[發明專利]減少熱軋鋼板表面氧化鐵皮厚度的方法

有效

• 申請號: 201310219854.4
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN103341498A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 韓斌;蔡珍;李國彬;黃全偉;譚文;楊奕;劉洋
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: B21B37/00
• 分類號: B21B37/00;B21B37/74;B21B37/16
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西

技術領域

本發明涉及軋鋼過程控制技術，具體地指一種減少熱軋鋼板表面氧化鐵皮厚度的方法。

背景技術

目前，熱軋技術的發展主要集中在板形、厚度精度、溫度與性能的精準控制等方面，而隨著汽車、家電行業的快速發展，下游用戶對鋼材表面質量的要求越來越苛刻，企業經常由于表面氧化鐵皮控制不當引發質量異議甚至退貨，嚴重阻礙了產品檔次的提高。表面處理過去一直采用酸洗，冷軋，熱鍍鋅或涂層等工藝，近年節能減排方針的提出促使下游行業需滿足越來越嚴格的環保要求，酸洗除銹工藝受到限制，而無論酸洗還是鍍涂工藝的生產成本都較高，因此，熱軋鋼板表面質量控制技術將逐漸成為行業研究的熱點。

高溫下典型的氧化鐵皮結構是由最外層較薄的Fe₂O₃層、中間Fe₃O₄層和靠近基體最厚的FeO層組成。根據Fe-O平衡相圖，在570～137l℃時，FeO處于穩定狀態；在570℃以下時，FeO發生共析反應生成a-Fe+?Fe₃O₄的混合物，氧含量進一步提高時，會生成紅色的Fe₂O₃。圖1為Fe-O平衡相圖。氧化鐵皮酸洗難易程度為FeO層最易被酸分解，Fe₃O₄次之，Fe₂O₃最難被酸分解。溫度越高，氧化鐵皮生成速率越大，氧化鐵皮層越厚，越難被還原分解。圖2為鑄坯在不同溫度下的氧化增重曲線。

根據熱軋流程中帶鋼氧化鐵皮形成的不同階段可以將氧化鐵皮分為三種：加熱爐內生成的“一次氧化鐵皮”、粗軋區域生成的“二次氧化鐵皮”，及精軋過程中和卷曲后生成的“三次氧化鐵皮”。一次氧化鐵皮碰到高壓除磷水后由于熱應力產生內裂，高壓水會進入鋼基體界面上的空穴，使得一次氧化鐵皮較易去除，常規除磷工藝對“三次氧化鐵皮”也有較好的去除效果，而二次氧化鐵皮受到水平軋制的影響，厚度較薄且界面應力小，在常規除磷工藝下難以完全去除，殘余氧化鐵皮在精軋過程中容易形成氧化鐵皮壓入缺陷，進而降低鋼板的表面質量。

因軋鋼設備軋制能力的限制，傳統粗軋機組的壓下量分配一般是高溫大壓下量，第一道考慮咬入能力和厚度波動，壓下量略小，第二道絕對值壓下量最大，隨后壓下量逐道減小，以充分利用鋼的高溫塑性。近年來，我國軋鋼技術水平突飛猛進，軋制設備的軋制能力有了很大提高，而上述在軋機能力較弱時的壓下量分配方式卻沿用至今。

目前，關于熱軋鋼板表面質量控制技術的報道較多，鞍鋼股份有限公司劉源等發明的“一種控制中厚板表面氧化鐵皮的方法（CN?102825073?A）”提出板坯加熱溫度控制在1150℃～1200℃，入除磷機溫度≤1150℃，粗軋開軋目標溫度≤1100℃以減緩除磷后高溫板坯二次氧化鐵皮的生成速度；攀鋼集團鋼鐵釩鈦股份有限公司左軍等發明的“一種減少熱軋鋼板表面生成氧化鐵皮的制備方法（CN?101947557?A）”提出控制出爐溫度為1150℃～1250℃，精軋開軋溫度控制在950～1050℃，終軋溫度控制在830℃～900℃，前段以20～60℃/s?的冷卻速度冷卻到650～780℃,后段以2～20℃/s?的冷卻速度冷卻到550～650℃,以實現減少氧化鐵皮生成的目的；山西太鋼不銹鋼股份有限公司常斌等發明的“一種提高熱軋鋼卷表面質量的方法（CN?102367508A）”提出冶煉低合金鋼種時，鋼中硅含量控制在0.10～0.12％以下，避免在1200～1250℃長時間停留，應控制加熱時間不超過160分鐘以減少熱軋帶鋼氧化鐵皮產生厚度；東北大學劉振宇等發明的“一種薄板坯連鑄連軋易酸洗熱軋帶鋼的制備方法（CN?102699030A）”提出對精軋的板坯先后進行超快冷和層流冷卻，最終獲得氧化鐵皮FeO?的含量低于10wt%，氧化鐵皮厚度減薄5～10μm，結構均勻的易酸洗熱軋帶鋼。此外，還有一些專利公開了氧化鐵皮清除裝置，如“一種熱軋帶鋼表面的處理方法及專用裝置（CN?1396011）”和“連鑄坯除磷裝置（CN?2635236）”等。

然而，上述方法存在以下問題：1）降低板坯加熱溫度或保溫時間，不利于鋼中合金元素的均勻化，容易造成枝晶偏析和帶狀組織等缺陷；2）降低粗軋、精軋溫度會影響后續的冷卻過程以及組織均勻性，精軋溫度過低，容易造成混晶；3）對硅含量的控制提高了冶煉難度，且會對鋼種最終的力學性能造成影響；4）控制前段快速冷卻對現有的冷卻裝備提出了更高的要求；5）添加氧化鐵皮清除裝置增加了設施和投入。

發明內容