[發明專利]減少蝕坑產生的鋼胚熱軋制程

無效

• 申請號: 201010103307.6
• 申請日: 2010-01-27
• 公開（公告）號: CN102133579A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 李明峯;廖啟民
• 申請（專利權）人: 中國鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B21B1/22
• 分類號: B21B1/22;B21B45/02
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術領域

本發明涉及一種熱軋制程，特別涉及一種減少蝕坑產生的鋼胚熱軋制程。

背景技術

一般鋼胚的熱軋制程包含一加熱步驟、一粗軋步驟、一精軋步驟、一冷卻步驟及一盤卷步驟。

該加熱步驟是將一鋼胚加熱至高溫，以軟化該鋼胚的金屬組織，有利于后續的加工成形，再利用該粗軋步驟軋延該鋼胚得到一厚度下降且長度變長的板胚，然后通過該精軋步驟再次軋延，得到一鋼帶，通過使該鋼帶的尺寸達到客戶指定的規格，然后進行該冷卻步驟，以大量的冷卻水噴灑該鋼帶的表面，降低鋼帶的溫度到達所預定的盤卷溫度，最后再通過該盤卷步驟以卷取該鋼帶，得到一鋼卷，以利后續的運送和儲存。

然而，一般熱軋制程在進行該盤卷步驟時，所設定的盤卷溫度大多在500～750℃間，造成本來滯留在該鋼帶表面上的冷卻水，在500～750℃的高溫下很容易氣化而離開該鋼帶表面，且不易停留在該鋼帶的表面上，所以該鋼帶的表面不易有蝕坑形成，確保該鋼帶表面呈現光滑態樣的外貌。

但是，隨著汽車工業朝向輕量化和高成形性的發展趨勢，具有雙相結構的雙相鋼將會被大量采用，然而，雙相鋼雖可滿足汽車工業要求的輕量化和高成形性的需求，但是，雙相鋼在進行熱軋制程時，為保有金屬的良好機械性質，會要求以雙相鋼為鋼材的盤卷溫度需設定在350℃以下。

所以在以雙相鋼為鋼材進行熱軋制程時，盤卷溫度必須設定在350℃以下，也就是說，雙相鋼所產制的鋼帶是在350℃以下的作業溫度，進行其盤卷作業工作，然而，此種作業模式往往造成大量的冷卻水，來不及在盤卷前被掃除或汽化蒸發，使得有部分冷卻水在盤卷時被包入鋼卷內，導致該等鋼卷冷卻至室溫后仍含有液態殘水，此種含有殘水現象的鋼卷，極易造成鋼帶表面的氯離子濃化，進而發生孔蝕現象，而于酸洗后的產品表面上產生蝕坑的缺陷，請參閱圖6，如圖中箭頭所示，可在此現有鋼帶表面觀察到有多量的黑點，所述黑點就是所述蝕坑；而該鋼帶表面的蝕坑，會使該鋼帶在后續加工而成為成品時，造成成品的耐疲勞性能劣化，機械性質下降，使得成品的良率下降，經本申請發明人于任職的中國鋼鐵股份有限公司(也就是本發明申請人)，統計該公司以常用熱軋制程產制雙相鋼的鋼卷，記錄其經過酸洗和涂油后的成品品質，發現其剔退率高達19.8％(請參圖5所示)。

參閱圖1，本申請發明人將現有具蝕坑缺陷的鋼帶，利用能量散布分析儀(Energy?Dispersive?Spectrometer，EDS)對該鋼帶的蝕坑作分析，得到在蝕坑的位置上除了有多量的鐵元素外，尚有鈣、鉀、硫、硅、錳、金等元素外，還有多量的氯元素。

參閱圖7，利用具有化學分析及光學顯微鏡功能的電子微探分析(Electron?Probe?Microanalysis；EPMA)，經檢測后成像得到鋼帶表面的氯離子含量的分析，在圖7中右側標示能量的分布是由能量較低的深(黑)色往上向能量較高的白色呈現，而能量較低的深(黑)色部分代表氯離子含量較低，而能量較高的白色部分代表氯離子含量較高，所以從圖7左側可以看出來，除了外圍有大致呈灰色的低能量分布外，近中心的部分還有大范圍呈現白色的高能量分布，顯現出在蝕坑位置的氯離子含量甚高。

借此推測，在冷卻過程中，因為帶有大量氯離子的冷卻水來不及在高溫下被掃除或汽化，而有大量含氯離子的水滯留在鋼帶的表面上，再卷入鋼卷內，導致盤卷后，鋼卷在冷卻到室溫的過程中，殘留冷卻水逐漸干涸，氯離子濃化，氯離子對鋼帶表面進行侵蝕，而使鋼帶表面形成多量的蝕坑。

此外，本申請發明人為進一步驗證盤卷溫度對于鋼帶表面蝕坑的影響，遂以JSH590Y鋼種針對不同的盤卷溫度，作了一項以其盤卷溫度對其機械性質及其表面品質對于鋼帶表面蝕坑的測試實驗，結果如表1所示，該JSH590Y鋼種的抗拉強度下限值為590Mpa。

表1

由表1呈現的數據與結果可知，只有在高盤卷溫度下，其蝕坑程度方能達到無～輕微，然而，其抗拉強度只至604Mpa，較接近590Mpa下限值，此容易造成產制出的產品強度不足，何況，前述已提及雙相鋼的冶金設計必須是在低盤卷溫度下，因此，利用減少冷卻水的噴出量以提高盤卷溫度的方式，無法滿足雙相鋼的冶金需求且效果相當有限。

再者，也有軋鋼業者在常用熱軋制程的盤卷步驟前，利用大量的空氣噴向鋼帶表面，從而掃除殘留在該鋼帶上的冷卻水，然而，輸送該鋼帶的速度很快，以噴氣掃除鋼帶上殘留的冷卻水，其效果十分有限，使得改善蝕坑產生的結果并不理想。另外，也有為了防止蝕坑形成而縮短后續的精整、酸洗、涂油等過程，然而這也只是治標不治本，同樣地，減少蝕坑的效果仍然不佳。