專利名稱：一種薄板坯連鑄連軋易酸洗熱軋帶鋼的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及ー種薄板坯連鑄連軋易酸洗熱軋帶鋼的制備方法。
背景技術(shù)：
熱軋帶鋼的表面氧化鐵皮一般由三層鐵的氧化物組成，最外層是較致密柱狀結(jié)晶構(gòu)造的Fe2O3，呈紅色；中間層是致密而無(wú)裂紋的Fe3O4，呈黑色；而最內(nèi)層靠近基體的部分是疏松多孔、易被破壞的FeO，呈蘭灰色，這些氧化物的氧含量是由外到內(nèi)逐漸減小，并且外層致密，內(nèi)層疏松多孔。根據(jù)Fe-O平衡相圖，在57(Tl371°C吋，F(xiàn)eO處于穩(wěn)定狀態(tài)；在570°C以下吋，F(xiàn)eO發(fā)生共析反應(yīng)生成ci-Fe + Fe3O4的混合物。在不同的熱軋條件下，得到的氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)和厚度是變化的。 針對(duì)熱軋過(guò)程中鋼板表面出現(xiàn)的氧化鐵皮，國(guó)內(nèi)外采用的主要常規(guī)除鱗(氧化鐵皮)方法有高壓水除鱗、機(jī)械除鱗、化學(xué)法除鱗、酸洗除鱗等。由于酸洗產(chǎn)生的廢酸是環(huán)境的嚴(yán)重污染源之一，近年來(lái)不斷地發(fā)展出多種清除帶鋼表面氧化鐵皮的潔凈技術(shù)，如還原法除鱗，濕式拋丸法和表面生態(tài)酸洗除鱗(EPS)等。目前，鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)冷軋備料時(shí)，通過(guò)控制后續(xù)酸洗過(guò)程來(lái)達(dá)到提高酸洗帶鋼表面質(zhì)量的目的，但是酸洗鋼板的表面質(zhì)量經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)“欠酸洗”或“過(guò)酸洗”等現(xiàn)象，造成后續(xù)酸洗過(guò)程中用酸量過(guò)高、對(duì)環(huán)境造成沉重的負(fù)荷?！耙姿嵯翠摗笔侵覆桓淖儸F(xiàn)有的生產(chǎn)條件、不影響鋼板本身性能的前提下，通過(guò)調(diào)整熱軋エ藝參數(shù)來(lái)降低熱軋板帶氧化鐵皮的厚度、改變氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)使鋼板表面生成較多的易于酸洗的FeO，使得鋼板在酸洗過(guò)程中可以減少酸的用量，減小酸洗時(shí)間進(jìn)而提高了酸洗效率的鋼種。目前熱軋帶鋼的生產(chǎn)エ藝的軋制溫度偏高，并且在軋制過(guò)程中的冷卻水量小，軋制節(jié)奏緩慢，這就造成了帶鋼在高溫區(qū)間的氧化時(shí)間長(zhǎng)，從而導(dǎo)致帶鋼的氧化鐵皮厚度大，結(jié)構(gòu)不均勻，不易酸洗。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的熱軋鋼板表面難以酸洗的問(wèn)題，本發(fā)明提供ー種薄板坯連鑄連軋易酸洗熱軋帶鋼的制備方法，通過(guò)降低氧化鐵皮的厚度，合理設(shè)定氧化鐵皮結(jié)構(gòu)，提高氧化鐵皮橫向均勻性，增加熱軋氧化鐵皮微裂紋，從而達(dá)到減少酸洗用酸量、提高酸洗效率和酸洗效果的目的。本發(fā)明的薄板坯連鑄連軋易酸洗熱軋帶鋼的生產(chǎn)方法，按照以下步驟進(jìn)行
(1)冶煉鋼水并連鑄成板坯，其成分按重量百分比為C彡0.1%，Si彡0.2%，MnO. 05%-1. 0%, P 彡 O. 02%, S 彡 O. 01%, Al O. 010 0· 06%，余量為鐵；
(2)將板坯加熱到110(T115(TC出加熱爐，對(duì)板坯進(jìn)行高壓水除鱗，要求除鱗時(shí)水壓至少為28MPa ；
(3)將除鱗后的板坯進(jìn)入精軋機(jī)組，然后進(jìn)行精軋，精軋開(kāi)軋溫度為1050 1110で，終軋溫度為86(T920°C，精軋時(shí)的軋制速度為5 12m/s，在精軋過(guò)程中，以冷卻水管路最大水量為基準(zhǔn)，第一和第二機(jī)架間的冷卻水水量>60%，第二和第三機(jī)架間的冷卻水水量為50%-60%，第三和第四、第四和第五機(jī)架間的冷卻水水量為30%-50%，第五和第六、第六和第七機(jī)架間的冷卻水水量為10%-20%;
(4)精軋后對(duì)板坯先后進(jìn)行超快冷和層流冷卻，超快冷冷卻速率> 300C /s，終冷溫度控制在690-740°C，層流冷卻采用前段式冷卻，將板坯冷卻至55(T650°C吋，對(duì)板坯進(jìn)行卷取，卷取后的冷卻速率為f 3°C /min,最終獲得氧化鐵 皮FeO的含量低于10wt%，氧化鐵皮厚度減薄5-10um，結(jié)構(gòu)均勻的易酸洗熱軋帶鋼。采用本發(fā)明エ藝，熱軋帶鋼氧化鐵皮結(jié)構(gòu)以先共析Fe3O4和共析組織Fe304+Fe為主，在基體與氧化鐵皮界面處有10%左右的FeO存在，沿著冷軋備料帶鋼寬度方向上氧化鐵皮厚度和結(jié)構(gòu)都比較均勻，氧化鐵皮表面出現(xiàn)大量微裂紋，有利于后續(xù)酸洗酸液進(jìn)入，提高酸洗速率，氧化鐵皮厚度基本控制在5-10 μ m范圍內(nèi)。本發(fā)明特點(diǎn)和有益效果是
(1)本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化精軋過(guò)程中的軋制溫度，并結(jié)合機(jī)架間的冷卻方式提高軋制鋼材板坯的節(jié)奏，減少帶鋼在高溫區(qū)間的氧化時(shí)間，從而有效的降低氧化鐵皮的厚度，控制合理的軋制溫度區(qū)間，有利于氧化鐵皮塑性的提高，避免氧化鐵皮破碎和壓入造成紅色鐵皮缺陷；
(2)本發(fā)明在軋后冷卻方面，采用超快冷和層流冷卻模式相結(jié)合方式，利用超快冷快冷速大的特點(diǎn)，有效的降低了帶鋼表面溫度，使得表面氧化鐵皮熱應(yīng)カ加大使得氧化鐵皮表面出現(xiàn)大量微裂紋，有利于后續(xù)酸洗酸液進(jìn)入，提高酸洗速率，后續(xù)前段式層流冷卻方式能夠合理的控制卷取溫度，通過(guò)控制卷取溫度的方法來(lái)達(dá)到控制后續(xù)氧化亞鐵的共析反應(yīng)進(jìn)程的目的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)氧化鐵皮結(jié)構(gòu)的合理控制，使最終氧化鐵皮微觀結(jié)構(gòu)在線控制為易酸洗的結(jié)構(gòu)，通過(guò)氧化鐵皮結(jié)構(gòu)的檢測(cè)，本發(fā)明的熱軋帶鋼的表面邊部、1/4處和中心處的氧化鐵皮結(jié)構(gòu)和厚度均勻，提高了氧化鐵皮的橫向均勻性，這是提高酸洗速率，酸洗后表面明顯改善的ー個(gè)主要原因；
(3)本發(fā)明的易酸洗熱軋帶鋼，表面氧化鐵皮厚度控制在5-10μ m范圍內(nèi)，氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)合理且均勻性好，氧化鐵皮表面存在大量微小裂紋，在后續(xù)酸洗過(guò)程中，帶鋼的酸洗效率提高，酸耗降低，在保證鋼板酸洗質(zhì)量的情況下，有效地提高了酸洗效率。


圖I為在實(shí)施例I的易酸洗熱軋帶鋼表面氧化鐵皮的斷面結(jié)構(gòu)；
圖2為在實(shí)施例I的易酸洗熱軋帶鋼表面氧化鐵皮的微觀表面形貌；
圖3為在實(shí)施例I的易酸洗熱軋帶鋼經(jīng)過(guò)酸洗后鋼板的宏觀表面形貌照片；
圖4為在實(shí)施例2的易酸洗熱軋帶鋼表面氧化鐵皮的斷面結(jié)構(gòu)；
圖5為在實(shí)施例2的易酸洗熱軋帶鋼表面氧化鐵皮的微觀表面形貌；
圖6為在實(shí)施例2的易酸洗熱軋帶鋼經(jīng)過(guò)酸洗后鋼板的宏觀表面形貌照片；
圖7為在實(shí)施例3的易酸洗熱軋帶鋼表面氧化鐵皮的斷面結(jié)構(gòu)；
圖8為在實(shí)施例3的易酸洗熱軋帶鋼表面氧化鐵皮的微觀表面形貌；
圖9為在實(shí)施例3的易酸洗熱軋帶鋼經(jīng)過(guò)酸洗后鋼板的宏觀表面形貌照片；圖10為對(duì)比例的實(shí)驗(yàn)鋼種在原始エ藝條件下得到的鋼板表面氧化鐵皮的斷面結(jié)構(gòu)； 圖11為對(duì)比例的實(shí)驗(yàn)鋼種在原始エ藝條件下得到鋼板表面氧化鐵皮的微觀表面形
貌；
圖12為對(duì)比例的實(shí)驗(yàn)鋼種在原始エ藝條件下經(jīng)過(guò)酸洗后鋼板的宏觀表面形貌照片。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例中對(duì)于易酸洗熱軋帶鋼表面氧化鐵皮的形貌觀察采用的是日本JEOL公司生產(chǎn)的JXA-8530F型場(chǎng)發(fā)射電子探針。對(duì)易酸洗熱軋帶鋼進(jìn)行酸洗的酸洗エ藝為采用淺槽紊流酸洗方式，酸洗用酸為160g/L的HCl溶液，酸洗槽溫度為(80-85) °C，漂洗水的水溫為(60-80) °C。實(shí)施例I
(1)冶煉鋼水并連鑄成板坯，其成分按重量百分比為C:0. 045%，Si: O. 012%, Mn O. 18%, P :彡 O. 02%, S :彡 O. 006%, Al 0. 022%，余量為鐵；
(2)將板坯加熱到1150°C出爐，對(duì)板坯進(jìn)行高壓水除鱗，除鱗水壓為30MPa；
(3)將除鱗后的板坯進(jìn)入精軋機(jī)組，然后進(jìn)行精軋，精軋開(kāi)軋溫度為1110°C，終軋溫度為880°C，精軋時(shí)的軋制速度為8. 9m/s，在精軋過(guò)程中，第一和第二機(jī)架間的冷卻水水量60%,第二和第三機(jī)架間的冷卻水水量為50%，第三和第四機(jī)架間的冷卻水水量為40%、第四和第五機(jī)架間的冷卻水水量為35%，第五和第六機(jī)架間的冷卻水水量為20%，第六和第七機(jī)架間的冷卻水水量為10% ；
(4)精軋后對(duì)板坯先后進(jìn)行超快冷和層流冷卻，超快冷冷卻速率30°C /s，終冷溫度控制在720°C，層流冷卻采用前段式冷卻，將板坯冷卻至620°C吋，對(duì)板坯進(jìn)行卷取，卷取后的冷卻速率為1°C /min，獲得的結(jié)構(gòu)如圖I所示，氧化鐵皮以先共析Fe3O4和共析組織Fe304+Fe為主，其百分含量為92%，其余為FeO，氧化鐵皮厚度減薄7-8 μ m,氧化鐵皮結(jié)構(gòu)均勻且氧化鐵皮表面存在大量的微裂紋，有利于后續(xù)酸洗過(guò)程中酸液的進(jìn)入，在保證鋼板酸洗質(zhì)量的情況下，有效地提高了酸洗效率。實(shí)施例2
(1)冶煉鋼水并連鑄成板坯，其成分按重量百分比為c:0. 034%, Si :0. 015%, Mn :0. 16%，P :彡 O. 02%, S :彡 O. 006%, Al 0. 032%，余量為鐵；
(2)將板坯加熱到1120°C出爐，對(duì)板坯進(jìn)行高壓水除鱗，除鱗水壓為32MPa；
(3)將除鱗后的板坯進(jìn)入精軋機(jī)組，然后進(jìn)行精軋，精軋開(kāi)軋溫度為1080°C，終軋溫度為860°C，精軋時(shí)的軋制速度為9. 2m/s，在精軋過(guò)程中，第一和第二機(jī)架間的冷卻水水量70%,第二和第三機(jī)架間的冷卻水水量為55%，第三和第四機(jī)架間的冷卻水水量為45%、第四和第五機(jī)架間的冷卻水水量為30%，第五和第六機(jī)架間的冷卻水水量為20%，第六和第七機(jī)架間的冷卻水水量為11% ;
(4)精軋后對(duì)板坯先后進(jìn)行超快冷和層流冷卻，超快冷冷卻速率35°C /s，終冷溫度控制在695°C，層流冷卻采用前段式冷卻，將板坯冷卻至605°C吋，對(duì)板坯進(jìn)行卷取，卷取后的冷卻速率為2°C/min，獲得的熱軋帶鋼氧化鐵皮結(jié)構(gòu)如圖4所示，氧化鐵皮以先共析Fe3O4和共析組織Fe304+Fe為主，其百分含量為96%，其余為FeO，氧化鐵皮厚度減薄5. 5-7. 5um,氧化鐵皮結(jié)構(gòu)均勻且氧化鐵皮表面存在大量的微裂紋，有利于后續(xù)酸洗過(guò)程中酸液的進(jìn)入，在保證鋼板酸洗質(zhì)量的情況下，有效地提高了酸洗效率。實(shí)施例3
(1)冶煉鋼水并連鑄成板坯，其成分按重量百分比為CO. 1%，Si O. 2%，Mn O. 05%, Pく O. 02%, S 彡 O. 01%, Al O. 01%，余量為鐵；
(2)將板坯加熱到1100°C出加熱爐，對(duì)板坯進(jìn)行高壓水除鱗，除鱗時(shí)水壓為28MPa；
(3)將除鱗后的板坯進(jìn)入精軋機(jī)組，然后進(jìn)行精軋，精軋開(kāi)軋溫度為1050°C，終軋溫度為920°C，精軋時(shí)的軋制速度為5m/s，在精軋過(guò)程中，第一和第二機(jī)架間的冷卻水水量為70%，第二和第三機(jī)架間的冷卻水水量為60%，第三和第四、第四和第五機(jī)架間的冷卻水水量為30%，第五和第六、第六和第七機(jī)架間的冷卻水水量分別為15% ；
(4)精軋后對(duì)板坯先后進(jìn)行超快冷和層流冷卻，超快冷冷卻速率35°C /s，終冷溫度控制在690°C，層流冷卻采用前段式冷卻，將板坯冷卻至550°C吋，對(duì)板坯進(jìn)行卷取，卷取 后的冷卻速率為3°C /min，最終獲得氧化鐵皮的斷面結(jié)構(gòu)如圖7所示，其FeO的含量低于10wt%，氧化鐵皮厚度減薄5-10um，結(jié)構(gòu)均勻的易酸洗熱軋帶鋼。實(shí)施例4
(1)冶煉鋼水并連鑄成板坯，其成分按重量百分比為CO. 056%, Si O. 018%, Mn I. 0%, Pく O. 02%, S 彡 O. 01%, Al O. 06%，余量為鐵；
(2)將板坯加熱到1150°C出加熱爐，對(duì)板坯進(jìn)行高壓水除鱗，要求除鱗時(shí)水壓為35MPa ；
(3)將除鱗后的板坯進(jìn)入精軋機(jī)組，然后進(jìn)行精軋，精軋開(kāi)軋溫度為1050°C，終軋溫度為860°C，精軋時(shí)的軋制速度為12m/s，在精軋過(guò)程中，第一和第二機(jī)架間的冷卻水水量75%，第二和第三機(jī)架間的冷卻水水量為60%，第三和第四、第四和第五機(jī)架間的冷卻水水量為50%,第五和第六、第六和第七機(jī)架間的冷卻水水量分別為20%和15% ；
(4)精軋后對(duì)板坯先后進(jìn)行超快冷和層流冷卻，超快冷冷卻速率為40°C /s，終冷溫度控制在740°C，層流冷卻采用前段式冷卻，將板坯冷卻至650°C吋，對(duì)板坯進(jìn)行卷取，卷取后的冷卻速率為2°C /min，最終獲得氧化鐵皮FeO的含量低于10wt%，氧化鐵皮厚度減薄5-10um，結(jié)構(gòu)均勻的易酸洗熱軋帶鋼。對(duì)比例
在調(diào)整エ藝前，實(shí)驗(yàn)鋼種表面的氧化鐵皮的斷面結(jié)構(gòu)及鐵皮厚度的照片如圖7所示。通過(guò)圖7可以看到，在原始エ藝條件下，氧化鐵皮的厚度為If 13 μ m,氧化鐵皮的厚度較大，圖8示出的是在原始エ藝條件下，鋼板表面氧化鐵皮的微觀表面形貌。(I)冶煉鋼水并連鑄成板坯，其成分按重量百分比為C :0. 045%, Si O. 012%，Mn O. 18%, P :彡 O. 021%, S :彡 O. 006%, Al 0. 022%，余量為鐵；
(2)將板坯加熱到1170°C出爐，對(duì)板坯進(jìn)行高壓水除鱗，除鱗水壓為30MPa；
(3)將除鱗后的板坯進(jìn)入精軋機(jī)組，然后進(jìn)行精軋，精軋開(kāi)軋溫度為1130°C，終軋溫度為850°C，精軋時(shí)的軋制速度為8. 9m/s，在精軋過(guò)程中，第一和第二機(jī)架間的冷卻水水量40%,第二和第三機(jī)架間的冷卻水水量為30%，第三和第四機(jī)架間的冷卻水水量為25%，其余機(jī)架間不開(kāi)冷卻水；
(4)精軋后對(duì)板坯進(jìn)行層流冷卻，層流冷卻采用前段式冷卻，將板坯冷卻至670°C吋，對(duì)板還進(jìn)行卷取，卷取后的冷卻速率為l°C/min。如圖10所示氧化鐵皮的厚度為11 13μηι,氧化鐵皮的厚度較大，圖11示出的是在原始工藝條件下，鋼板表面氧化鐵皮的微觀表面形 貌。從圖12可以看出，原始工藝下酸洗厚度帶鋼表面出現(xiàn)不規(guī)則的黑色帶狀條紋，導(dǎo)致酸洗效果較差。
權(quán)利要求
1. ー種薄板坯連鑄連軋易酸洗熱軋帶鋼的制備方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行 (1)冶煉鋼水并連鑄成板坯，其成分按重量百分比為C≤0.1%，Si≤0.2%，MnO. 05%-1. 0%, P ≤ O. 02%, S ≤ O. 01%, Al O. 010 0· 06%，余量為鐵； (2)將板坯加熱到110(T115(TC出加熱爐，對(duì)板坯進(jìn)行高壓水除鱗，要求除鱗時(shí)水壓至少為28MPa ； (3)將除鱗后的板坯進(jìn)入精軋機(jī)組，然后進(jìn)行精軋，精軋開(kāi)軋溫度為1050 1110で，終軋溫度為86(T920°C，精軋時(shí)的軋制速度為5 12m/s，在精軋過(guò)程中，以冷卻水管路最大水量為基準(zhǔn)，第一和第二機(jī)架間的冷卻水水量> 60%，第二和第三機(jī)架間的冷卻水水量為50%-60%，第三和第四、第四和第五機(jī)架間的冷卻水水量為30%-50%，第五和第六、第六和第七機(jī)架間的冷卻水水量為10%-20% ； (4)精軋后對(duì)板坯先后進(jìn)行超快冷和層流冷卻，超快冷冷卻速率>300C /s，終冷溫度控制在690-740°C，層流冷卻采用前段式冷卻，將板坯冷卻至55(T650°C吋，對(duì)板坯進(jìn)行卷取，卷取后的冷卻速率為f 3°C /min，最終獲得氧化鐵皮FeO的含量低于10wt%，氧化鐵皮厚度減薄5-10um，結(jié)構(gòu)均勻的易酸洗熱軋帶鋼。
全文摘要
本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種薄板坯連鑄連軋易酸洗熱軋帶鋼的制備方法。冶煉鋼水并連鑄成板坯，將板坯加熱，對(duì)板坯進(jìn)行高壓水除鱗，然后對(duì)板坯進(jìn)行精軋，精軋過(guò)程中，第一和第二機(jī)架間冷卻水水量≥60%，第二和第三機(jī)架間冷卻水水量為50%-60%，第三和第四、第四和第五機(jī)架間冷卻水水量為30%-50%，第五和第六、第六和第七機(jī)架間冷卻水水量為10%-20%，對(duì)精軋的板坯先后進(jìn)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(jié)構(gòu)均勻的易酸洗熱軋帶鋼。本發(fā)明的易酸洗熱軋帶鋼，氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)合理且均勻性好，氧化鐵皮表面存在大量微小裂紋，在后續(xù)酸洗過(guò)程中，帶鋼的酸洗效率提高，酸耗降低，在保證鋼板酸洗質(zhì)量的情況下，有效地提高了酸洗效率。
文檔編號(hào)B21B37/74GK102699030SQ20121017314
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者劉振宇, 劉旭輝, 周明偉, 張輝波, 成小軍, 曹光明, 李會(huì), 王國(guó)棟 申請(qǐng)人:東北大學(xué), 湖南華菱漣源鋼鐵有限公司, 湖南華菱漣鋼薄板有限公司