CN109097700A - 一种csp流程易酸洗低碳钢钢板及其制造方法 - Google Patents

一种csp流程易酸洗低碳钢钢板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种CSP流程易酸洗低碳钢钢板及其制造方法。其化学成分及重量百分比为：C：0.020～0.050％；Si：≤0.030％；Mn：≤0.30％；P：≤0.015％；S：≤0.010％；Al：0.020～0.060％；其余为Fe及不可避免的夹杂。采用如下步骤制造：铁水预处理、转炉冶炼、吹氩站、LF炉精炼、CSP连铸、加热、高压水除鳞、热轧、层流冷却、卷取这种钢板通过合理的冶炼、加热、热轧、冷却及卷取工艺。按照本发明公开的方法可以明显减少低碳钢钢板的氧化铁皮厚度，提高氧化铁皮中FeO比例，降低后续酸洗工序的酸液用量，减少酸洗时间，提高其生产效率和成材率。

Description

一种CSP流程易酸洗低碳钢钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及薄板坯连铸连轧钢的生产工艺技术领域，具体涉及一种CSP流程易酸洗低碳钢钢板及其制造方法。
背景技术
低碳钢作为CSP产品结构中的重要品种之一，主要充当冷轧基料使用，后续需经过酸洗工序去除表面氧化铁皮。热轧带钢的表面氧化铁皮一般由最外层Fe2O3、中间层Fe3O4和最内侧FeO组成，其中Fe2O3最致密，Fe3O4次之，FeO最疏松；FeO最容易被酸还原分解，Fe3O4次之，Fe2O3最难被酸还原分解。氧化铁皮厚度越薄、氧化铁皮结构中FeO比例越多，越有利于酸洗效率和酸洗表面质量的提高。
随着汽车、家电等行业的迅速发展，下游用户不仅对钢材的性能要求越来越高，而且对钢材表面质量的要求越来越苛刻。目前国内钢企一般通过控制酸洗工序来提高冷轧基料的表面质量，由于国内长期对CSP流程低碳钢表面质量缺乏***的研究，热轧卷不同位置的氧化铁皮厚度和结构往往不一致，不同厚度和结构的氧化铁皮将会直接影响到酸洗后的产品表面质量和酸洗效率，导致最终酸洗板的表面质量经常会出现“欠酸洗”或“过酸洗”现象。当发生“欠酸洗”时，钢板表面的氧化铁皮没有酸洗完全，必然会影响后续的产品质量；当发生“过酸洗”时，虽然钢材的氧化铁皮酸洗干净，但酸液消耗量增大或酸洗时间延长，势必会给生态环境造成大的污染，不仅不利于节能环保，增加生产成本，而且严重阻碍了后续冷轧产品质量档次的提升。
目前降低热轧带钢氧化铁皮厚度、提高酸洗效率的方法，一方面，主要集中在传统热连轧流程；另一方面，薄板坯连铸连轧流程研究相对较少，且对除磷水压力、冷却设备能力要求较高，需要新增设备投资。这些方法或不适合，或会增加生产成本，目前仍未有在不增加生产成本的前提下，降低CSP流程低碳钢氧化铁皮、提高酸洗效率的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种CSP流程易酸洗低碳钢钢板及其制造方法。这种钢板通过合理的冶炼、加热、热轧、冷却及卷取工艺，可以明显减少低碳钢钢板的氧化铁皮厚度，提高氧化铁皮中FeO比例，降低后续酸洗工序的酸液用量，减少酸洗时间，提高其生产效率和成材率。这种低碳钢钢板主要用于供酸洗、连退、罩退工序的冷轧基料。
本发明采取的技术方案为：
一种CSP流程易酸洗低碳钢钢板，其特征在于，其化学成分及重量百分比为：C：0.020～0.050％；Si：≤0.030％；Mn：≤0.30％；P：≤0.015％；S：≤0.010％；Al：0.020～0.060％；其余为Fe及不可避免的夹杂。
进一步地，其化学成分及重量百分比优选为：C：0.024～0.048％；Si：0.02～0.025％；Mn：0.08～0.12％；P：≤0.013％；S：≤0.004％；Al：0.024～0.057％；其余为Fe及不可避免的夹杂。
本发明还提供了一种CSP流程易酸洗低碳钢钢板的制造方法，包括以下步骤：铁水预处理、转炉冶炼、吹氩站、LF炉精炼、CSP连铸、加热、高压水除鳞、热轧、层流冷却、卷取。
所述加热步骤中，铸坯进入辊底式加热炉中采用低温加热，铸坯出炉温度控制在1000～1100℃，加热炉内各区的空气过剩系数控制在1.05～1.30。
所述高压水除鳞步骤中，控制除鳞水压力不低于20MPa。
所述热轧步骤中，采用7机架精轧机轧制以及低温开轧、低温终轧工艺，开轧温度为960～1000℃，终轧温度控制在760～800℃，F1、F2机架后的二次除鳞水均打开，各机架间的冷却水均打开，轧制速度不低于4.0m/s。
所述层流冷却步骤中，冷却速度为20～40℃/s。
所述卷取温度在600～680℃。
进一步地，卷取步骤后还包括空冷至室温。
本发明在成分设计上主要采用低C、低Si、低P、低S，C：0.020～0.050％主要是为了防止大量碳化物析出，导致带钢强度增加和成形性能变差。Si≤0.030％，一方面为了降低Si的固溶强化效果，降低带钢强度；另一方面为了防止Si含量过高，在高温下与FeO结合反应产生铁橄榄石(2FeO.SiO2)，将FeO牢牢钉轧在带钢基体表面，增加氧化铁皮去除难度；Mn含量为≤0.30％，主要为了固定S和防止带钢强度过大；P、S作为杂质元素，会对带钢的成形性能产生不利影响，应该严格控制，其含量越低越好。Al含量为0.020～0.060％，Al主要作为脱氧剂使用，降低钢中氧含量，一方面，有利于控制氧化铁皮的厚度；另一方面，控制AlN析出强度效果，防止带钢强度偏高。
本发明在加热步骤中，采用低温加热，加热温度控制在1000～1100℃，一方面，是为了避免温度过高，炉生氧化铁皮较厚；另一方面，防止加热温度过高，生成熔融的铁橄榄石，熔融状态的铁橄榄石随着温度降低会凝固并将FeO牢牢钉轧在带钢基体，增加氧化铁皮的去除难度。在热轧工艺上，采取低温开轧、低温终轧、轧制速度不低于4.0m/s的高速轧制工艺，并匹配合理的卷取工艺。终轧温度控制在760～800℃，其主要目的是控制轧制过程中产生的氧化铁皮厚度，热轧带钢轧制过程中的氧化铁皮厚度主要取决于轧制温度及速度，轧制温度越低、轧制速度越快，带钢氧化铁皮生长速度越慢，氧化铁皮厚度越小。卷取温度控制在600～680℃，主要是为了提高氧化铁皮中的FeO比例，FeO结构疏松多孔、易腐蚀、与带钢基体粘附性较差，Fe3O4结构致密、耐腐蚀、与带钢基体粘附性好，FeO比例越高、Fe3O4比例越少，带钢越易酸洗。
采用本发明生产的3.5m的低碳钢钢板的氧化铁皮平均厚度5.348μm，FeO比例约15～20％，Fe3O4比例约80～85％，而CSP常规工艺生产的相同规格低碳钢钢板氧化铁皮平均厚度为8.287μm，Fe3O4比例达95％以上。相对于CSP常规工艺，本发明生产的低碳钢钢板氧化铁皮厚度减少35％以上，FeO比例增加15～20％，可以提高低碳钢钢板的成材率，减少后续酸洗工序酸液用量和时间，提高酸洗效率。
附图说明
图1为实施例1中的低碳钢氧化铁皮热轧卷头部的厚度及形貌；
图2为实施例1中的低碳钢氧化铁皮热轧卷尾部的厚度及形貌；
图3为比较例中的低碳钢氧化铁皮热轧卷头部的厚度及形貌；
图4为比较例中的低碳钢氧化铁皮热轧卷尾部的厚度及形貌。
具体实施方式
下面结合实施例及说明书附图对本发明进行详细说明。
实施例1～3
一种CSP流程易酸洗低碳钢钢板，其化学成分及重量百分比如表1所示。
表1实施例及对比例中低碳钢钢板的化学成分(重量百分数，wt％)
所述CSP流程易酸洗低碳钢钢板的制备方法包括以下步骤：铁水预处理、转炉冶炼、吹氩站、LF炉精炼、CSP连铸、加热、高压水除鳞、热轧、层流冷却、卷取、空冷至室温。控制连铸坯厚度为70mm，并控制加热、高压水除鳞、热轧、层流冷却、卷取步骤的工艺参数如表2所示，实施例及对比例氧化铁皮厚度如表3所示，实施例及对比例氧化铁皮组成相比例如表4所示。
表2实施例及对比例轧制制造工艺参数
实施例1 实施例2 实施例3 对比例
加热及出炉温度(℃) 1086 1095 1089 1150
空气过剩系数 1.08 1.15 1.25 1.29
除鳞水压力(MPa) 20 25 28 30
开轧温度(℃) 968 991 985 1100
终轧温度(℃) 785 781 779 881
轧制速度(m/s) 4.2 4.8 4.6 4.2
冷却速度(℃/s) 26 25 30 29
卷取温度(℃) 661 654 669 681
表3实施例及对比例氧化铁皮厚度
表4实施例及对比例氧化铁皮组成相比例
编号 FeO(％) Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>(％)
实施例1 15～20 80～85
实施例2 10～15 85～90
实施例3 8～13 87～92
对比例 &lt;5 &gt;95
从表3和表4中可以看出，相同规格的实施例和比较例中的低碳钢钢板，本发明生产的低碳钢钢板氧化铁皮厚度相对比对比例减少35～40％，FeO比例增加15～20％，本发明可以提高低碳钢钢板的成材率，减少后续酸洗工序酸液用量和时间，提高酸洗效率。
上述参照实施例对一种CSP流程易酸洗低碳钢钢板及其制造方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种CSP流程易酸洗低碳钢钢板，其特征在于，其化学成分及重量百分比为：C：0.020～0.050％；Si：≤0.030％；Mn：≤0.30％；P：≤0.015％；S：≤0.010％；Al：0.020～0.060％；其余为Fe及不可避免的夹杂。
2.根据权利要求1所述的CSP流程易酸洗低碳钢钢板，其特征在于，其化学成分及重量百分比为：C：0.024～0.048％；Si：0.02～0.025％；Mn：0.08～0.12％；P：≤0.013％；S：≤0.004％；Al：0.024～0.057％；其余为Fe及不可避免的夹杂。
3.一种CSP流程易酸洗低碳钢钢板的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：铁水预处理、转炉冶炼、吹氩站、LF炉精炼、CSP连铸、加热、高压水除鳞、热轧、层流冷却、卷取。
4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述加热步骤中，铸坯进入辊底式加热炉中采用低温加热，铸坯出炉温度控制在1000～1100℃，加热炉内各区的空气过剩系数控制在1.05～1.30。
5.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述高压水除鳞步骤中，控制除鳞水压力不低于20MPa。
6.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述热轧步骤中，采用7机架精轧机轧制以及低温开轧、低温终轧工艺，开轧温度为960～1000℃，终轧温度控制在760～800℃，F1、F2机架后的二次除鳞水均打开，各机架间的冷却水均打开，轧制速度不低于4.0m/s。
7.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述层流冷却步骤中，冷却速度为20～40℃/s。
8.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述卷取温度在600～680℃。
9.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，卷取步骤后还包括空冷至室温。
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