專利名稱：一種通過軋鋼過程解決冷軋基料表面酸洗不凈的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軋鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種通過軋鋼過程解決冷軋基料表面酸洗不凈的工藝。
背景技術(shù)：
鋼中Cu、As、Sn等殘余元素由于其氧化勢小于鐵，在煉鋼過程中難以去除而完全進入鋼液，因此在鋼鐵生產(chǎn)過程中會通過在鋼液凝固過程中的凝固偏析、在晶界的偏聚以及在鋼基體與氧化層之間析出富集三種不同的作用機制對鋼的質(zhì)量以及性能帶來較多的影響與危害。
目前控制和降低鋼中殘余元素的對策和方法主要有固態(tài)廢鋼預(yù)處理技術(shù)、含鐵礦物焙燒處理工藝、配料稀釋法、鐵水脫除技術(shù)、鋼液脫除技術(shù)以及添加其它抑制元素。但受鋼鐵行業(yè)形勢下滑的影響，目前國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)礦石來源點多而雜，很容易造成鐵水中CiuAs等殘余元素增加，鋼中的殘余元素偏高對熱軋板卷的表面質(zhì)量產(chǎn)生了較嚴(yán)重的影響，在冷軋過程中出現(xiàn)了大量的酸洗不凈現(xiàn)象。該現(xiàn)象表觀為冷軋酸洗板表面出現(xiàn)很多殘余元素富集的黑色條紋?！稓堄嘣貙i鋼CSP熱冷軋卷質(zhì)量的影響》來自2009年第I期《世界鋼鐵》等文獻中只提出了通過控制鐵礦石或者廢鋼中的殘余元素含量來保證鋼坯中的殘余元素含量低于一定的水平，但是當(dāng)鋼坯中的殘余元素含量過高以后，彌補的方法卻沒有明確的相關(guān)報道，更沒有相關(guān)的專利申報。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通過軋鋼過程解決冷軋基料表面酸洗不凈的工藝，結(jié)合各企業(yè)軋鋼現(xiàn)場的裝備條件，根據(jù)不同時期氧化鐵皮的形成機理和去除方式的不同，通過在軋鋼各影響氧化鐵皮形成的環(huán)節(jié)進行必要的工藝控制，達到減輕熱軋帶鋼表面殘余元素富集的效果，從而解決了冷軋基料表面酸洗不凈得問題。本發(fā)明冶煉爐料主成分適用范圍為冷軋基料，主要牌號為Q195、Q195L、SPHC,08A1、IF鋼、TRIP鋼等適合冷軋的鋼種，殘余元素含量(Cu ( O. 030%, As ( 0.0150%,Sn ( O. 010%)ο工藝步驟及控制的技術(shù)參數(shù)如下(I)入爐溫度保證入爐的鋼坯溫度在800 950°C ；(2)在爐時間第一加熱段的在爐時間30 60分鐘，第二加熱段的在爐時間25 50分鐘，第三加熱段的在爐時間25 50分鐘，均熱段20 40分鐘，保證鋼坯的在爐加熱時間總量120 180分鐘；(3)爐內(nèi)氣氛保證加熱爐煙氣的氧體積百分含量在O 2%之間；(4)加熱溫度第一加熱段的溫度控制在1030 1050°C，第二加熱段的溫度控制在1150 1170°C，第三加熱段的溫度控制在1310 1330°C，均熱段的溫度控制在1300 1320 0C ；
(5)除鱗水除鱗水的水壓在16 20MPa，除鱗道次為5 7次；(6)酸洗條件酸洗槽溫度60 80°C，酸洗時間40 60s，酸液濃度(質(zhì)量百分比)12% 18%。酸洗后要求內(nèi)部評級結(jié)果在I級或2級為合格(總共分為5級)。本發(fā)明主要的工作在于加熱工藝的控制，通過對入爐鋼坯的溫度控制，加熱速度的控制，加熱爐溫度的控制以及在爐時間的控制，改變氧化鐵皮的厚度以及其組分構(gòu)成，通過工藝控制將殘余元素附著在氧化鐵皮中，在粗軋及精軋前，通過增加除鱗水的除鱗道次，增加除鱗水的壓力，使氧化鐵皮及表面殘余元素脫離鋼坯基體，解決了冷軋基料表面酸洗不凈。具體工藝流程圖，如圖I所示。殘余元素在鋼中按其氧化勢大小可分為三類，Cu、As、Sn等元素包其氧化勢低于鐵，即在煉鋼時的氧化反應(yīng)將不涉及這些元素，因此這些殘余元素將全部積存在最終的鋼鐵產(chǎn)品中。C、H、N、S、P等元素其氧化勢與鐵接近，在煉鋼的吹煉過程中，其中一部分將被氧化除去，而在鋼水中殘存的部分取決于它們在鋼水和爐渣的成分，兩者確定了殘余元素在鋼水和爐渣中的分配系數(shù)。第三類元素包括Pb、Zn、V、Ti、Si、Al、Zr、Mg、Ca和Nb，其氧化勢要高于鐵，在鋼水吹煉過程中，它們首先被氧化進入渣相中除去，一般不會進入鋼水。目前有關(guān)鋼中的殘余元素問題中，殘余元素主要指Cu、As、Sn等與氧的親和力小于鐵和氧的親和力即氧化勢小于鐵，在煉鋼過程中難以去除而完全進入鋼液的元素。由于殘余元素在煉鋼時不能有效去除，因此在鋼材反復(fù)回收利用時會積累到較高含量，而當(dāng)這些殘余元素 含量達到一定含量時，可能會對鋼的某些性能產(chǎn)生明顯影響，而其它一些元素均不在殘余元素的討論范圍內(nèi)。本發(fā)明原理是基于殘余元素的氧化勢低于鐵，同時Cu、As、Sn等元素的熔點低，通過合理的溫度工藝控制，使其在鋼鐵生產(chǎn)過程中避免在鋼液凝固過程中的凝固偏析、在晶界的偏聚以及在鋼基體與氧化層之間析出富集等現(xiàn)象的發(fā)生。Cu、As、Sn等元素以及它們之間形成的共晶組織的熔點在600至800°C之間，因此要嚴(yán)格控制加熱爐的入爐溫度，要保證連鑄坯的入爐溫度在80(T950°C，從而避免連鑄坯在高溫冷卻、二次加熱過程中，由于Cu、As、Sn等元素的氧化位能比鐵低，氧化性氣體與鋼料發(fā)生反應(yīng)，殘余元素偏聚在晶界，同時由于鐵的優(yōu)先氧化速度明顯大于殘余元素向基體內(nèi)擴散的速度，殘余元素在氧化鐵層與鋼基體層之間析出，在連鑄坯表面逐漸富集，形成低熔點富集相。Cu、As、Sn等元素富集量的多少與鋼坯表面的氧化層厚度有直接關(guān)系，氧化層厚度越厚殘余元素的富集量越大，冷軋基料表面越難酸洗。在鋼坯表面富集的殘余元素，大部分是因為沒有氧化，由氧化層擴散到鑄坯的表面而形成的富集層，因此可以通過檢測加熱爐煙氣中的氧氣含量來控制加熱爐中的氣氛，保證加熱爐煙氣的氧含量在(Γ2%之間，從而保證加熱爐始終為弱氧化氣氛或者還原性氣氛加熱。為減少殘余元素的富集還要保證鋼坯在加熱爐中的時間，因此要加快升溫速度，縮短加熱時間，從而減少殘余元素在鋼坯表面的富集時間，在三段式步進式加熱爐中，保證第一加熱段的在爐時間小于60分鐘,第二加熱段的在爐時間小于50分鐘,第三加熱段的在爐時間小于50分鐘,均熱段小于40分鐘，從而保證鋼還的在爐加熱時間總量小于180分鐘，來達到減少氧化鐵皮厚度的目的。由于氧化鐵皮以及殘余元素與鋼坯鐵基體的結(jié)合力和氧化鐵皮的疏松程度有很大關(guān)系，為了獲得良好的疏松組織，需對殘余元素較高的鋼坯的加熱溫度按加熱爐能力的上限控制，保證第一加熱段的溫度控制在103(Tl050°C，第二加熱段的溫度控制在115(Tll70°C，第三加熱段的溫度控制在131(Tl330°C，均熱段的溫度控制在130(Tl32(TC。從而保證氧化鐵皮合理的疏松程度，保證后續(xù)的除鱗過程中能將其除干凈。在加熱爐中高溫加熱的鋼坯通過粗軋機組及精軋機組前的除鱗系統(tǒng)可除去大部分的氧化鐵皮及殘余元素，為將低熔點的殘余元素去除干凈，必須加大除鱗水系統(tǒng)的噴水壓力，保證除鱗水的水壓在16 20MPa之間，除鱗道次為5 7次。大壓力除了能提高氧化鐵皮的剝離效果以外，還能通過增大鑄坯表面的局部溫度變化，是表面產(chǎn)生較大的熱脹冷縮效果，從而使鋼坯表面富集的殘余元素脫離鋼坯基體。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
I、與采用控制鐵礦石中的殘余元素含量，或者在煉鋼前期通過降低鐵水及煉鋼合金中殘余元素含量的工藝相比，本發(fā)明改變了煉鋼前期殘余元素控制不理想的冷軋鋼坯只能改變的傳統(tǒng)方式，提出了通過軋鋼工藝控制來滿足后續(xù)冷軋表面要求的方法，提高了企業(yè)的產(chǎn)品成材率。2、通過該工藝，可以解放煉鐵的原料控制，便于大量采用含一定量殘余元素的低價鐵礦石，可明顯降低鐵前成本。


圖I為該工藝方法的流程圖。
具體實施例方式具體事例對SPHC鋼坯的化學(xué)成分如表I所示表I具體鋼坯的化學(xué)成分余量為Fe
帶鋼化學(xué)成分(全) (wt%)
~C~ Mn ~S~~P~i~ Cu M ~Cr~~Sn~~IPb~~W~As~
......0:.048031 0:01.60.0 7θ'.'θ260:023011 0:0140:0060:003Ο χΠ 0:0145.......對比例I :I、入爐溫度650°C ;2、在爐時間第一加熱段的在爐時間68分鐘，第二加熱段的在爐時間52分鐘，第三加熱段的在爐時間65分鐘，均熱段時間39分鐘，在爐加熱時間總量為224分鐘。3、爐內(nèi)氣氛加熱爐煙氣的氧含量為3. 0%。4、加熱溫度第一加熱段的溫度1027°C，第二加熱段的溫度控制在1143°C，第三加熱段的溫度控制在1283°C，均熱段的溫度控制在1280°C。5、除鱗水除鱗水的水壓為16MPa,除鱗道次為3道。實施例I :I、入爐溫度810O。
2、在爐時間第一加熱段的在爐時間42分鐘，第二加熱段的在爐時間32分鐘，第三加熱段的在爐時間35分鐘，均熱段時間29分鐘，在爐加熱時間總量為138分鐘。3、爐內(nèi)氣氛熱爐煙氣的氧體積百分含量為I. 2%。4、加熱溫度第一加熱段的溫度控制在1042°C，第二加熱段的溫度控制在1165°C，第三加熱段的溫度控制在1328°C，均熱段的溫度控制在1318°C。5、除鱗水除鱗水的水壓為18MPa,除鱗道次為7道。其他工藝參數(shù)控制均相同，采用200mm后的板還，軋制成3mm后的帶 材,帶材在同一條冷軋酸洗線酸洗后發(fā)現(xiàn)，采用對比例I生產(chǎn)的帶鋼表面上出現(xiàn)了大量的黑色帶狀條紋，在整條帶鋼的上下表面均有分布，該黑色條紋呈直線狀或波浪型，同時帶鋼表面發(fā)黑發(fā)暗，直接影響后續(xù)冷軋過程的表面質(zhì)量，評級結(jié)果為4級。而采用實施例I生產(chǎn)的帶鋼表面光亮，無任何黑色條紋或斑點，評級結(jié)果為I級。最后說明的是，以上實施例僅以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行參數(shù)范圍內(nèi)的修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種通過軋鋼過程解決冷軋基料表面酸洗不凈的工藝，其特征在于，工藝步驟及控制的技術(shù)參數(shù)如下 (1)入爐溫度保證入爐的鋼坯溫度在800 950°C； (2)在爐時間第一加熱段的在爐時間30 60分鐘，第二加熱段的在爐時間25 50分鐘，第三 加熱段的在爐時間25 50分鐘，均熱段20 40分鐘，保證鋼坯的在爐加熱時間總量120 180分鐘； (3)爐內(nèi)氣氛保證加 熱爐煙氣的氧體積百分含量在O 2%之間； (4)加熱溫度第一加熱段的溫度控制在1030 1050°C，第二加熱段的溫度控制在.1150 1170°C，第三加熱段的溫度控制在1310 1330°C，均熱段的溫度控制在1300 .1320 0C ； (5)除鱗水除鱗水的水壓在16 20MPa，除鱗道次為5 7次； (6)酸洗條件酸洗槽溫度60 80°C，酸洗 時間40 60s，酸液濃度12質(zhì)量％ 18質(zhì)量％ ;酸洗后內(nèi)部評級結(jié)果在I級或2級為合格； 冶煉爐料適用范圍為冷軋基料，牌號為Q195、Q195L、SPHC、08A1、IF鋼、TRIP鋼，殘余元素含量Cu ( O. 030%, As ( O. 0150%, Sn ( O. 010%。
全文摘要
一種通過軋鋼過程解決冷軋基料表面酸洗不凈的工藝，屬于軋鋼技術(shù)領(lǐng)域。通過對入爐鋼坯的溫度控制，加熱速度的控制，加熱爐溫度的控制以及在爐時間的控制，改變氧化鐵皮的厚度以及其組分構(gòu)成，通過工藝控制將殘余元素附著在氧化鐵皮中，在粗軋及精軋前，通過增加除鱗水的除鱗道次，增加除鱗水的壓力，使氧化鐵皮及表面殘余元素脫離鋼坯基體。優(yōu)點在于，滿足了后續(xù)冷軋表面要求的方法，提高了企業(yè)的產(chǎn)品成材率，可以大量采用含一定量殘余元素的低價鐵礦石，可明顯降低鐵前成本。殘余元素含量Cu≤0.030%，As≤0.0150%，Sn≤0.010%。
文檔編號C21D8/02GK102965486SQ20121050488
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者高鑫, 孟憲成, 李玉良 申請人:德龍鋼鐵有限公司