一種提高熱軋中厚板耐蝕性的氧化鐵皮控制方法
【專利摘要】本發明提供了一種提高熱軋中厚板耐蝕性的氧化鐵皮控制方法，屬于冶金【技術領域】。本發明控制方法包括如下步驟：冶煉鋼水連鑄成板坯，將板坯加熱保溫處理后粗除鱗，粗除鱗壓力大于等于16MPa，粗除鱗時間為4～10s，精粗軋后進行精軋階段，在奇數道次精軋階段前進行精除鱗，精除鱗壓力大于等于16MPa，精除鱗時間為4～10s，精軋后，上冷床以10～25℃/s的速度冷卻至室溫。本發明針對熱軋中厚板氧化鐵皮結構提出了熱軋工藝調整方案，控制上冷床冷卻速通過控制FeO的共析反應程度來達到氧化鐵皮結構的合理控制，從而提高熱軋中厚板的表面耐蝕性，本發明利用鋼廠現有的設備和工藝條件，既不增加投資和生產成本，保證熱軋中厚板的力學性能的基礎上提高其耐蝕性。
【專利說明】一種提高熱軋中厚板耐蝕性的氧化鐵皮控制方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于冶金【技術領域】，特別涉及一種提高熱軋中厚板耐蝕性的氧化鐵皮控制方法。
【背景技術】
[0002]中厚板產品是熱軋類產品中比重較大的產品類，一般作為成品直接出售。絕大多數直接供貨的中厚板沒有外包裝，在運輸和存儲過程中由于環境的大氣腐蝕和捆包進水并滯留導致的局部電化學縫隙腐蝕而使中厚板板表面發生銹蝕或者呈現嚴重的“麻坑”狀腐蝕形貌，從而引發用戶質量異議。目前，針對鋼材耐蝕性能提升的措施較多，但多集中在添加Cr、N1、Cu等合金元素，在鋼材表面形成一層致密的耐蝕層，或者直接采用在鋼材表面進行涂漆和鍍層措施以提高鋼材的耐腐蝕性能，但上述措施是建立在增加設備投資、提高合金用量、增加生產成本的基礎上，并對環境有所破壞，這與目前鋼鐵發展方向(節能、減排、降耗)是背道而馳的。
[0003]考慮到在中厚板熱軋過程中以及在之后的控冷過程中，表面會自然形成一層薄的氧化鐵皮。這層氧化鐵皮在后續鋼材的保存，運輸過程中能起到極好防護作用。通過改變中厚板熱軋過程中氧化皮的生長機制，生成有利于耐蝕的氧化皮結構，同時提高氧化皮的致密性，來改善其保護性。目前關于鋼板表面氧化鐵皮研究很多，但對于如何控制四次氧化鐵皮和何種氧化鐵皮結構耐腐蝕性能最好尚未有研究，中國專利號200710010183.5《中薄板坯連鑄連軋帶鋼表面氧化鐵皮控制方法》給出了針對中薄板坯熱軋帶鋼包括成分設計、除鱗工藝、軋制和冷卻工藝在內的氧化鐵皮的控制方法，主要針對的是中薄板坯短流程生產線，主要解決的是如何除去帶鋼表面紅銹。日本及其他國家在氧化鐵皮控制方面的研究工作主要集中在氧化鐵皮結構分析及氧化鐵皮壓入等表面缺陷上，對如何控制氧化鐵皮結構提聞中厚板耐蝕性能并未有涉及。
[0004]鑒于此，本發明以中厚板生產過程中不同結構氧化鐵皮耐腐蝕性能評價為依據，獲得耐腐蝕性能最優的氧化鐵皮結構類型，提出了通過優化成分設計、保證除鱗壓力，合理控制上冷床后的冷卻速度獲得最優耐蝕性的氧化鐵皮結構，從而達到提高中厚板產品耐蝕性能的目的。目前，本發明的控制方法已應用在中厚板的生產上，耐腐蝕效果良好。
【發明內容】
[0005]針對現有技術的不足，本發明提供了一種提高熱軋中厚板耐蝕性的氧化鐵皮控制方法，通過優化鋼種成分、保證除鱗壓力，調整熱軋工藝方案，合理控制上冷床后的冷卻速度，達到通過控制FeO的共析反應程度來獲得耐蝕性最好的氧化鐵皮結構類型，從而在保證熱軋中厚板產品的力學性能的基礎上提高其耐蝕性能，該控制方法是一種無需增加設備和投資，不增大生產成本，充分利用現有的設備和工藝流程的有效方法。
[0006]本發明的提高熱軋中厚板耐蝕性的氧化鐵皮控制方法，包括以下步驟:
[0007]步驟一:冶煉鋼水連鑄成板坯，板坯成分按重量百分比為C:0.05?0.2%，Si:0.11 ~0.4%, Mn:L O ~L 2%, P: ^ 0.02%, S: ^ 0.02%, Al:0.01 ~0.05%, Nb:0.01 ~
0.05%, V 0.05%，余量為 Fe ；
[0008]步驟二:將板坯加熱至1150~1250°C，加熱時間200~300min ;然后用高壓水粗除鱗，粗除鱗溫度為1100~1200°C，粗除鱗水壓大于等于16MPa，粗除鱗時間為4~10s，使鋼板表面無氧化鐵皮和保護渣，達到無殘留；
[0009]步驟三:粗除鱗后的板坯進入粗軋階段，開軋溫度為1100~1150°C，終軋溫度為1000~1150°C，累計壓下量為70~85% ；
[0010]步驟四:粗軋后的板坯進入精軋階段，在奇數道次精軋階段前，進行精除鱗，精鱗水壓大于等于16MPa，精除鱗時間為4~IOs ;精軋階段終軋溫度控制在840~970°C，累計壓下量為50~80%，精軋后拋鋼速度為1.2~2m/s ；
[0011]步驟五:精軋結束后上冷床以10~25°C /s的速度冷卻至室溫，已達到降低表面氧化鐵皮發生共析反應程度。
[0012]上述方法獲得的熱軋中厚板表面氧化鐵皮的厚度為15~30 μ m,軋制過程中無氧化鐵皮壓入和破碎現象，通過中國專利號ZL201010010116.5的“一種化學腐蝕檢測熱軋帶鋼氧化鐵皮結構的方法”專利的檢測方法，獲得的熱軋中厚板表面氧化鐵皮中FeO的含量為40~70%，共析組織含量少于20%。
[0013]本發明的突 出特點和顯著的效果主要體現在:
[0014](I)本發明通過不同結構類型的氧化鐵皮耐腐蝕評價體系獲得最優耐腐蝕性能的氧化鐵皮結構類型，為氧化鐵皮結構中中FeO的含量為40~70%，共析組織含量少于20%。
[0015](2)本發明提出了加熱方式和除鱗要求，可以控制中厚板生產過程中爐生氧化鐵皮厚度，有利于板坯出加熱爐后的除鱗，使得鑄坯經過粗除鱗后表面無殘留爐生氧化鐵皮和保護渣。
[0016](3)本發明提出了軋制工藝和后續上冷床冷卻速率控制方法，保證了中厚板生產過程中無氧化鐵皮壓入和破碎現象，提高了中厚板表面氧化鐵皮的致密性，同時生成的最優耐蝕性氧化鐵皮結構保證了中厚板產品的耐蝕性能。
[0017](4)本發明利用鋼廠現有設備和工藝條件，不增加合金添加量也無后續涂層工藝，在不增加投資和生產成本，保證中厚板產品的表面質量和耐腐蝕性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1四種典型氧化鐵皮結構類型，其中:(a)為Typel，(b)為TypeII，(C)為TypeIII, (d)為 TypeIV ；
[0019]圖2本發明實施例1氧化鐵皮結構圖；
[0020]圖3本發明實施例2氧化鐵皮結構圖；
[0021 ] 圖4本發明實施例3氧化鐵皮結構圖；
[0022]圖5本發明實施例4氧化鐵皮結構圖。
【具體實施方式】
[0023]實施例1
[0024]步驟一:冶煉鋼水連鑄成板坯，板坯成分按重量百分比為C:0.11%，S1:0.15%，Mn:1.05%, P:0.007%, S:0.004%, Al:0.012%, Nb:0.034%, V:0.04%，余量為鐵；
[0025]步驟二:將板坯加熱至1250°C，加熱時間210min ;然后用高壓水粗除鱗，粗除鱗溫度為1200°C，粗除鱗水壓為16MPa，粗除鱗時間為5s，使鋼板表面無氧化鐵皮和保護渣，達到無殘留；
[0026]步驟三:粗除鱗后的板坯進入粗軋階段，開軋溫度為1150°C，終軋溫度為1120°C，累計壓下量為85% ；
[0027]步驟四:粗軋后的板坯進入精軋階段，在奇數道次精軋階段前，進行精除鱗，精除鱗水壓為18MPa，精除鱗時間為6s，在本精軋階段共精除鱗3次；精軋階段終軋溫度控制在970°C，累計壓下量為55%，精軋后拋鋼速度為2m/s ；
[0028]步驟五:精軋結束后上冷床以10°C /s的速度冷卻至室溫，通過專利號ZL201010010116.5的“一種化學腐蝕檢測熱軋帶鋼氧化鐵皮結構的方法”專利的檢測方法，獲得的熱軋中厚板氧化鐵皮結構中FeO的含量為40%，共析組織含量10%。
[0029]圖1為四種典型氧化鐵皮結構類型，其中:
[0030]TypeI的氧化鐵皮由Fe304、共析產物(Fe304+Fe)和少量殘留的FeO構成，其中FeO的共析轉變量超過70% ；
[0031]TypeII的氧化鐵皮由Fe3O4、共析轉變產物(Fe304+Fe)和少量殘留的FeO構成，其中FeO的共析轉變量小于50% ；
[0032]TypeIII的氧化鐵皮由Fe304、殘留的FeO和先共析Fe3O4構成，在整個鐵皮層中有極少的共析轉變；
[0033]TypeIV的氧化鐵皮是由Fe3O4和FeO層構成，FeO層中并沒有發生任何轉變。
[0034]本實施例中厚板放置一個月后的表面仍然光亮，表面質量良好，氧化鐵皮致密無缺陷，氧化鐵皮結構圖，見圖2，結合圖1，本實施例氧化鐵皮結構為TypeIII，耐腐蝕性能良好。
[0035]實施例2
[0036]步驟一:冶煉鋼水連鑄成板坯，板坯成分按重量百分比為C:0.09%, S1:0.35%，Mn:1.18%, P:0.006%, S:0.002%, Al:0.023%, Nb:0.04%, V:0.036%，余量為鐵；
[0037]步驟二:將板坯加熱至1150°C，加熱時間300min ;然后用高壓水粗除鱗，粗除鱗溫度為1100°C，粗除鱗水壓為18MPa，粗除鱗時間為6s，使鋼板表面無氧化鐵皮和保護渣，達到無殘留；
[0038]步驟三:粗除鱗后的板坯進入粗軋階段，開軋溫度為1100°C，終軋溫度為1000°C，累計壓下量為70% ；
[0039]步驟四:粗軋后的板坯進入精軋階段，在奇數道次精軋階段前，進行精除鱗，精除鱗水壓為20MPa，精除鱗時間為5s，在本精軋階段共精除鱗2次；精軋階段終軋溫度控制在840°C，累計壓下量為80%，精軋后拋鋼速度為2m/s ；
[0040]步驟五:精軋結束后上冷床以25 °C /s的速度冷卻至室溫，通過專利號ZL201010010116.5的“一種化學腐蝕檢測熱軋帶鋼氧化鐵皮結構的方法”專利的檢測方法，獲得的熱軋中厚板表面氧化鐵皮中FeO的含量為70%，共析組織含量5%。
[0041]本實施例中厚板放置一個月后的表面仍然光亮，表面質量良好，氧化鐵皮致密無缺陷，氧化鐵皮結構圖，見圖3，結合圖1，本實施例氧化鐵皮結構為TypeIII，耐腐蝕性能良好。
[0042]實施例3
[0043]步驟一:冶煉鋼水連鑄成板坯，板坯成分按重量百分比為C:0.07%, S1:0.24%，Mn:1.2%, P:0.008%, S:0.004%, Al:0.04%, Nb:0.034%, V:0.038%，余量為鐵；
[0044]步驟二:將板坯加熱至1220°C，加熱時間260min ;然后用高壓水粗除鱗，粗除鱗溫度為1180°C，粗除鱗水壓為16MPa，粗除鱗時間為5s，使鋼板表面無氧化鐵皮和保護渣，達到無殘留；
[0045]步驟三:粗除鱗后的板坯進入粗軋階段，開軋溫度為1130°C，終軋溫度為1110°C，累計壓下量為78% ；
[0046]步驟四:粗軋后的板坯進入精軋階段，在奇數道次精軋階段前，進行精除鱗，精除鱗水壓為20MPa，精除鱗時間為4s，在本精軋階段共精除鱗3次；精軋階段終軋溫度控制在940°C，累計壓下量為76%，精軋后拋鋼速度為1.8m/s ；
[0047]步驟五:精軋結束后上冷床以22 °C /s的速度冷卻至室溫，通過專利號ZL201010010116.5的“一種化學腐蝕檢測熱軋帶鋼氧化鐵皮結構的方法”專利的檢測方法，獲得的熱軋中厚板表面氧化鐵皮中FeO的含量為65%，共析組織含量7%。
[0048]本實施例中厚板放置一個月后的表面仍然光亮，表面質量良好，氧化鐵皮致密無缺陷，氧化鐵皮結構圖，見圖4，結合圖1，本實施例氧化鐵皮結構為TypeIII，耐腐蝕性能良好。
[0049]實施例4
[0050]步驟一:冶煉鋼水連鑄成板坯，板坯成分按重量百分比為C:0.12%，S1:0.3%，Mn:1.07%, P:0.004%, S:0.004%, Al:0.042%, Nb:0.028%, V:0.034%、余量為鐵；
[0051]步驟二:將板坯加熱至1190°C，加熱時間280min ;然后用高壓水粗除鱗，粗除鱗溫度為1150°C，粗除鱗水壓為16MPa，粗除鱗時間為10s，使鋼板表面無氧化鐵皮和保護渣，達到無殘留；
[0052]步驟三:粗除鱗后的板坯進入粗軋階段，開軋溫度為1130°C，終軋溫度為1080°C，累計壓下量為75% ；
[0053]步驟四:粗軋后的板坯進入精軋階段，在奇數道次精軋階段前，進行精除鱗，精除鱗水壓為18MPa，精除鱗時間為7s，在本精軋階段共精除鱗2次；精軋階段終軋溫度控制在890°C，累計壓下量為70%，精軋后拋鋼速度為1.6m/s ；
[0054]步驟五:精軋結束后上冷床以18 °C /s的速度冷卻至室溫，通過專利號ZL201010010116.5的“一種化學腐蝕檢測熱軋帶鋼氧化鐵皮結構的方法”專利的檢測方法，獲得的熱軋中厚板表面氧化鐵皮中FeO的含量為62%，共析組織含量9%。
[0055]本實施例中厚板放置一個月后的表面仍然光亮，表面質量良好，氧化鐵皮致密無缺陷，氧化鐵皮結構圖，見圖5，結合圖1，本實施例氧化鐵皮結構為TypeIII，耐腐蝕性能良好。
【權利要求】
1.一種提高熱軋中厚板耐蝕性的氧化鐵皮控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:冶煉鋼水連鑄成板坯，板坯成分按重量百分比為C:0.05~0.2%，S1:0.11~0.4%, Mn:1.0 ~1.2%，P:≤ 0.02%, S:≤ 0.02%, Al:0.01 ~0.05%, Nb:0.01 ~0.05%, V:≤0.05%,余量為 Fe ； 步驟二:將板坯加熱至1150~12501:，加熱時間200~3001^11 ;然后用高壓水粗除鱗，粗除鱗溫度為1100~1200°C，粗除鱗水壓大于等于16MPa，粗除鱗時間為4~10s，使鋼板表面無氧化鐵皮和保護渣，達到無殘留； 步驟三:粗除鱗后的板坯進入粗軋階段，開軋溫度為1100~1150°C，終軋溫度為1000~1150°C，累計壓下量為70~85% ； 步驟四:粗軋后的板坯進入精軋階段，在奇數道次精軋階段前，進行精除鱗，精鱗水壓大于等于16MPa，精除鱗時間為4~IOs ;精軋階段終軋溫度控制在840~970°C，累計壓下量為50~80%，精軋后拋鋼速度為1.2~2m/s ； 步驟五:精軋結束后上冷床以10~25°C /s的速度冷卻至室溫，已達到降低表面氧化鐵皮發生共析反應程度。
2.根據權利要求1所述的提高熱軋中厚板耐蝕性的氧化鐵皮控制方法，其特征在于，所制得的熱軋中厚板表面氧化鐵皮的厚度為15~30 μ m。
3.根據權利要求1所述的提高熱軋中厚板耐蝕性的氧化鐵皮控制方法，其特征在于，所制得的熱軋中厚板表面氧化鐵皮中FeO的含量為40~70%，共析組織含量少于20%。
【文檔編號】C21D8/02GK103962386SQ201410159209
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月18日 優先權日:2014年4月18日
【發明者】曹光明, 劉振宇, 劉小江, 孫彬, 楊名, 何永全 申請人:東北大學