其区别在于，第二冷却处理的冷却速率为0.5℃/s。本实施例的盘条钢的氧化铁皮组织见图14。
对比例9
参照实施例1进行，其区别在于，不进行第二冷却处理，第一冷却处理的终冷温度为471℃-518℃。本实施例的盘条钢的氧化铁皮组织见图15。
对比例10
参照实施例1进行，其区别在于，不进行第一冷却处理，第二冷却处理的终冷温度为612℃-641℃。本实施例的盘条钢的氧化铁皮组织见图16。
对比例11
参照实施例1进行，其区别在于，先以第二冷却处理的冷却速率进行冷却处理，终冷温度为780℃-810℃，再以第一冷却处理的冷却速率进行冷却处理，终冷温度为600℃-635℃。本实施例的盘条钢的氧化铁皮组织见图17。
测试例
盘条显微组织按照GB/T 13298进行检测。
盘条晶粒度按照GB/T6394进行检测。
盘条抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率按照GB/T 228进行检测。
盘条冷顶锻按照YB/T5293进行检测。
盘条钢的氧化铁皮厚度、组成、形态(疏松)等用扫描电镜进行检测。表2中内层FeO层和外层Fe3O4层的厚度以及内层FeO层和外层Fe3O4层的厚度占比为测量样品中5个位置的内层FeO层和外层Fe3O4层的厚度，之后获得的均值。
对实施例1-6和对比例1-11的盘条的组织和性能的检测结果如表1所示。
表1
对实施例1-6和对比例1-11的氧化铁皮的组织和性能的检测结果如表2所示。(表2中的氧化铁皮自动脱落情况列，其写明的“厚度不均匀”指在热轧盘条存放和运输过程中，因为氧化铁皮的脱落，导致氧化铁皮层厚度不均匀)
表2
通过将实施例1-6与对比例1-11对比，可以得知通过控制吐丝温度不低于850℃，有利于防止氧化铁皮层过薄，形成结构合理的内层FeO层和外层Fe3O4层，使得在机械剥壳阶段，氧化铁皮容易脱落，控制抗拉强度，增加断后伸长率和断面伸缩率。通过控制吐丝温度不高于900℃，有利于防止氧化铁皮层过厚，形成结构合理的内层FeO层和外层Fe3O4层，使得氧化铁皮层的厚度更均匀，氧化铁皮不易自动脱落，防止盘条生锈，影响质量。通过控制第一冷却处理的辊道速度不低于0.7m/s，有利于使得氧化铁皮层的厚度更均匀，氧化铁皮不易自动脱落，防止盘条生锈，控制抗拉强度，增加断后伸长率和断面伸缩率。通过控制第一冷却处理的辊道速度不高于1.1m/s，更利于防止氧化铁皮层过薄，形成结构合理的内层FeO层和外层Fe3O4层，使得在机械剥壳阶段，氧化铁皮容易脱落。通过控制第二冷却处理的辊道速度不低于0.8m/s，更利于防止氧化铁皮层过厚，形成结构合理的内层FeO层和外层Fe3O4层，氧化铁皮厚度更均匀，不易自动脱落，防止盘条生锈，控制抗拉强度，增加断后伸长率和断面伸缩率。通过控制第二冷却处理的辊道速度不高于1.3m/s，更利于防止氧化铁皮层过薄，形成结构合理的内层FeO层和外层Fe3O4层，使得在机械剥壳阶段，氧化铁皮容易脱落。通过控制第一冷却处理的冷却速率不高于5℃/s，更利于防止氧化铁皮层过薄，形成结构合理的内层FeO层和外层Fe3O4层，使得在机械剥壳阶段，氧化铁皮容易脱落。通过控制第二冷却处理的冷却速率不低于1℃/s，更利于防止氧化铁皮层过厚，形成结构合理的内层FeO层和外层Fe3O4层，氧化铁皮厚度更均匀，不易自动脱落，防止盘条生锈。通过先进行3-5℃/s的急冷，再进行1-3℃/s的缓冷，相比直接急冷至终冷温度，更利于防止氧化铁皮层过薄，形成结构合理的内层FeO层和外层Fe3O4层，使得在机械剥壳阶段，氧化铁皮容易脱落，控制抗拉强度，增加断后伸长率和断面伸缩率，相比直接缓冷至终冷温度，更利于防止氧化铁皮层过厚，形成结构合理的内层FeO层和外层Fe3O4层，氧化铁皮厚度更均匀，不易自动脱落，防止盘条生锈，控制抗拉强度，增加断后伸长率和断面伸缩率，相比先缓冷再急冷至终冷温度，更利于防止氧化铁皮层过薄，形成结构合理的内层FeO层和外层Fe3O4层，使得在机械剥壳阶段，氧化铁皮容易脱落，控制抗拉强度，增加断后伸长率和断面伸缩率。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种热轧盘条表面氧化铁皮的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
钢水经转炉冶炼、精炼和连铸处理后，获得铸坯；
对所述铸坯进行加热和除鳞处理；
对所述除鳞处理后的铸坯进行控轧控冷轧制处理，获得盘条；所述控轧控冷轧制处理包括：粗轧、中轧、精轧、吐丝和辊道冷却；
其中，所述精轧前进行第一预冷处理；
其中，所述吐丝前进行第二预冷处理，所述吐丝的条件包括：吐丝温度为850℃-900℃；
其中，所述辊道冷却的辊道速度为0.7m/s-1.3m/s，所述辊道冷却依次包括第一冷却处理和第二冷却处理，所述第一冷却处理的条件包括：辊道速度为0.7m/s-1.1m/s，冷却速率为3℃/s-5℃/s，终冷温度为740℃-780℃，所述第二冷却处理的条件包括：辊道速度为0.8m/s-1.3m/s，冷却速率为1℃/s-3℃/s，终冷温度为560℃-600℃。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述第一预冷处理的条件包括：冷却速率为20℃/s～30℃/s；和/或，所述精轧的条件包括：精轧温度为820℃～860℃。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述第二预冷处理的条件包括：冷却速率为25℃/s～35℃/s；和/或，所述吐丝温度为860℃～890℃。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述加热的条件包括：加热段温度为1020℃～1100℃，均热段温度为1060℃～1100℃，铸坯在加热段和均热段的总加热时间控制在70min～90min。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，通过所述转炉冶炼、精炼和连铸处理，控制所述铸坯的化学成分以重量百分比计包括：C：0.17％～0.23％，Si：0.17％～0.30％，Mn：0.40％～0.60％，N≤0.007％，P≤0.020％，S≤0.020％，Cr≤0.10％，Ni≤0.15％，Cu≤0.15％，Alt≤0.006％，其余为铁和不可避免的杂质。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述转炉冶炼包括：转炉的总出钢量为P吨，在转炉出钢P/4吨至P/3吨之间，向钢水中加入铝块，根据转炉终点碳含量调控所述铝块的加入量，所述终点碳含量≥0.08％，所述铝块的加入量为0.60kg/t-0.70kg/t。
7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述精炼包括LF精炼，所述LF精炼包括，依次加入石灰和萤石，通过埋弧升温处理熔渣后，加入硅钙粉脱氧剂造白渣。
8.一种热轧盘条，其特征在于，其表面具有由权利要求1-7任一项所述的控制方法获得的氧化铁皮，所述氧化铁皮的厚度为12μm～21μm；
其中，所述氧化铁皮包括内层氧化铁皮和外层氧化铁皮，以所述氧化铁皮的厚度为基准，所述内层氧化铁皮厚度的占比为70％～80％，所述外层氧化铁皮厚度的占比为20％～30％，所述内层氧化铁皮包括FeO，所述外层氧化铁皮包括Fe3O4。
9.根据权利要求8所述的热轧盘条，其特征在于，所述盘条的显微组织包括铁素体和珠光体，其中铁素体的面积占比为81％-87％，珠光体的面积占比为13％-19％，所述盘条的晶粒度为9.5级以上；所述盘条的机械性能包括：抗拉强度为480MPa-510MPa，断后伸长率为≥38％，断面收缩率为≥69％。
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