CN117225896A - 一种绿色高效免酸洗技术带钢的热轧工艺 - Google Patents
一种绿色高效免酸洗技术带钢的热轧工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117225896A CN117225896A CN202310650169.0A CN202310650169A CN117225896A CN 117225896 A CN117225896 A CN 117225896A CN 202310650169 A CN202310650169 A CN 202310650169A CN 117225896 A CN117225896 A CN 117225896A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hot
- strip steel
- temperature
- cooling
- pickling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 97
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 97
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 68
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 68
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 238000003303 reheating Methods 0.000 claims description 3
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 15
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011143 downstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000036964 tight binding Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Abstract
本发明涉及一种绿色高效免酸洗技术带钢的热轧工艺，包括以下步骤：以高温快速的方式轧制带钢，然后以通常的冷却速度冷却热轧钢板，并而热轧钢板在570℃以上的温度下卷取；在热轧钢板卷取的过程期间进行中间快速冷却，将温度以10‑300C/min冷却至300‑500℃。进而冷却到室温；在中间快速冷却后冷却至室温的热轧钢板再次加热至570℃或以上，并在20％氢气浓度的环境下进行热还原，以减少热轧钢板上的氧化皮并增加氧化铁皮中FeO的含量。本发明在满足免酸洗带钢性能的基础上，通过控制热轧工艺调整热轧带钢的氧化铁皮结构，在减少环境污染的同时，使其氧化皮结构满足于接下来的绿色高效免酸洗的工艺要求。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种适用于绿色高效免酸洗技术带钢的热轧工艺。
背景技术
由于钢板热成形过程中处于高温环境，不可避免地与空气中的氧接触发生氧化现象，在钢板表面产生一层氧化铁皮，这层氧化物的存在影响到下游的冷轧等工序。常规工艺中，带钢都是经过酸洗步骤得到良好的钢板表面质量；然而，当通过酸洗去除氧化皮层时，根据氧化皮层的组成，化学反应程度不同，酸洗效果会产生很大差异。因此，部分基体组织被过度酸洗，从而使钢板表面变得粗糙和不规则，从而产生氢脆、铁损和酸损等问题。另外，由于酸洗必须在短时间内完成，因此加热条件管理、酸浓度管理、防腐蚀剂浓度管理等运转不容易进行；酸洗工序和设备本身增加生产成本，同时酸洗时产生的酸雾腐蚀设备的同时还恶化工作环境，并且废酸的处理也伴随着大量的资金投入，且废酸的排放严重污染环境。人们注意到酸洗带来的负面因素，开始研究更有效、更清洁方式替代酸洗步骤。
对于某些热轧深冲用钢如汽车大梁板等，为彻底摆脱酸洗带来的环境负担，目前日本等国已率先开发出可带氧化铁皮进行深加工的“黑皮钢”。这种钢表面氧化铁皮主要由Fe3O4组成，具有较高的塑性、较薄的厚度及与基体紧密的结合力，在深加工过程中氧化铁皮可随基体发生变形，因此不需要通过酸洗去除氧化铁皮。
由此可见，根据用户需要，通过优化控制热轧工艺，可改变带钢表面氧化铁皮的结构，在热轧过程中合理调整工艺参数以生成不同结构的氧化铁皮，可达到“减酸洗”或“免酸洗”的目的。
热轧产品的轧制过程对于产品表面的质量具有重大影响，为了控制产品表面质量以达到免酸洗要求，就必须知道热轧变形对于氧化铁皮的影响规律，尤其是精轧过程的轧制工艺对于氧化铁皮变形行为的影响。
因此研究基于绿色高效免酸洗技术GEPF的带钢在不同热轧变形工艺参数下的的氧化铁皮变形行为，得到热轧变形对氧化铁皮影响规律显得十分重要。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种绿色高效免酸洗技术带钢的热轧工艺，通过控制热轧工艺调整热轧带钢的氧化铁皮结构，在减少环境污染的同时，使其氧化皮结构满足于接下来的绿色高效免酸洗的工艺要求。
本发明采用的技术方案如下：
本发明所提出的一种绿色高效免酸洗技术带钢的热轧工艺，包括以下步骤：
S1、以高温快速的方式轧制带钢，然后以常规的冷却速度冷却热轧钢板，并使热轧钢板在570℃以上的温度下进行卷取；
S2、在热轧钢板卷取的过程期间进行中间快速冷却，将温度以10-300℃/min冷却至300-500℃；进而冷却到室温；
S3、将经过中间快速冷却后冷却至室温的热轧钢板再次加热至570℃或以上，并在20％氢气浓度的环境下进行热还原。
进一步的，步骤S1中，加热钢坯时的温度为1200-1280℃；热轧带钢的轧制速度不低于5m/s。
进一步的，步骤S2中，中间快速冷却后，氧化铁皮混合物含有20-30％的FeO含量。
进一步的，步骤S3中，升温至570℃以上还原后，热轧带钢的氧化铁皮组织中FeO的重量含量为50％及以上。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
与传统的热轧生产工艺相比，本发明的突出特点和显著效果主要体现在：热轧带钢表面的氧化铁皮经过控制冷却卷曲温度和氢气热处理的方式得到对FeO含量的控制，将带钢表面氧化铁皮更多的转化为易于掉落的FeO，而且在低温低浓度下氢气还会使得表层氧化铁皮呈现多孔结构，从而使氧化铁皮疏松，更有利于后续免酸洗技术的进行。
附图说明
图1是本发明的热轧工艺曲线示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。
本发明所提出的一种绿色高效免酸洗技术带钢的热轧工艺，如图1所示，具体实施过程如下：
S1、以高温快速的方式轧制带钢，其中加热钢坯时的温度为1200-1280℃，热轧带钢的轧制速度不低于5m/s，然后以常规的冷却速度冷却热轧钢板，并使热轧钢板在570℃以上的温度下进行卷取；
S2、在热轧钢板卷取的过程期间进行中间快速冷却，将温度以10-300℃/min冷却至300-500℃，此时氧化铁皮混合物含有20-30％的FeO含量；然后冷却到室温；
S3、将经过中间快速冷却后冷却至室温的热轧钢板再次加热至570℃或以上，并在20％氢气浓度的环境下进行热还原；升温至570℃以上还原后，热轧带钢的氧化铁皮组织中FeO的重量含量为50％及以上，有利于后续免酸洗技术的应用及处理；
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
S1、选取成品厚度为2.5mm的热轧带钢规格，以高温快速的方式轧制带钢，加热钢坯时的温度为1200℃，热轧带钢的轧制速度为5m/s，然后以常规的冷却速度冷却热轧钢板，并使热轧钢板在570℃的温度下进行卷取；
S2、在热轧钢板卷取的过程期间进行中间快速冷却，将带钢温度以250℃/min的速度冷却至450℃，进而冷却到室温，此时测得带钢表面氧化铁皮混合物中FeO的含量为22％；
S3、将经过中间快速冷却后冷却至室温的热轧钢板再次加热至570℃，并在20％氢气浓度的环境下进行热还原，热轧带钢的氧化铁皮组织中FeO的含量为55％，并且氧化铁皮结构变成更加疏松的多孔状结构，有利于后续免酸洗技术的进行。
实施例2
S1、同样选取成品厚度为2.5mm的热轧带钢规格，以高温快速的方式轧制带钢，加热钢坯时的温度为1250℃，热轧带钢的轧制速度为6m/s，然后以常规的冷却速度冷却热轧钢板，并使热轧钢板在580℃的温度下进行卷取；
S2、在热轧钢板卷取的过程期间进行中间快速冷却，将带钢温度以260℃/min的速度冷却至430℃，进而冷却到室温，此时测得带钢表面氧化铁皮混合物中FeO的含量为23.5％；
S3、将经过中间快速冷却后冷却至室温的热轧钢板再次加热至580℃，并在20％氢气浓度的环境下进行热还原，热轧带钢的氧化铁皮组织中FeO的含量为58％，并且氧化铁皮结构变成更加疏松的多孔状结构，有利于后续免酸洗技术的进行。
实施例3
S1、同样选取成品厚度为2.5mm的热轧带钢规格，以高温快速的方式轧制带钢，加热钢坯时的温度为1280℃，热轧带钢的轧制速度为7m/s，然后以常规的冷却速度冷却热轧钢板，并使热轧钢板在590℃的温度下进行卷取；
S2、在热轧钢板卷取的过程期间进行中间快速冷却，将带钢温度以270℃/min的速度冷却至400℃，进而冷却到室温，此时测得带钢表面氧化铁皮混合物中FeO的含量为24.5％；
S3、将经过中间快速冷却后冷却至室温的热轧钢板再次加热至590℃，并在20％氢气浓度的环境下进行热还原，热轧带钢的氧化铁皮组织中FeO的含量为57％，并且氧化铁皮结构变成更加疏松的多孔状结构，有利于后续免酸洗技术的进行。
传统的热轧工艺中，热轧带钢经层流冷却后，在一个较高的温度(700-400℃)卷取，然后在空气中堆放冷却；热连轧过程中，带钢表面会产生一层氧化铁皮，该氧化层在高温时氧化产生，其生长过程遵循高温氧化的基本规律，高温时其组织混合物，呈层状结构分布；但是，在卷取后的空冷过程中，氧化铁皮中会发生一系列的相变，热轧带钢表面的室温氧化铁皮结构通常由共析组织组成。
本发明工艺不仅考虑了通过中间快速冷却控制氧化铁皮中FeO含量增多，更是利用氧化铁皮在升温过程中的热还原工艺，实现对还原时氧化铁皮组织中FeO含量的进一步控制；热轧板带表面氧化铁皮的结构在1370-570℃时是比较稳定的。但卷取过程中或卷取之后，氧化铁皮的内部结构会发生一定的变化。当冷却到570℃以下时，氧化铁皮中的FeO层会发生共析反应，生成片层状的Fe3O4和Fe的混合物，即4FeO→Fe3O4+Fe。这个分解反应在480℃达到最大速度，而低于300℃时分解速度接近0。因此，从570℃以下不同的冷却速度冷却到常温时，分解的FeO数量将有很大的区别。冷却速度越快，FeO分解得越少，相反FeO几乎都会分解；因此，通过控制轧制过程及轧后的冷却速度和卷取温度，可以实现带钢表面氧化铁皮结构的控制。
带钢加热至550-700℃后，在10％以上浓度的氢气气氛中进行还原反应，经过30-300s完成还原过程；还原温度不宜过低，如果还原温度过低，则还原反应速率较低，需要较长的时间才能完成还原过程，将导致生产效率的降低，如果温度过高，又会造成能源的浪费，且低温还原纯铁为多孔铁容易后续清除，温度过高且不利于带钢的力学性能；氢气体积浓度要在20％以上，如果浓度过低，还原反应驱动力不足，会造成还原速率低，增长还原时间。
与传统的热轧生产工艺相比，本发明的突出特点和显著效果主要体现在:热轧带钢表面的氧化铁皮经过控制冷却卷曲温度和氢气热处理的方式得到对FeO含量的控制，适用于接下来的绿色高效免酸洗技术，进而省去酸洗工序。
通过控制升温工艺实现对氧化铁皮的结构控制，还使得一部分氧化铁皮还原成纯铁，有效地利用原为废物的氧化铁皮，从而提高了生产效率和生产成本，尽管部分被还原的纯铁将氧化铁皮夹裹，但是在低温低浓度下氢气所还原的纯铁多为多孔结构，使其氧化铁皮疏松，适用于后续的免酸洗技术。
本发明未详尽事宜皆为公知技术。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (4)
1.一种绿色高效免酸洗技术带钢的热轧工艺，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、以高温快速的方式轧制带钢，然后以常规的冷却速度冷却热轧钢板，并使热轧钢板在570℃以上的温度下进行卷取；
S2、在热轧钢板卷取的过程期间进行中间快速冷却，将温度以210-300℃/min冷却至300-500℃；进而冷却到室温；
S3、将经过中间快速冷却后冷却至室温的热轧钢板再次加热至570℃或以上，并在20％氢气浓度的环境下进行热还原。
2.根据权利要求1所述的一种绿色高效免酸洗技术带钢的热轧工艺，其特征在于：步骤S1中，加热钢坯时的温度为1200-1280℃；热轧带钢的轧制速度不低于5m/s。
3.根据权利要求2所述的一种绿色高效免酸洗技术带钢的热轧工艺，其特征在于：步骤S2中，中间快速冷却后，氧化铁皮混合物含有20-30％的FeO含量。
4.根据权利要求3所述的一种绿色高效免酸洗技术带钢的热轧工艺，其特征在于：步骤S3中，升温至570℃以上还原后，热轧带钢的氧化铁皮组织中FeO的重量含量为50％及以上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310650169.0A CN117225896A (zh) | 2023-06-02 | 2023-06-02 | 一种绿色高效免酸洗技术带钢的热轧工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310650169.0A CN117225896A (zh) | 2023-06-02 | 2023-06-02 | 一种绿色高效免酸洗技术带钢的热轧工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117225896A true CN117225896A (zh) | 2023-12-15 |
Family
ID=89097333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310650169.0A Pending CN117225896A (zh) | 2023-06-02 | 2023-06-02 | 一种绿色高效免酸洗技术带钢的热轧工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117225896A (zh) |
-
2023
- 2023-06-02 CN CN202310650169.0A patent/CN117225896A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108097720B (zh) | 一种宽度1250mm纯钛冷轧薄钛带的轧制工艺 | |
| CN102925791B (zh) | 一种易酸洗钢及其生产方法 | |
| CN103341498B (zh) | 减少热轧钢板表面氧化铁皮厚度的方法 | |
| CN104726667B (zh) | 一种中薄板坯连铸连轧低温取向硅钢的生产方法 | |
| CN102671992A (zh) | 一种易酸洗钢板的制备方法 | |
| CN108517395A (zh) | 一种冷轧无取向电工钢带及其制备方法 | |
| CN103966409A (zh) | 一种中铬铁素体不锈钢制造方法 | |
| CN102266868B (zh) | 一种减酸洗钢的生产方法 | |
| CN102534363B (zh) | 一种节能型高生产效率的普通取向硅钢制造方法 | |
| CN102274937B (zh) | 一种逆偏析锡的含锡铁素体不锈钢薄带的制备方法 | |
| CN105803331B (zh) | 一种直接热镀锌的先进高强度钢板及其制备方法 | |
| CN111334731B (zh) | 一种α+β钛合金冷轧板带材控制各向异性方法 | |
| CN107201478A (zh) | 一种基于异径双辊薄带连铸技术的超低碳取向硅钢制备方法 | |
| CN105032974B (zh) | 锆及锆合金带卷的生产方法 | |
| CN110387502B (zh) | 一种高硅钢薄板及制备该薄板的深冷叠轧工艺 | |
| CN109097700B (zh) | 一种csp流程易酸洗低碳钢钢板及其制造方法 | |
| CN109201739B (zh) | 一种高性能超细晶铜/铝/铜复合带材的制备方法 | |
| CN108203788B (zh) | 一种薄带连铸低磁各向异性无取向硅钢的制备方法 | |
| CN117225896A (zh) | 一种绿色高效免酸洗技术带钢的热轧工艺 | |
| CN101967543A (zh) | 一种低碳铝镇静钢铸坯的热轧加热方法 | |
| CN116329280A (zh) | 宽幅铁铬铝合金钢卷的冷轧及连续退火酸洗方法 | |
| CN108531812A (zh) | 一种表面质量优良的冷轧无取向电工钢带及其制备方法 | |
| CN104313469B (zh) | 一种超低碳取向硅钢板及其制造方法 | |
| JP7320512B2 (ja) | 高強度ｑ＆ｐ鋼熱延コイルの軟化方法 | |
| CN111321362A (zh) | 一种α+β钛合金板带材控制各向异性的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |