一種消除熱軋帶鋼表面色差缺陷的控制軋制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于軋鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種消除熱軋帶鋼表面色差缺陷的控制軋制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是鋼鐵生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，鋼鐵產(chǎn)量連續(xù)多年年居世界第一。熱軋板卷是熱軋類產(chǎn)品中比重最大的品種，可以直接出售或者作為后續(xù)冷軋生產(chǎn)的原料。由于長(zhǎng)期對(duì)熱軋產(chǎn)品表面質(zhì)量缺乏關(guān)注造成熱軋帶鋼表面氧化鐵皮不易去除，其中，色差缺陷在帶鋼表面缺陷中具有重要的代表性，不僅影響了熱軋產(chǎn)品的美觀，同時(shí)容易造成后續(xù)冷軋酸洗過(guò)程中的“欠酸洗”和“過(guò)酸洗”現(xiàn)象，從而嚴(yán)重阻礙了產(chǎn)品檔次的提升。
[0003]常規(guī)的熱軋工藝包括板坯加熱、熱軋和卷取等幾個(gè)主要過(guò)程。鋼坯加熱過(guò)程中，板坯表面會(huì)形成很厚的爐生氧化鐵皮(可達(dá)2?3mm厚)，這種氧化鐵皮又稱為“一次氧化鐵皮”，一次氧化鐵皮通常在加熱爐出口除去。鋼板在粗軋過(guò)程還會(huì)不斷形成更多的氧化鐵皮，這時(shí)形成的氧化鐵皮一般會(huì)在道次間通過(guò)高壓水清除。熱軋后形成19?45_的中間坯，再進(jìn)行精軋?zhí)幚?。在粗軋過(guò)程和粗軋之后形成的氧化鐵皮稱為“二次氧化鐵皮”，在精軋機(jī)組入口會(huì)有經(jīng)過(guò)高壓水除鱗清除。在精軋過(guò)程中和精軋后鋼材表面形成的氧化鐵皮稱為“三次氧化鐵皮”?！叭窝趸F皮”隨同鋼一同卷取后空冷至室溫狀態(tài)。卷取溫度通過(guò)在740?350°C之間，由于環(huán)境中存在氧氣，氧化鐵皮會(huì)繼續(xù)生長(zhǎng)，其結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生變化。三次氧化鐵皮通常會(huì)通過(guò)酸洗等方法去除。
[0004]熱軋帶鋼表面色差缺陷作為熱軋生產(chǎn)過(guò)程典型缺陷，通過(guò)對(duì)色差缺陷進(jìn)行研宄，發(fā)現(xiàn)熱軋帶鋼表面出現(xiàn)顏色差異是由于帶鋼表面氧化鐵皮橫向組織結(jié)構(gòu)不均勻引起的。高溫環(huán)境中，熱軋帶鋼表面邊部氧化鐵皮由于處在富氧環(huán)境中，F(xiàn)e2O3的生長(zhǎng)速度較快，因此將在帶鋼表面邊部形成一層Fe2O3層。在軋制工序后的冷卻過(guò)程中，氧化鐵皮結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變，帶鋼中部氧化鐵皮組織為片層狀共析組織、Fe3O4和FeO，帶鋼表面氧化鐵皮結(jié)構(gòu)和厚度的差異導(dǎo)致了顏色差異的產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決熱軋帶鋼表面色差缺陷的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種消除熱軋帶鋼表面色差缺陷的控制軋制方法。該控制方法通過(guò)降低氧化鐵皮的厚度，提高帶鋼橫向氧化鐵皮厚度和結(jié)構(gòu)均勻性從而達(dá)到消除熱軋帶鋼表面色差缺陷的目的，獲得的帶鋼氧化鐵皮厚度均勻，結(jié)構(gòu)致密，無(wú)橫向色差，氧化鐵皮厚度控制在5-15 μπι，有效的消除了帶鋼表面色差缺陷。
[0006]一種消除熱軋帶鋼表面色差缺陷的控制軋制方法，包括如下步驟:
[0007](I)加熱爐階段
[0008]將厚度為180-250mm的連鑄成形的板坯置于加熱爐中進(jìn)行加熱處理，在爐時(shí)間為160?220min，板還出爐溫度為1150?1250°C，出爐后對(duì)板還進(jìn)行高壓水除鱗，除鱗水壓^ 18MPa，將一次氧化鐵皮除凈；所述的板坯為各種鋼種，包括合金鋼、低碳鋼等；
[0009](2)粗軋階段
[0010]根據(jù)板坯厚度對(duì)板坯進(jìn)行3-5道次粗軋，終軋溫度控制在1030?1120°C，軋制中間坯厚度為35-45mm，采用奇數(shù)道次除鱗，除鱗水壓多18MPa，每個(gè)除鱗道次除磷處理時(shí)均完全除凈二次氧化鐵皮；
[0011](3)精軋階段
[0012]將進(jìn)入精軋機(jī)的板坯除磷I次，除鱗水壓彡18MPa，然后將板坯進(jìn)行7機(jī)架的精軋，控制最后一道機(jī)架軋制速度為5?12m/s，終軋溫度為840?900°C，終軋出口處帶鋼溫度均勻性在±25°C，成品帶鋼厚度為2-12mm ;機(jī)架間冷卻水開(kāi)啟制度為前四個(gè)機(jī)架間的冷卻水水量多40%，后三機(jī)架間的冷卻水水量逐漸減少、最后兩機(jī)架間冷卻水量< 15%;并且在F2(第二)至F6(第六)機(jī)架中的任意一個(gè)或多個(gè)機(jī)架上根據(jù)帶鋼厚度和軋制速度的要求投入熱軋潤(rùn)滑油；
[0013](4)軋后冷卻卷取階段
[0014]精軋后的帶鋼采用前段式層流冷卻模式冷卻，冷卻至溫度為520?620°C，帶鋼溫度均勻性控制在±20°C，進(jìn)行卷取。
[0015]本發(fā)明生產(chǎn)出的熱軋帶鋼無(wú)橫向色差，氧化鐵皮厚度控制在5-15 μπι，通過(guò)中國(guó)專利ZL2010100101165的“一種化學(xué)腐蝕檢測(cè)熱軋帶鋼氧化鐵皮結(jié)構(gòu)的方法”中記載的方法對(duì)本發(fā)明得到的產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，獲得的熱軋氧化鐵皮中，氧化鐵皮厚度和結(jié)構(gòu)橫向均勻性提高:對(duì)于合金鋼氧化鐵皮以先共析四氧化三鐵為主，含量超過(guò)60%;對(duì)于低碳鋼氧化鐵皮以共析四氧化三鐵為主，含量超過(guò)60% ;通過(guò)表面觀察和剖視檢測(cè)的結(jié)果可以看出帶鋼表面質(zhì)量明顯提尚。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其特點(diǎn)在于:
[0017](I)本發(fā)明針對(duì)一次氧化鐵皮產(chǎn)生條件，通過(guò)優(yōu)化板坯加熱溫度和除鱗制度要求，提高熱連軋生產(chǎn)過(guò)程中一次氧化鐵皮除鱗率，保證鑄坯除鱗后無(wú)一次氧化鐵皮殘留。
[0018](2)本發(fā)明針對(duì)粗軋階段中二次氧化鐵皮形成過(guò)程，提出了粗軋階段的除鱗水壓要求，保證粗軋階段二次氧化鐵皮的除鱗效果。
[0019](3)本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化精軋過(guò)程中軋制溫度及提高溫度均勻性工藝，結(jié)合機(jī)架間冷卻方式和熱軋潤(rùn)滑制度，在降低氧化鐵皮厚度的同時(shí)提高了氧化鐵皮生長(zhǎng)的均勻性，合理的軋制溫度設(shè)計(jì)避免氧化鐵皮破碎造成的后續(xù)氧化鐵皮生長(zhǎng)不均的問(wèn)題。
[0020](4)本發(fā)明在軋后冷卻方面，采用前段式層流冷卻模式，在保證帶鋼橫向溫度均勻性的前提下有效的降低了帶鋼表面溫度，從而在保證三次氧化鐵皮的均勻性的前提下降低了氧化鐵皮厚度。
[0021](5)考慮到卷取后冷卻速率的不同，會(huì)導(dǎo)致冷卻到室溫后帶鋼邊部與中部表面氧化鐵皮組織結(jié)構(gòu)出現(xiàn)差異，本發(fā)明通過(guò)控制卷取溫度的方法使得氧化鐵皮組織在冷卻過(guò)程中直接進(jìn)入先共析或共析區(qū)間，鋼卷邊部與鋼卷中部的氧化鐵皮中的FeO都能充分的進(jìn)行先共析或共析反應(yīng)，從而使鋼卷中部與邊部的氧化鐵皮組織結(jié)構(gòu)均勻相似，同時(shí)適當(dāng)降低卷取溫度，邊部氧化鐵皮雖處于富氧區(qū)，但長(zhǎng)大趨勢(shì)不是很明顯，因此帶鋼表面邊部與中部的氧化鐵皮厚度基本一致。帶鋼表面氧化鐵皮橫向均勻性大大提高，從而使得鋼卷表面的色差缺陷消失，消除帶鋼色差缺陷。
[0022](6)通過(guò)本發(fā)明的工藝調(diào)整后，帶鋼表面的氧化鐵皮厚度控制在5-15 μ m，對(duì)于合金鋼的氧化鐵皮以先共析四氧化三鐵為主，含量超過(guò)60% ;對(duì)于低碳鋼的氧化鐵皮以共析四氧化三鐵為主，含量超過(guò)60%;氧化鐵皮厚度和結(jié)構(gòu)橫向均勻性提高，帶鋼表面無(wú)色差缺陷，表面質(zhì)量明顯提尚。
[0023](7)本發(fā)明適用常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線，利用鋼廠現(xiàn)有設(shè)備和工藝條件，不需要增加投資和生產(chǎn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為常規(guī)工藝軋制的帶鋼表面色差缺陷宏觀圖片；
[0025]圖2為常規(guī)工藝軋制的帶鋼中部氧化鐵皮的斷面結(jié)構(gòu)及氧化鐵皮厚度圖片；
[0026]圖3為常規(guī)工藝軋制的帶鋼邊部氧化鐵皮的斷面結(jié)構(gòu)及氧化鐵皮厚度圖片；
[0027]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1軋制的帶鋼表面宏觀圖片；
[0028]圖5為本發(fā)明實(shí)施例1軋制的帶鋼酸洗效果宏觀圖片；
[0029]圖6為本發(fā)明實(shí)施例1軋制的帶鋼中部氧化鐵皮的斷面結(jié)構(gòu)及氧化鐵皮厚度圖片;
[0030]圖7為本發(fā)明實(shí)施例1軋制的帶鋼邊部氧化鐵皮的斷面結(jié)構(gòu)及氧化鐵皮厚度圖片；
[0031]圖8為本發(fā)明實(shí)施例3軋制的帶鋼中部氧化鐵皮的斷面結(jié)構(gòu)及氧化鐵皮厚度圖片;
[0032]圖9為本發(fā)明實(shí)施例3軋制的帶鋼邊部氧化鐵皮的斷面結(jié)構(gòu)及氧化鐵皮厚度圖片。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下實(shí)施例中所使用的軋機(jī)為2250mm熱連軋生產(chǎn)線的軋機(jī)，全部為4輥軋機(jī)。
[0034]實(shí)施例中所使用的潤(rùn)滑油為熱軋潤(rùn)滑軋制油，市購(gòu)。
[0035]—次氧化鐵皮:爐生氧化鐵皮。
[0036]二次氧化鐵皮:粗軋階段生成的氧化鐵皮。
[0037]三次氧化鐵皮:精軋階段生成的氧化鐵皮。
[0038]在常規(guī)熱軋工藝條件下，在加熱爐中將板坯加熱至1280°C，粗軋5道次，精軋6或者7道次，終軋溫度為820°C，乳后冷卻至溫度為640°C，然后卷取。該工藝條件下，帶鋼表面均出現(xiàn)顏色差異，靠近中間部分區(qū)域呈現(xiàn)淺灰色，靠近邊部區(qū)域呈現(xiàn)深藍(lán)色，這就是所謂的“色差”缺陷，如圖1所示，該帶鋼與實(shí)施例1的板坯原料相同。缺陷一般出現(xiàn)在離帶鋼邊部30-50cm左右的位置，且呈對(duì)稱分布。帶鋼表面出現(xiàn)色差缺陷嚴(yán)重影響產(chǎn)品的直接供貨，并對(duì)后續(xù)生產(chǎn)加工工序產(chǎn)生不利影響。分別取存在色差缺陷帶鋼表面邊部和中部氧化鐵皮進(jìn)行組織結(jié)構(gòu)分析，其氧化鐵皮斷面微觀組織結(jié)構(gòu)如圖2，3所示。帶鋼邊部氧化鐵皮外側(cè)為一層較厚的Fe3O4組織，靠近基體側(cè)是一層片層狀共析組織Fe 304+ α -Fe，氧化鐵皮厚度在11.5 ym左右；帶鋼中部氧化鐵皮基本為Fe3O4層，厚度在9-10 μ m。帶鋼表面氧化鐵皮的組織結(jié)構(gòu)及厚度存在較大的差異是造成色差缺陷的主要原因。
[0039]實(shí)施例1
[0040]以低碳鋼DC04為目標(biāo)鋼種，通過(guò)冶煉得到較純凈的鋼水，再經(jīng)過(guò)連鑄機(jī)連鑄成鑄坯，其成分重量百分比為:C:0.039%, Si:0.025%, Mn:0.23%, P:0.017%, S:0.0045%,Al:0.022%，余量為鐵。
[0041]鑄坯厚度為200mm，將鑄坯置于加熱爐中加熱180min，出爐溫度為1200°C，出爐后除磷水壓為ISMPa ;粗軋階段采用5道次粗軋，中間坯厚度為40mm，粗軋過(guò)程中1，3，5道次除鱗，粗軋除鱗水壓為18MPa，粗軋終軋溫度控制在1040°C ;
[0042]將進(jìn)入精軋機(jī)的板坯除磷I次，除磷水壓為18MPa，然后進(jìn)行7機(jī)架的精軋，精軋階段開(kāi)軋溫度1030°C，精軋機(jī)冷卻水開(kāi)啟模式為第一和第二機(jī)架間的冷卻水水量為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10% ;精軋階段熱軋潤(rùn)滑油投入機(jī)架為F2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)5 ;精軋階段終軋溫度為860°C，最后機(jī)架軋制速度為6.6m/s ;成品帶鋼厚度為4.5mm,帶鋼溫度均勻性控制在±20 0C ；
[0043]軋后冷卻階段，精軋后的帶鋼采用前段式層流冷卻模式，冷卻至帶鋼溫度為570 0C，帶鋼溫度均勻性控制在±20°C，進(jìn)行卷取。
[0044]采用上述工藝獲得的熱軋帶鋼宏觀照片如圖4所示。經(jīng)檢測(cè)，帶鋼表面氧化鐵皮如圖6、7所示，氧化鐵皮靠近基體側(cè)為一層片層狀共析組織，共析組織占整個(gè)氧化鐵皮層的比例超過(guò)60 %。表面氧化鐵皮厚度統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，帶鋼表面