CN113522968A - 提高汽车面板用钢表面清洁度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钢产品制造技术领域，具体提供了一种提高高等级汽车面板用钢表面清洁度的方法，设定冷轧机组相关工艺参数及结构，即酸轧和连退清洗段工艺参数，提高了高等级冷轧带钢控制表面清洁度。轧后的表面反射率由优化前的60％‑70％提高到优化后的70％左右；连退清洗后该类带钢的表面反射率由优化前的80％‑90％，提高到优化后的90％以上，改善效果明显。

Description

提高汽车面板用钢表面清洁度的方法
技术领域
本发明属于钢产品制造技术领域，具体提供了一种提高汽车面板用钢表面清洁度的方法。
背景技术
高等级冷轧带钢(汽车面板)的产品质量是钢铁企业技术、管理、设备水平综合体现。随着汽车行业绿色低碳发展要求，无毒无害新型汽车涂装薄膜前处理工艺得以快速发展并日趋成熟。近几年逐步替代传统磷化前处理工艺，此类工艺膜层更薄。各大汽车厂商对钢板表面质量提出了更高的要求，对高等级的冷轧带钢表面清洁度要求也更加严苛，对钢铁企业全流程生产制造提出了更高要求。
目前，国内外生产高等级冷轧带钢常规的工艺路径分为两种：一种是炼钢-热轧-冷轧-罩式炉退火-平整-精整包装；另一种是炼钢-热轧-冷轧-连续退火-精整-成品包装。对于经过罩式退火路径的冷轧带钢，其表面清洁度控制通过严格控制酸轧乳化液***参数、轧辊粗糙度参数、罩式炉氢气吹扫量等工艺措施来提升表面清洁度。对于经过连续退火路径的冷轧带钢，通过冷轧各项参数的调整，其表面反射率在酸轧可控制在60％-70％，经过连退清洗段处理后产品最终反射率可达80％-90％。但是，此种常规控制方法有较为不足的地方。一是冷轧带钢的表面反射率控制在下限的水平，酸轧出口反射率很难稳定达到65％-70％，连退清洗段反射率只控制在80％-90％的水平。二是高的表面反射率是通过增加辅料用量来实现，比如调整乳化液浓度和用量、清洗段调整碱液浓度和用量等，这就大大提高了生产成本。三是表面清洁度控制的稳定性较差，大批量生产时前后卷表面反射率差异有时较大，表面反射率波动较大。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供了一种连退清洗工艺段结构，该清洗工艺段顺次连接设有第一清洗槽1、第一刷洗槽2、第二清洗槽3、第二刷洗槽4、电解清洗槽5、电解刷洗槽6及热漂洗槽7。
进一步的，第一清洗槽1内设有上部限位导辊段及底部导辊段，上部限位导辊段具有入口导辊A101、中间段导辊102及出口导辊A103；底部导辊段具有第一限位导辊104及第二限位导辊105，带钢依次经由入口导辊101、第一限位导辊104、中间段导辊102、第二限位导辊12、出口导辊103进入下一工艺段。
进一步的，第一刷洗槽2与第二刷洗槽3内设有成组设置的刷洗辊，该刷洗辊周向设有与带钢表面接触的毛刷。
进一步的，所述第二清洗槽3内沿着带钢行走方向依次设有入口导辊B301、底部限位导辊302及出口导辊B303。
进一步的，所述的电解清洗槽5内沿着带钢行走方向依次设有入口导辊C501、第一底部导辊C502、上部导辊503、第二底部导辊504及上部出口导辊C505。
根据本发明的另一方面还提供了一种提高汽车面板用钢表面清洁度的方法，该钢产品的冷轧工艺流程包括热轧来料-开卷-焊接-拉矫机-酸洗工艺-轧机段-卷曲下机-冷硬卷-连退入口-清洗段-连续退火-平整机，
其中酸洗工艺段采用1#、2#及3#三个酸洗槽及一漂洗槽，其中，
酸洗槽：
酸洗速度：50mpm～150mpm；酸洗槽温度：80℃～85℃；酸液浓度：1#酸槽游离酸浓度≥40g/l，铁离子浓度：≤140g/l；3#酸洗槽游离酸浓度≥140g/l，铁离子浓度：≤40g/l。
进一步的，轧机段采用5架工作辊，糙度分别为1架、2架：0.4μm～0.65μm；3架、4架：0.4μm～0.5μm；5架毛化前：0.35μm～0.45μm；毛化后：3.0μm。
进一步的，第五架工作辊的轧制周期小于70公里，轧制速度小于800m/min；其中S1、S2及S3为3个酸洗储存罐，用于存储乳化液，其中浓度：S1/S2:≥2.0％；S3:0.6％～0.8％；乳化液温度：55℃±5℃；铁含量：S1/S2≤100mg/l；S3≤60mg/l；机架喷嘴：机架间喷嘴无堵塞，总管喷射压力≥2bar。
进一步的，其中连退清洗段采用权1-5任一所述的工艺段结构，其中，
第一清洗槽与第二清洗槽为碱浸洗槽：
电导率35ms/cm～60ms/cm；温度：75℃～85℃；
电解清洗槽：
电导率：75ms/cm～100ms/cm；温度：75℃～85℃；电流密度≥4A/dm2；
第一刷洗槽与第二刷洗槽：
温度：78℃～90℃；目标≥80℃；热漂洗槽中温度：78℃～90℃；目标≥80℃；电导率≤25μs/cm。
本发明通过匹配设定冷轧机组相关工艺参数，即酸轧和连退清洗段工艺参数，提高了高等级冷轧带钢控制表面清洁度。轧后的表面反射率由优化前的60％-70％提高到优化后的70％以上；连退清洗后该类带钢的表面反射率由优化前的80％-90％，提高到优化后的95％以上，改善效果明显。可确保高等级冷轧带钢(汽车面板)生产期间，避免因表面反射率低导致的色差类缺陷，提高带钢的表面质量，确保常态和批量化稳定生产。本方法通过对各类辅料的消耗控制在合理范围内，使表面清洁度得到了较大提高，工序成本无特殊的变化。
附图说明
图1为连退清洗段工艺段机构示意图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的主要目的是提高高等级冷轧带钢(汽车面板)产品表面清洁度，使产品的表面质量满足汽车厂的涂装使用要求。在批量生产高等级冷轧带钢(汽车面板)时，通过冷轧机组全工序的工艺协同控制，使高等级冷轧带钢(汽车面板)在酸轧工序时表面反射率稳定在65％～70％；经过连退清洗段后，产品的表面反射率可稳定在95％以上。
本发明的提高带钢表面清洁度适用于如下带钢生产工艺流程：该工艺包括如下工艺段，，热轧来料-开卷-焊接-拉矫机-酸洗工艺-轧机段-卷曲下机-冷硬卷-连退入口-清洗段-连续退火-平整机。该工艺流程中采用酸洗工艺段的结构具体为：
参考图1，本发明提供了一种连退清洗工艺段结构，包括多个工艺槽结构及烘干机；紧跟每个工艺槽均匹配设有一清洗槽，该清洗工艺段具体设为第一清洗槽1、第一刷洗槽2、第二清洗槽3、第二刷洗槽4、电解清洗槽5、电解刷洗槽6及热漂洗槽7。
其中，第一清洗槽1内设有上部限位导辊段及底部导辊段，上部限位导辊段具有入口导辊A101、中间段导辊102及出口导辊A103；底部导辊段具有第一限位导辊104及第二限位导辊105，带钢依次经由入口导辊101、第一限位导辊104、中间段导辊102、第二限位导辊12、出口导辊103进入下一工艺段。此种设计是为了适应机组产线和安装区域的要求，能够在最短的带钢长度方向上，发挥最充分的反应和清洗时间，经过一次底部导辊可能反应时间不够，清洗效果达不到。
作为方案的改进，第一刷洗槽与第二刷洗槽内设有与带钢上端面与下端面接触的成排的刷洗辊，该刷洗辊周向设有与带钢表面接触的毛刷。
所述第二清洗槽3内沿着带钢行走方向依次设有入口导辊B301、底部限位导辊302及出口导辊B303。所述的电解清洗槽5内沿着带钢行走方向依次设有入口导辊C501、第一底部导辊C502、上部导辊503、第二底部导辊504及上部出口导辊C505。
其中酸洗工艺段采用1#、2#及3#三个酸洗槽及一漂洗槽，其中，其中1#、2#酸洗槽为彼此用一备一关系。
酸洗槽：
酸洗速度:50mpm～150mpm；，带钢在酸洗槽中的行进速度。酸洗速度小于50mpm，反应时间过长，酸液会与带钢基体表面继续发生反应，此外低于此速度还会产生硌印的风险，对带钢表面质量产生影响。酸洗速度高于150mpm，表面反应时间不充分，表面有产生色差的风险。酸洗槽温度：80℃～85℃，该温度在酸洗过程中，能完全去除带钢表面的氧化铁皮，同时，带钢表面不会出现表面色差等缺陷。本技术方案中采用的酸液浓度：1#酸槽游离酸浓度≥40g/l，铁离子浓度：≤140g/l；3#酸槽游离酸浓度：≥140g/l，铁离子浓度：≤40g/l。
酸轧机组酸洗工艺段中每个酸洗槽长27.5米，总长为82.5米。酸洗槽采用循环供排酸方式，每个酸洗槽可以单独进行换酸和三个酸洗槽循环换酸工作形式，这样可以更加精确控制每个酸槽酸液的浓度。每个酸洗槽之间安装有挤干辊以保证各个酸洗槽酸液的浓度。槽体里的酸液是通过循环***最后打回机组旁边的酸液储存罐，经过储存罐里的处理，酸液再打回槽体里，里面的液体介质反复循环使用。在机组旁边储存罐有3个，为确保连续生产的流畅性，1#和2#罐子是一备一用的关系，生产时不同时使用。3#罐子里的液体介质给第三段槽体使用，也是酸洗的最后一段，里面介质的含量决定了带钢表面是否清洗的彻底。
作为方案的改进，本方案中轧机段采用5架工作辊，糙度分别为1架、2架：0.4μm～0.65μm；3架、4架：0.4μm～0.5μm；5架(EDT)毛化前：0.35μm～0.45μm；毛化后：3.0μm。带钢通过轧机轧制时，通过机架的顺序是1架-2架-3架-4架-5架，压下率和轧制力也呈线性变化，因此各机架的辊子粗糙度也不同。辊粗糙度控制达不到要求，就会在带钢表面形成隐形的刀花纹，该刀花纹是辊子在磨削加工时工艺达不到要求时产生的，最终映衬在带钢表面，影响最后成品的喷漆涂装效果。第五架工作辊的轧制周期小于70公里，轧制速度小于800m/min；轧制周期过长时，辊子表面粗糙度逐渐降低，映衬在带钢表面上后，带钢的最终粗糙度达不到标准要求；同时，轧制周期过长时，辊子表面清洁性较差，会反映在带钢表面，铁粉残留较多。
乳化液***是对轧辊和带钢起到冷却、润滑及清洗的作用。
S1、S2、S3这个类似于酸洗储存罐，上述的乳化液是通过轧机旁边的乳化液储存罐里循环打入的。乳化液浓度：S1/S2:≥2.0％；S3:0.6％～0.8％；乳化液温度：55℃±5℃；铁含量：S1/S2≤100mg/l；S3≤60mg/l；机架喷嘴：生产前需对机架间喷嘴进行彻底检查清理，保证无堵塞，总管喷射压力≥2bar。
润滑：良好的润滑可有效降低摩擦力，减少轧辊磨损，降低辊耗；好的润滑可降低厚度波动、有利于表面结构、有利于板形控制；提高板面清洁度及改善板面状态。
冷却：有效的冷却有利于降低热划伤、有利于改善板面结构，可用于板形控制；对工作辊、中间辊和支撑辊的冷却将带走大量的变形热，有利于板形控制和润滑条件的改善。
具体分布、数量、作用见下表：
Figure BDA0003151506930000061
S1、S2、S3这个类似于酸洗储存罐，上述的乳化液是通过轧机旁边的乳化液储存罐里循环打入的。各自容积为：S1：250m3、S2：250m3、S3：80m3
Figure BDA0003151506930000071
此处说的铁含量指的是，储存罐里取样的乳化液样品中测定的铁离子含量，这样可以知道带钢表面清洁与否。
本方案中，第一清洗槽与第二清洗槽为碱浸洗槽：电导率：35ms/cm～60ms/cm；温度：75℃～85℃；电解清洗槽：电导率：75ms/cm～100ms/cm；温度：75℃～85℃；电流密度≥4A/dm2；刷洗槽：温度：78℃～90℃；目标≥80℃；热漂洗槽中温度：78℃～90℃；目标≥80℃；电导率≤25μs/cm。清洗段的作用是清洗冷轧后带钢表面残留的乳化液和铁粉，为退火工艺提供表面清洁的带钢。清洁的带钢表面有利于保证带钢在入***套内稳定运行，并减少退火炉内产生炉辊结馏。清洗段的清洗效果直接影响成品表面质量，是连续退火机组重点控制的工艺环节。
碱浸洗一方面通过添加化学试剂，利用化学试剂与油污发生化学反应，即脱脂反应，去除带钢表面油脂；另一方面通过对带钢表面油污的润湿，渗透到油污内部，使之松散，表面张力和粘滞力降低，从而易于从带钢表面分离，渗透到油污内部的碱液吸附到油脂表面并形成极小的“水包油”胶粒，从而失去与金属表面的粘附力，进一步分散到水溶液中。
电解清洗：利用电流所产生的气泡去除带钢表面的污脂和铁粉等污物，并分散开。
正常在线生产时，需要知道带钢清洗的效果如何，通过测量清洗液中杂质含量即可，但是从连续生产的机组里取液体样本不可能实现，因此通过仪器测量清洗液中的电导率数值就可知道清洗液清洁程度，间接就清楚了带钢表面铁粉、乳化液的残留情况。温度主要影响清洗液这种介质的化学活跃度。
高等级冷轧带钢(汽车面板)一般为超深冲IF钢，钢种级别为SEDDQ。以某钢厂内部钢种牌号为DC06，规格为0.8mm*1500mm的带钢为例。
在冷轧工序酸轧机组生产时，工艺段和轧机执行的工艺参数如下：
酸洗速度:130mpm
酸洗槽温度：83℃
酸液浓度：1#酸槽游离酸浓度：53g/l，铁离子浓度：116g/l；
3#酸槽游离酸浓度：152g/l，铁离子浓度：32g/l
钝化液：提前1小时添加，浓度为5‰
漂洗槽：PH值：5.8
轧机段：
1架～5架工作辊粗糙度：
1架、2架：0.64μm、0.65μm
3架、4架：0.5μm、0.5μm
5架(EDT)毛化前：0.35μm～0.45μm
毛化后：3.0μm
第5架工作辊轧制周期:控制在70公里以内
轧制速度：不超过800m/min
乳化液浓度：S1/S2:2.5％ S3:0.65％
乳化液温度：53℃
铁含量：S1/S2：87mg/l S3：48mg/l
机架喷嘴：生产前需对机架间喷嘴进行彻底检查清理，保证无堵塞
总管喷射压力：3.0bar
酸轧机组生产完毕后，在出口对钢卷进行了反射率的检测，带钢表面反射率达到65％～70％。
在冷轧工序连退机组生产时，清洗段执行的工艺参数如下：
1号和2号碱浸洗槽：电导率：52ms/cm
温度：78℃
电解清洗：电导率：82ms/cm
温度：81℃
电流密度：4A/dm2
刷洗槽：温度：82℃
热漂洗槽：温度：81℃
电导率：6μs/cm
磁过滤器，正常投入；刷辊和挤干辊功能正常，全部投入。
通过执行以上的工艺参数，在连退机组清洗段出口进入活套前，对带钢进行了表面反射率的测量，表面反射率达到93％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种连退清洗工艺段结构，其特征在于：该清洗工艺段顺次连接设有第一清洗槽(1)、第一刷洗槽(2)、第二清洗槽(3)、第二刷洗槽(4)、电解清洗槽(5)、电解刷洗槽(6)及热漂洗槽(7)。
2.如权利要求1所述的一种连退清洗工艺段结构,其特征在于：第一清洗槽(1)内设有上部限位导辊段及底部导辊段，上部限位导辊段具有入口导辊A(101)、中间段导辊(102)及出口导辊A(103)；底部导辊段具有第一限位导辊(104)及第二限位导辊(105)，带钢依次经由入口导辊(101)、第一限位导辊(104)、中间段导辊(102)、第二限位导辊(12)、出口导辊(103)进入下一工艺段。
3.如权利要求1所述的一种连退清洗工艺段结构,其特征在于：第一刷洗槽(2)与第二刷洗槽(3)内设有成组设置的刷洗辊，该刷洗辊周向设有与带钢表面接触的毛刷。
4.如权利要求1所述的一种连退清洗工艺段结构,其特征在于：所述第二清洗槽(3)内沿着带钢行走方向依次设有入口导辊B(301)、底部限位导辊(302)及出口导辊B(303)。
5.如权利要求1所述的一种连退清洗工艺段结构,其特征在于：所述的电解清洗槽(5)内沿着带钢行走方向依次设有入口导辊C(501)、第一底部导辊C(502)、上部导辊(503)、第二底部导辊(504)及上部出口导辊C(505)。
6.一种提高汽车面板用钢表面清洁度的方法，该钢产品的冷轧工艺流程包括热轧来料-开卷-焊接-拉矫机-酸洗工艺-轧机段-卷曲下机-冷硬卷-连退入口-清洗段-连续退火，其特征在于：酸洗工艺段采用1#、2#及3#三个酸洗槽及一漂洗槽，其中，
酸洗槽：
酸洗速度：50mpm～150mpm；酸洗槽温度：80℃～85℃；酸液浓度：1#酸槽游离酸浓度≥40g/l，铁离子浓度：≤140g/l；3#酸洗槽游离酸浓度≥140g/l，铁离子浓度：≤40g/l。
7.如权利要求6所述的一种提高汽车面板用钢表面清洁度的方法，其特征在于：轧机段采用5架工作辊顺序设置，糙度分别为1架、2架：0.4μm～0.65μm；3架、4架：0.4μm～0.5μm；5架毛化前：0.35μm～0.45μm，毛化后：3.0μm。
8.如权利要求7所述的一种提高高等级汽车面板用钢表面清洁度的方法，其特征在于：第五架工作辊的轧制周期小于70公里，轧制速度小于800m/min；S1、S2及S3为3个酸洗储存罐，用于存储乳化液，其中浓度：S1/S2:≥2.0％；S3:0.6％～0.8％；乳化液温度：55℃±5℃；铁含量：S1/S2≤100mg/l；S3≤60mg/l；机架喷嘴：机架间喷嘴无堵塞，总管喷射压力≥2bar。
9.如权利要求6所述的一种提高高等级汽车面板用钢表面清洁度的方法，其特征在于：其中连退清洗段采用权1-5任一所述的工艺段结构，其中，
第一清洗槽与第二清洗槽为碱浸洗槽：
电导率35ms/cm～60ms/cm；温度：75℃～85℃；
电解清洗槽：
电导率：75ms/cm～100ms/cm；温度：75℃～85℃；电流密度≥4A/dm2；
第一刷洗槽与第二刷洗槽：
温度：78℃～90℃；目标≥80℃；热漂洗槽中温度：78℃～90℃；目标≥80℃；电导率≤25μs/cm。
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