CN116871340A - 无头模式下高表面质量的980MPa级钢板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及无头模式下高表面质量的980MPa级钢板的制备方法，属于钢材制备技术领域；方法包括：对铸坯进行加热和除鳞；对所述加热和除鳞后的所述铸坯进行轧制，得到带钢，所述轧制包括精轧，所述精轧的入口温度为1180～1220℃；对所述带钢进行卷取，得到980MPa级钢板；通过控制精轧的入口温度，可以降低氧化铁皮的产生，避免铁皮发生爆皮缺陷，也降低最终铁皮压入缺陷，进而达到改善980MPa级钢板的表面质量的效果。
Description
技术领域
本申请涉及钢材制备技术领域，尤其涉及无头模式下高表面质量的980MPa级马氏体钢的制备方法。
背景技术
无头轧制技术可以避免传统分块轧制方式下轧机频繁咬钢、抛钢和变换轧制速度导致的钢材头、尾部质量难以保证，及轧机作业率较低的问题，产品质量、精度也有较大进步，但连铸连轧短流程工艺的无头轧制模式下，受铸坯拉速限制，轧辊长时间处于高温状态，热轧钢卷表面容易出现氧化铁皮压入缺陷，尤其高强度级别的钢种更容易出现氧化缺陷。
无头模式下生产980MPa级钢板时，易出现表面氧化铁皮片状或者粉状脱落爆皮，同时大量的铁皮压入缺陷，影响表面质量。
发明内容
本申请提供了无头模式下高表面质量的980MPa级钢板的制备方法，以改善980MPa级钢板的表面质量。
本申请提供了一种无头模式下高表面质量的980MPa级钢板的制备方法，所述方法包括：
对铸坯进行加热和除鳞；
对所述加热和除鳞后的所述铸坯进行轧制，得到带钢，所述轧制包括精轧，所述精轧的入口温度为1180～1220℃；
对所述带钢进行卷取，得到980MPa级钢板。
作为一种可选的实施方式，所述铸坯的成分以质量分数计包括：C：0.15％～0.20％，Mn：1.0％～1.6％，Si：0.3％～0.5％，Alt：0.03％～0.05％，Cr：0.03％～0.05％，Ti：0.01％～0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。
作为一种可选的实施方式，所述加热的连铸坯的拉速为4～5m/min。
作为一种可选的实施方式，所述加热采用辊式隧道炉进行加热，所述加热的温度为1160～1200℃。
作为一种可选的实施方式，所述加热的温度为1165～1175℃。
作为一种可选的实施方式，所述轧制的粗轧机架H2计所述轧制的精轧机架F1和F2采用轧制润滑。
作为一种可选的实施方式，所述轧制的精轧机架F3和F4之间设有侧喷水。
作为一种可选的实施方式，所述精轧的出口温度不低于820℃。
作为一种可选的实施方式，所述精轧的出口温度为820～840℃。
作为一种可选的实施方式，所述卷取的温度为150～250℃。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本申请实施例提供的该方法，通过控制精轧的入口温度，可以降低氧化铁皮的产生，避免铁皮发生爆皮缺陷，也降低最终铁皮压入缺陷，进而达到改善980MPa级钢板的表面质量的效果。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的方法的流程图；
图2为本申请实施例1提供的钢板的表面形貌图；
图3为本申请实施例2提供的钢板的表面形貌图；
图4为本申请实施例3提供的钢板的表面形貌图；
图5为本申请对比例1提供的钢板的表面形貌图；
图6为本申请对比例2提供的钢板的表面形貌图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有特别说明，本申请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。
连铸连轧短流程工艺的无头轧制模式下，受铸坯拉速限制，轧辊长时间处于高温状态，热轧钢卷表面容易出现氧化铁皮压入缺陷，尤其高强度级别的钢种更容易出现氧化缺陷。无头模式下生产980MPa级钢板时，易出现表面氧化铁皮片状或者粉状脱落爆皮，同时大量的铁皮压入缺陷，影响表面质量。
申请人意图改善无头模式下980MPa级马氏体钢的表面质量，对所述980MPa级马氏体钢进行微观机理分析和工艺调整后，提供一种解决氧化铁皮压入和爆皮缺陷的方法，工艺路线为：钢水-连铸-辊式隧道炉-高压除鳞HSB-大压下粗轧H0-H1-H2-感应加热装置IH-高压除鳞FSB-精轧F1-F2-F3-F4-F5-层流冷却-卷取机；具体过程如下：
如图1所示，本申请实施例提供了一种无头模式下高表面质量的980MPa级钢板的制备方法，所述方法包括：
S1.对铸坯进行加热和除鳞；
在一些实施例中，所述铸坯的成分以质量分数计包括：C：0.15％～0.20％，Mn：1.0％～1.6％，Si：0.3％～0.5％，Alt：0.03％～0.05％，Cr：0.03％～0.05％，Ti：0.01％～0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。
由于钢坯高温轧制过程中，C元素会氧化成气态扩散至钢基体表面，使得氧化铁皮起泡导致铁皮应力增加，发生爆皮缺陷压入基体，因此钢中的C元素应该在冶炼时按成分设计的下限进行控制。由于钢中也含有一定量的Si和Mn元素，一方面Si元素上升使得氧化铁皮难以去除，导致铁皮缺陷压入，另一方面较高的Si和Mn导致钢表面晶粒产生晶界氧化，晶界被氧化后，C元素更容易从基体中扩散至氧化铁皮中，使得爆皮缺陷增加。故本方案在现有的低成本成分体系下，通过C、Si和Mn元素含量的精细控制，避免因C元素、Si和Mn元素过高导致的表面铁皮压入和爆皮缺陷。
在一些实施例中，所述加热的连铸坯的拉速为4～5m/min。所述加热采用辊式隧道炉进行加热，所述加热的温度为1160～1200℃。进一步的，所述加热的温度为1165～1175℃。
通过提高铸坯拉速，减少隧道炉的高温氧化时间，同时，降低铸坯隧道炉的温度，降低高温氧化发生的程度，进而降低氧化铁皮的厚度，降低后续被压入造成缺陷的可能。
S2.对所述加热和除鳞后的所述铸坯进行轧制，得到带钢，所述轧制包括精轧，所述精轧的入口温度为1180～1220℃；
合适的精轧温度可以减轻最终热轧钢卷表面铁皮压入和爆皮缺陷现象，尤其对于C含量相对高的钢更是对精轧入口温度温度敏感，精轧温度超过1230℃时，氧化铁皮飞溅，造成铁皮压入，精轧入口温度低于1180℃时难以保证精轧出口温度，因此难以防止铁皮压入缺陷增加。因此精轧入口温度在1180-1220℃。
在一些实施例中，所述轧制的粗轧机架H2计所述轧制的精轧机架F1和F2采用轧制润滑。
钢坯在进入H0、H1和H2三个大压下轧机连续压下后得到中间坯，其中在经过H2轧辊轧制时，容易出现轧制力波动，该轧辊容易发生磨损，导致带钢表面出现铁皮压入缺陷，同时在精轧F1和F2机架轧制时，也有相同的规律，因此在粗轧H2和精轧F1-F2采用轧制润滑，避免轧辊过度磨损。
在一些实施例中，所述轧制的精轧机架F3和F4之间设有侧喷水。
通过钢种的高温氧化特性发现，在F3和F4机架之间最容易出现铁皮快速增长的趋势。因此在F3-F4使用侧喷水，防止机架间带钢暴露在空气中氧化。
在一些实施例中，所述精轧的出口温度不低于820℃。进一步的，所述精轧的出口温度为820～840℃。
精轧出温度控制不低于820℃，可以保证精轧区奥氏体轧制，优选的控制在820-840℃，奥氏体更均匀。
S3.层流冷却后对所述带钢进行卷取，得到980MPa级钢板。
在一些实施例中，层流冷却采用后段冷却，所述卷取的温度为150～250℃。
合适的卷取温度可以减轻最终热轧钢卷表面铁皮压入和爆皮缺陷现象，尤其对于C含量相对高的钢更是对精轧入口温度温度敏感，卷取温度影响氧化铁皮的结构，铁皮结构中的FeO越高，铁皮越容易粉化，对表面质量不利，实际生产发现，卷取温度越高，FeO含量也越低，铁皮结合力越好，但是当卷取温度高于250℃时，力学性能不满足要求，卷取温度过低，低于150℃时，铁皮中的FeO含量急剧上升，粉化爆皮缺陷大量增加。因此设定卷取温度在150-250℃。
下面结合具体的实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
实施例1
一种无头模式下高表面质量的980MPa级钢板的制备方法，所述方法包括：
S1.对铸坯进行加热和除鳞；
S2.对所述加热和除鳞后的所述铸坯进行轧制，得到带钢；
S3.对所述带钢进行卷取，得到980MPa级钢板。
其中，铸坯成分为：以质量百分比计，C：0.19％，Mn：1.4％，Si：0.3％，Alt：0.035％，Cr：0.045％，Ti：0.02％，余量为Fe和不可避免的杂质。无头模式下铸坯拉速4.5m/min，隧道炉加热温度1170℃，粗轧H2和精轧F1-F2不采用轧制润滑；F3-F4采用侧喷水。精轧入口温度1200℃，精轧出温度控制在830℃。层冷采用后段冷却，控制卷取温度200℃。
实施例2
一种无头模式下高表面质量的980MPa级钢板的制备方法，所述方法包括：
S1.对铸坯进行加热和除鳞；
S2.对所述加热和除鳞后的所述铸坯进行轧制，得到带钢；
S3.对所述带钢进行卷取，得到980MPa级钢板。
其中，铸坯成分为：以质量百分比计，C：0.18％，Mn：1.5％，Si：0.45％，Alt：0.05％，Cr：0.04％，Ti：0.023％，余量为Fe和不可避免的杂质。无头模式下铸坯拉速4.6m/min，隧道炉加热温度1180℃，粗轧H2和精轧F1-F2采用轧制润滑；F3-F4采用侧喷水。精轧入口温度1200℃，精轧出温度控制在825℃。层冷采用后段冷却，控制卷取温度180℃。
实施例3
一种无头模式下高表面质量的980MPa级钢板的制备方法，所述方法包括：
S1.对铸坯进行加热和除鳞；
S2.对所述加热和除鳞后的所述铸坯进行轧制，得到带钢；
S3.对所述带钢进行卷取，得到980MPa级钢板。
其中，铸坯成分为：以质量百分比计，C：0.12％，Mn：1.7％，Si：0.03％，Alt：0.034％，Cr：0.045％，Ti：0.028％，余量为Fe和不可避免的杂质。无头模式下铸坯拉速5m/min，隧道炉加热温度1163℃，粗轧H2和精轧F1-F2采用轧制润滑；F3-F4采用侧喷水。精轧入口温度1184℃，精轧出温度控制在822℃。层冷采用后段冷却，控制卷取温度248℃。
对比例1
一种无头模式下高表面质量的980MPa级钢板的制备方法，所述方法包括：
S1.对铸坯进行加热和除鳞；
S2.对所述加热和除鳞后的所述铸坯进行轧制，得到带钢；
S3.对所述带钢进行卷取，得到980MPa级钢板。
其中，铸坯成分为：以质量百分比计，C：0.21％，Mn：1.8％，Si：0.5％，Alt：0.045％，Cr：0.025％，Ti：0.015％，余量为Fe和不可避免的杂质。无头模式下铸坯拉速3.9m/min，隧道炉加热温度1200℃，粗轧H2和精轧F1-F2不采用轧制润滑；F3-F4采用侧喷水。精轧入口温度1210℃，精轧出温度控制在840℃。层冷采用后段冷却，控制卷取温度300℃。
对比例2
一种无头模式下高表面质量的980MPa级钢板的制备方法，所述方法包括：
S1.对铸坯进行加热和除鳞；
S2.对所述加热和除鳞后的所述铸坯进行轧制，得到带钢；
S3.对所述带钢进行卷取，得到980MPa级钢板。
其中，铸坯成分为：以质量百分比计，C：0.14％，Mn：1.8％，Si：0.7％，Alt：0.042％，Cr：0.020％，Ti：0.018％，余量为Fe和不可避免的杂质。无头模式下铸坯拉速4.1m/min，隧道炉加热温度1200℃，粗轧H2和精轧F1-F2不采用轧制润滑；F3-F4不采用侧喷水。精轧入口温度1220℃，精轧出温度控制在815℃。层冷采用后段冷却，控制卷取温度107℃。
对实施例1至3和对比例1至2提供的钢板进行形貌观察，结果如图2至6所示，由图可得，实施例1和实施例2表面氧化铁皮形貌相对致密，铁皮压入和爆皮现象不明显，实施例1由于未采用润滑轧制，有轻微的铁皮压入，实施例2精轧入口温度偏上限(即1220℃)，且卷取温度偏下限(即150℃)，所以爆皮略微严重；对比例1铸坯拉速低于4m/min，Si含量超过0.5％，并且未采用润滑轧制，氧化铁皮压入严重，对比例2拉速低于4m/min，精轧入口温度高于1220℃，卷取温度也低于150℃，表面氧化铁皮容易粉化，出现严重爆皮缺陷；实施例3表面氧化铁皮最致密，表面质量最佳。
本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在；应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本申请范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所述范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”具体为附图中的图面方向。另外，在本申请说明书的描述中，术语“包括”“包含”等是指“包括但不限于”。
在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本文中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。在本文中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种无头模式下高表面质量的980MPa级钢板的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
对铸坯进行加热和除鳞；
对所述加热和除鳞后的所述铸坯进行轧制，得到带钢，所述轧制包括精轧，所述精轧的入口温度为1180～1220℃；
对所述带钢进行卷取，得到980MPa级钢板。
2.根据权利要求1所述的无头模式下高表面质量的980MPa级钢板的制备方法，其特征在于，所述铸坯的成分以质量分数计包括：C：0.15％～0.20％，Mn：1.0％～1.6％，Si：0.3％～0.5％，Alt：0.03％～0.05％，Cr：0.03％～0.05％，Ti：0.01％～0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的无头模式下高表面质量的980MPa级钢板的制备方法，其特征在于，所述加热的连铸坯的拉速为4～5m/min。
4.根据权利要求1所述的无头模式下高表面质量的980MPa级钢板的制备方法，其特征在于，所述加热采用辊式隧道炉进行加热，所述加热的温度为1160～1200℃。
5.根据权利要求4所述的无头模式下高表面质量的980MPa级钢板的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为1165～1175℃。
6.根据权利要求1所述的无头模式下高表面质量的980MPa级钢板的制备方法，其特征在于，所述轧制的粗轧机架H2计所述轧制的精轧机架F1和F2采用轧制润滑。
7.根据权利要求1所述的无头模式下高表面质量的980MPa级钢板的制备方法，其特征在于，所述轧制的精轧机架F3和F4之间设有侧喷水。
8.根据权利要求1所述的无头模式下高表面质量的980MPa级钢板的制备方法，其特征在于，所述精轧的出口温度不低于820℃。
9.根据权利要求8所述的无头模式下高表面质量的980MPa级钢板的制备方法，其特征在于，所述精轧的出口温度为820～840℃。
10.根据权利要求1所述的无头模式下高表面质量的980MPa级钢板的制备方法，其特征在于，所述卷取的温度为150～250℃。
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