CN111663078B - 一种热轧酸洗板及消除热轧酸洗板麻坑缺陷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热轧酸洗板及消除热轧酸洗板表面麻坑的方法,所述酸洗板的化学组分及化学组分的质量分数为:C:0.05~0.15%,Si:0.05~0.5%,Mn:0.5~1.5%,P:0.015~0.07%,S≤0.03%,其余为Fe及不可避免的杂质;所述Si与所述P的质量分数之比为3~6。本发明的的酸洗板经过酸洗后呈现表面质量良好的形貌,无麻坑缺陷,满足表面使用要求;方法简单,经济高效,易于推广。
Description
技术领域
本发明属于热轧酸洗板生产技术领域,特别涉及一种热轧酸洗板及消除热轧酸洗板麻坑缺陷的方法。
背景技术
热轧酸洗板是国内市场新兴产品,其表面质量和使用要求介于热轧板和冷轧板之间,性价比比较高。目前市场需求主要集中在汽车、压缩机、机械制造、零配加工、风机、摩托车、钢家具、五金配件、电柜货架及各种形状的冲压件等。随着技术进步,热轧酸洗板已涉及到家电、集装箱、电器控制柜等行业,有着良好的市场发展前景。
热轧酸洗板经酸洗工序后直接作为成品使用,不再经过冷轧等处理,因而对热轧酸洗板表面质量要求高于普通热轧商品卷。酸洗板的表面缺陷种类繁多,其中一大类是表面麻坑缺陷,表面麻坑缺陷严重影响了热轧酸洗板的外观质量。
发明内容
针对上述现有技术的不足,本发明提供了一种热轧酸洗板及消除热轧酸洗板麻坑缺陷的方法,以解决现有技术中热轧酸洗板表面麻坑缺陷,严重影响外观质量的问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
一方面,本申请提供了一种热轧酸洗板,所述酸洗板的化学组分及化学组分的质量分数为:
C:0.05~0.15%,Si:0.05~0.5%,Mn:0.5~1.5%,P:0.015~0.07%,S≤0.03%,其余为Fe及不可避免的杂质;
所述Si与所述P的质量分数之比为3~6。
进一步地,所述酸洗板的化学组分及其化学组分的质量分数还包括,
Nb:0.01~0.05%,Ti:0.01~0.06%,Alt:0.01~0.05%,N≤0.005%。
另一方面,本申请提供了一种消除热轧酸洗板麻坑缺陷的方法,所述方法包括,酸洗板精轧时,精轧轧辊的表面温度≤700℃,所述酸洗板的化学组分及化学组分的质量分数为:C:0.05~0.15%,Si:0.05~0.5%,Mn:0.5~1.5%,P:0.015~0.07%,S≤0.03%,其余为Fe及不可避免的杂质;所述Si与所述P的质量分数之比为3~6。
进一步地,所述精轧机架包括精轧F1机架和精轧F2机架,所述精轧F1机架和精轧F2机架依次设置,所述精轧F1机架和精轧F2机架之间设置有除鳞水装置,所述酸洗板精轧时,所述精轧F1机架和精轧F2机架间的除鳞压力为10~30MPa。
进一步地,所述精轧机架还包括精轧F3机架,所述精轧F3机架设置于所述精轧F2机架远离精轧F1机架的一侧,所述精轧F1机架、所述精轧F2机架和所述精轧F3机架的出口设置有抑尘水集管,所述抑尘水集管的抑尘水压力为10~40kg。
进一步地,所述精轧机架还包括精轧F4机架,所述精轧F4机架设置于所述精轧F3机架远离精轧F2机架的一侧,所述精轧F1机架、所述精轧F2机架、所述精轧F3机架和所述精轧F4机架入口的上、下工作辊的冷却水流量分别为60~80m3/h,所述精轧F1机架、所述精轧F2机架、所述精轧F3机架和所述精轧F4机架出口的上、下工作辊冷却水流量分别为370~400m3/h。
更进一步地,所述精轧轧辊的轧制里程数为5~30km。
本发明的有益效果至少包括:
本发明提供了一种热轧酸洗板及消除热轧酸洗板表面麻坑的方法,所述酸洗板的化学组分及化学组分的质量分数为:C:0.05~0.15%,Si:0.05~0.5%,Mn:0.5~1.5%,P:0.015~0.07%,S≤0.03%,其余为Fe及不可避免的杂质;所述Si与所述P的质量分数之比为3~6。本发明通过对Si和P两个组分的比值限定为3~6,这是由于Si元素过高会导致在氧化铁和钢基体界面处形成铁橄榄石相,这种铁橄榄石相会增加氧化铁皮与钢基体的粘附力,从而导致氧化铁皮残留和压入,酸洗后表现为麻坑;P元素会使氧化铁皮和钢基体界面处形成磷酸亚铁相,这种磷酸亚铁相使氧化铁皮和钢基体的粘附力非常小,从而造成轧制过程中出现氧化铁皮鼓泡,进而氧化铁皮轧碎和压入,酸洗后表现为麻坑;通过控制合适的Si元素与P元素的质量分数比值,使氧化铁皮与钢基体之间具备合适的粘附力,使酸洗板经过酸洗后呈现表面质量良好的形貌。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为保温温度为1000℃,Si/P=1的试样保温5min的宏观形貌图;
图2为保温温度为1100℃,Si/P=1的试样保温5min的宏观形貌图;
图3为保温温度为1000℃,Si/P=3的试样保温5min的宏观形貌图;
图4为保温温度为1100℃,Si/P=3的试样保温5min的宏观形貌图;
图5为保温温度为1000℃,Si/P=4的试样保温5min的宏观形貌图;
图6为保温温度为1100℃,Si/P=4的试样保温5min的宏观形貌图;
图7为保温温度为1000℃,Si/P=5的试样保温5min的宏观形貌图;
图8为保温温度为1100℃,Si/P=5的试样保温5min的宏观形貌图;
图9为保温温度为1000℃,Si/P=6的试样保温5min的宏观形貌图;
图10为保温温度为1100℃,Si/P=6的试样保温5min的宏观形貌图;
图11为保温温度为1000℃,Si/P=10的试样保温5min的宏观形貌图;
图12为保温温度为1100℃,Si/P=10的试样保温5min的宏观形貌图;
图13为在700℃热循环后的精轧轧辊试样截面形貌;
图14为在800℃热循环后的精轧轧辊试样截面形貌;
图15为在900℃热循环后的精轧轧辊试样截面形貌。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例,具体阐述本发明,本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解,这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明,而非限制本发明。
在整个说明书中,除非另有特别说明,本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此,除非另有定义,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾,本说明书优先。
除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等,均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本发明实施例中的技术方案为解决上述技术问题,总体思路如下:
一方面,本发明实施例提供了一种热轧酸洗板,所述酸洗板的化学组分及化学组分的质量分数为:
C:0.05~0.15%,Si:0.05~0.5%,Mn:0.5~1.5%,P:0.015~0.07%,S≤0.03%,其余为Fe及不可避免的杂质;
所述Si与所述P的质量分数之比为3~6。
进一步地,所述酸洗板的化学组分及化学组分的质量分数还包括,Nb:0.01~0.05%,Ti:0.01~0.06%,Alt:0.01~0.05%,N≤0.005%。
本发明通过对Si和P两个组分的比值限定为3~6,这是由于Si元素过高会导致在氧化铁和钢基体界面处形成铁橄榄石相,这种铁橄榄石相会增加氧化铁皮与钢基体的粘附力,从而导致氧化铁皮残留和压入;P元素会使氧化铁皮和钢基体界面处形成磷酸亚铁相,这种磷酸亚铁相使氧化铁皮和钢基体的粘附力非常小,从而造成轧制过程中出现氧化铁皮鼓泡,进而氧化铁皮轧碎和压入;通过控制合适的Si元素与P元素的质量分数比值,使氧化铁皮与钢基体之间具备合适的粘附力,使酸洗板经过酸洗后呈现表面质量良好的形貌。
本申请中各元素所起的作用如下:
C:保证钢材合适的屈服强度、抗拉强度和塑性;
Si:提高奥氏体淬透性以及改善铁素体的纯净度;
Mn:炼钢过程中的脱氧剂和脱硫剂,改善钢的热加工性能;
P:通过固溶强化提高钢的强度;
S:有害元素,降低钢的韧性;
Nb:细化晶粒,提高强度,提高抗腐蚀性能;
Ti:使钢的组织致密,细化晶粒,提高强度;
Alt:钢中常用的脱氧剂,细化晶粒;
N:提高强度,改善低温韧性。
另一方面,本发明还提供了一种消除热轧酸洗板表面麻坑的方法,所述方法包括,
酸洗板精轧时,精轧轧辊的表面温度≤700℃,所述酸洗板的化学组分及化学组分的质量分数为:C:0.05~0.15%,Si:0.05~0.5%,Mn:0.5~1.5%,P:0.015~0.07%,S≤0.03%,其余为Fe及不可避免的杂质;所述Si与所述P的质量分数之比为3~6。
精轧过程中,旋转的精轧轧辊与高速运行的带钢表面短暂接触,带钢表面高温传递给精轧轧辊表面,精轧轧辊表面温度因此升高,之后精轧轧辊表面又在轧辊冷却水的作用下快速冷却,因而精轧轧辊表面始终处于快速升温-快速降温-快速升温的热循环状态。精轧轧辊表面由于高温氧化会存在一层轧辊氧化膜,如果温度过高,精轧轧辊表面氧化膜极容易剥落压入带钢表面形成缺陷,并且带钢表面氧化铁皮也容易黏附到精轧轧辊表面,并在后续再次压入到带钢形成表面缺陷。控制轧辊表面温度≤700℃,对于获得良好的带钢表面质量至关重要。
进一步地,精轧机架包括精轧F1机架和精轧F2机架,所述精轧F1机架和精轧F2机架依次设置,所述精轧F1机架和精轧F2机架间之间设置有除鳞水装置,所述酸洗板精轧时,所述精轧F1机架和精轧F2机架间的除鳞水压力为10~30MPa。
精轧的前三机架带钢变形量大、温度高,更容易生成氧化铁皮。本发明提供的钢种成分体系,其氧化峰值对应的温度区间为980~1020℃,由于P元素会使氧化铁皮和钢基体界面处形成磷酸亚铁相,从而造成轧制过程中出现氧化铁皮鼓泡。而氧化峰值的温度区间正好位于精轧前三机架内。因此在精轧F1机架和精轧F2机架间之间布置机架间除鳞水不仅可以除去此区域内形成的氧化铁皮,还可以对带钢表层进行快速冷却,使钢带温度快速通过氧化峰值温度区间,降至980℃以下,减少带钢在氧化峰值对应的温度区间的停留时间,从而减少带钢表面氧化铁皮的生成以及对精轧轧辊表面氧化膜的破坏。在精轧过程中,当除鳞水压力10~18MPa时,可以降低带钢的温度,由于除鳞水压力处于一般水平,无法去除带钢表面氧化铁皮;当除鳞水压力为18~30MPa时,除鳞压力高,既可以降低带钢的温度,还可以去除带钢表面氧化铁皮。
进一步地,所述精轧机架还包括精轧F3机架,所述精轧F3机架设置于所述精轧F2机架远离精轧F1机架的一侧,所述精轧F1机架、所述精轧F2机架和所述精轧F3机架的出口设置有抑尘水集管,所述抑尘水集管的抑尘水压力为10~40kg。
考虑到对于精轧机组改造,可能无法在精轧F1机架和F2机架之间设置除鳞水装置,还可以在精轧F1机架、精轧F2机架和精轧F3机架的出口设置抑尘水集管,通过抑尘水集管喷水来降低带钢的温度,从而使带钢减少在氧化峰值温度区间的停留时间,甚至是避开氧化峰值温度区间,进而避免麻坑缺陷。
如果不具备机架间除鳞水设备安装条件,也可采用增加抑尘水的方式,抑尘水是最接近轧后带钢的工艺水,选用合适的位置和压力也可以抑制氧化铁皮的生产。
抑尘水集管分别安装在操作侧和传动侧,抑尘水集管距离轧辊长度方向相近一侧的边部距离为70~100mm。
进一步地,所述精轧机架还包括精轧F4机架,所述精轧F4机架设置于所述精轧F3机架远离精轧F2机架的一侧,所述精轧F1机架、所述精轧F2机架、所述精轧F3机架和所述精轧F4机架入口的上、下工作辊的冷却水流量分别为60~80m3/h,所述精轧F1机架、所述精轧F2机架、所述精轧F3机架和所述精轧F4机架出口的上、下工作辊冷却水流量分别为370~400m3/h。
进一步地,所述精轧轧辊的轧制里程数为5~30km。
一般精轧轧辊采用高速钢和高铬铸铁,在轧制初期轧辊表面会逐步形成一层稳定的氧化膜,有利于保护轧辊以及带钢表面,一般在使用前期3km之后氧化膜会趋于稳定。随着轧制的进行,轧辊表面温度呈阶梯状上升,表面氧化膜也会由于温度升高以及长期的热冲击和物理冲击出现裂纹并逐步恶化,对于本申请所述的成分体系的钢种,对轧辊氧化膜状态尤其敏感,因此必须限定轧制公里数。轧制公里数过高,会增加带钢氧化铁皮压入的风险。
板坯出炉温度为1230-1270℃,总在炉时间为180-240min,以保证加热均匀性以及析出物全部回溶。
粗轧出口温度为1040-1080℃,以保证后续精轧过程中的轧机负荷及相变进程。
精轧终轧温度为870-910℃,卷取温度为580-610℃,保证热卷力学性能。
本发明提供了一种热轧酸洗板及消除热轧酸洗板麻坑缺陷的方法,通过控制Si和P的质量分数比值,配合精轧工艺,控制精轧轧辊轧制里程,可以消除特定酸洗板钢种表面麻坑缺陷,提高酸洗板产品质量,满足使用要求;本方法简单,经济高效,易于推广。
下面将结合具体的实施例对本申请的技术方案做进一步的说明。
第一阶段:成分优化阶段
将表1所述化学成分的热轧酸洗板,在实验室条件下,分别在1000℃和1050℃保温5min,保温结束后观察试样表层宏观形貌,如图1~图12所示。图1、2分别为Si/P=1试样1000℃和1050℃保温5min形貌,图3、4分别为Si/P=3试样1000℃和1050℃保温5min形貌,图5、6分别为Si/P=4试样1000℃和1050℃保温5min形貌,图7、8分别为Si/P=5试样1000℃和1050℃保温5min形貌,图9、10分别为Si/P=6试样1000℃和1050℃保温5min形貌,图11、12分别为Si/P=10试样1000℃和1050℃保温5min形貌。
表1
根据图1~图12可见,Si/P=1时,处理后的酸洗板试样表面存在明显氧化铁皮鼓泡情况,Si/P为3、4、5和6时,处理后的酸洗板试样表面状态较好,进一步提高Si/P比为10时,处理后的酸洗板试样表面存在明显氧化铁皮鼓泡情况。
第二阶段:精轧轧辊温度优化阶段
以精轧轧辊为实验材料,分别在最高温度为700℃、800℃和900℃的情况下进行50次热循环,实验结束后将试样纵剖,从截面观察精轧轧辊试样表层氧化膜情况,结果如图13~15所示。根据图13~15,可见,700℃热循环条件下,轧辊试样表面存在一层较薄的氧化膜,并且表面轮廓总体较为平滑,而在800℃热循环条件下,轧辊试样表面氧化膜明显增厚,并且呈现为瘤状凸出形貌,进一步在900℃热循环条件下,轧辊试样表面氧化膜厚度进一步加大,并且疏松多孔情况加重,800℃和900℃热循环的精轧轧辊表面氧化膜形貌在实际生产过程中极容易出现剥落和压入带钢表面情况。
第三阶段:精轧机架间除鳞水优化阶段
实施例5
将第一阶段实施例1化学成分的板坯,依次经过加热、粗轧、精轧和卷取,获得酸洗板,其中,加热炉加热220min,出炉温度为1240℃;粗轧出口温度为1050℃;精轧轧辊的轧制里程数为25km,表面温度控制为680℃,精轧F1机架和精轧F2机架间的除鳞压力为15MPa,精轧F1机架、精轧F2机架和精轧F3机架的出口抑尘水压力为30kg,精轧F1机架、精轧F2机架、精轧F3机架和精轧F4机架入口的上、下工作辊的冷却水流量均为75m3/h,精轧F1机架、精轧F2机架、精轧F3机架和精轧F4机架出口的上、下工作辊冷却水流量均为390m3/h,精轧终止温度为880℃,卷取温度590℃。
将酸洗板在实验室条件下,分别在1000℃和1050℃保温5min,保温结束后观察试样表层宏观形貌,表面状态良好,无异常。将酸洗板置于酸洗线进行酸洗后,表面质量良好,无明显麻坑缺陷。
实施例6
将第一阶段编号2化学成分的板坯,依次经过加热、粗轧、精轧和卷取,获得酸洗板,其中,加热炉加热200min,出炉温度为1250℃;粗轧出口温度为1070℃;精轧轧辊的轧制里程数为18km,表面温度控制为690℃,精轧F1机架和精轧F2机架间的除鳞压力为13MPa,精轧F1机架、精轧F2机架和精轧F3机架的出口抑尘水压力为25kg,精轧F1机架、精轧F2机架、精轧F3机架和精轧F4机架入口的上、下工作辊的冷却水流量均为70m3/h,精轧F1机架、精轧F2机架、精轧F3机架和精轧F4机架出口的上、下工作辊冷却水流量均为380m3/h,精轧终止温度为890℃,卷取温度595℃。
将酸洗板在实验室条件下,分别在1000℃和1050℃保温5min,保温结束后观察试样表层宏观形貌,表面状态良好,无异常。将酸洗板置于酸洗线进行酸洗后,表面质量良好,无明显麻坑缺陷。
实施例7
将第一阶段实施例2化学成分的板坯,依次经过加热、粗轧、精轧和卷取,获得酸洗板,其中,加热炉加热190min,出炉温度为1235℃;粗轧出口温度为1060℃;精轧轧辊的轧制里程数为28km,表面温度控制为660℃,精轧F1机架和精轧F2机架间的除鳞压力为28MPa,精轧F1机架、精轧F2机架和精轧F3机架的出口抑尘水压力为35kg,精轧F1机架、精轧F2机架、精轧F3机架和精轧F4机架入口的上、下工作辊的冷却水流量均为78m3/h,精轧F1机架、精轧F2机架、精轧F3机架和精轧F4机架出口的上、下工作辊冷却水流量均为385m3/h,精轧终止温度为870℃,卷取温度580℃。
将酸洗板在实验室条件下,分别在1000℃和1050℃保温5min,保温结束后观察试样表层宏观形貌,表面良好。将酸洗板置于酸洗线进行酸洗后,表面质量良好,无明显麻坑缺陷。
实施例8
将第一阶段实施例3化学成分的板坯,依次经过加热、粗轧、精轧和卷取,获得酸洗板,其中,加热炉加热230min,出炉温度为1260℃;粗轧出口温度为1075℃;精轧轧辊的轧制里程数为8km,表面温度控制为670℃,精轧F1机架和精轧F2机架间的除鳞压力为22MPa,精轧F1机架、精轧F2机架和精轧F3机架的出口抑尘水压力为18kg,精轧F1机架、精轧F2机架、精轧F3机架和精轧F4机架入口的上、下工作辊的冷却水流量均为65m3/h,精轧F1机架、精轧F2机架、精轧F3机架和精轧F4机架出口的上、下工作辊冷却水流量均为375m3/h,精轧终止温度为900℃,卷取温度590℃。
将酸洗板在实验室条件下,分别在1000℃和1050℃保温5min,保温结束后观察试样表层宏观形貌,表面良好。将酸洗板置于酸洗线进行酸洗后,表面质量良好,无明显麻坑缺陷。
实施例9
将第一阶段实施例4化学成分的板坯,依次经过加热、粗轧、精轧和卷取,获得酸洗板,其中,加热炉加热200min,出炉温度为1245℃;粗轧出口温度为1065℃;精轧轧辊的轧制里程数为22km,表面温度控制为680℃,精轧F1机架和精轧F2机架间的除鳞压力为13MPa,精轧F1机架、精轧F2机架和精轧F3机架的出口抑尘水压力为30kg,精轧F1机架、精轧F2机架、精轧F3机架和精轧F4机架入口的上、下工作辊的冷却水流量均为72m3/h,精轧F1机架、精轧F2机架、精轧F3机架和精轧F4机架出口的上、下工作辊冷却水流量均为395m3/h,精轧终止温度为870℃,卷取温度580℃。
将酸洗板在实验室条件下,分别在1000℃和1050℃保温5min,保温结束后观察试样表层宏观形貌,表面良好。将酸洗板置于酸洗线进行酸洗后,表面质量良好,无明显麻坑缺陷。
最后,还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (3)
1.一种消除热轧酸洗板麻坑缺陷的方法,其特征在于,所述方法包括,板坯依次经过加热炉加热、粗轧、精轧和卷取,获得酸洗板,酸洗板精轧时,精轧轧辊的表面温度≤700℃,所述酸洗板的化学组分及化学组分的质量分数为:C:0.05~0.15%,Si:0.05~0.5%,Mn:0.5~1.5%,P:0.015~0.07%,S≤0.03%,Nb:0.01~0.05%,Ti:0.01~0.06%,Alt:0.01~0.05%,N≤0.005%,其余为Fe及不可避免的杂质;所述Si与所述P的质量分数之比为3~6,板坯出炉温度为1230-1270℃,总在炉时间为180-240min,粗轧出口温度为1040-1080℃,精轧终轧温度为870-910℃,卷取温度为580-610℃,所述精轧机架包括精轧F1机架和精轧F2机架,所述精轧F1机架和精轧F2机架依次设置,所述精轧F1机架和精轧F2机架之间设置有除鳞水装置,所述酸洗板精轧时,所述精轧F1机架和精轧F2机架间的除鳞压力为10~30MPa,所述精轧机架还包括精轧F3机架,所述精轧F3机架设置于所述精轧F2机架远离精轧F1机架的一侧,所述精轧F1机架、所述精轧F2机架和所述精轧F3机架的出口设置有抑尘水集管,所述抑尘水集管的抑尘水压力为10~40kg,抑尘水集管距离轧辊长度方向相近一侧的边部距离为70~100mm。
2.根据权利要求1所述一种消除热轧酸洗板麻坑缺陷的方法,其特征在于,所述精轧机架还包括精轧F4机架,所述精轧F4机架设置于所述精轧F3机架远离精轧F2机架的一侧,所述精轧F1机架、所述精轧F2机架、所述精轧F3机架和所述精轧F4机架入口的上、下工作辊的冷却水流量分别为60~80m3/h,所述精轧F1机架、所述精轧F2机架、所述精轧F3机架和所述精轧F4机架出口的上、下工作辊冷却水流量分别为370~400m3/h。
3.根据权利要求1所述的一种消除热轧酸洗板麻坑缺陷的方法,其特征在于,所述精轧轧辊的轧制里程数为5~30km。
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