專利名稱：一種使用條件為輥壓成型無(wú)涂油工藝的黑皮鋼生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用條件為輥壓成型無(wú)涂油工藝的黑皮鋼生產(chǎn)方法，屬于金屬軋制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氧化鐵皮柔性化生產(chǎn)是一種無(wú)需增加設(shè)備和投資，不增加生產(chǎn)成本，充分利用現(xiàn)有設(shè)備和工藝，根據(jù)下游生產(chǎn)企業(yè)加工工藝特點(diǎn)和要求，采用了“高溫、快軋”的技術(shù)路線， 通過(guò)合理控制冷卻速度和卷取溫度達(dá)到氧化鐵皮結(jié)構(gòu)的合理控制。在570-1371°C時(shí)，F(xiàn)eO 處于穩(wěn)定狀態(tài)，在570°C以下時(shí)，F(xiàn)eO發(fā)生共析反應(yīng)生成a -Fe + Fe3O4的混合物，因此可以通過(guò)控制FeO共析反應(yīng)的發(fā)生程度，來(lái)控制氧化鐵皮微觀結(jié)構(gòu)。由于氧化鐵皮微觀結(jié)構(gòu)中 Fe3O4呈黑色，稱之為黑皮鋼，黑皮鋼具有較好的塑性及良好的黏附性，因此在隨后深加工過(guò)程中不會(huì)因冷沖壓、冷成型而發(fā)生脫皮和破裂，同時(shí)氧化鐵皮可以起到工具與工件間的潤(rùn)滑作用。對(duì)于一些熱軋深沖用鋼如汽車大梁鋼等，為徹底擺脫酸洗帶來(lái)的環(huán)境負(fù)擔(dān)，通過(guò)控制氧化鐵皮結(jié)構(gòu)，使帶鋼表面氧化鐵皮主要由Fe3O4組成，此種鐵皮具有較高的塑性、較薄的厚度及與基體緊密的結(jié)合力，在深加工過(guò)程中氧化鐵皮可隨基體發(fā)生變形，因此不需要通過(guò)酸洗去除氧化鐵皮，免酸洗黑皮鋼由此誕生。該類鋼種最終采用的加工工藝為輥壓成型無(wú)涂油工序，因此，對(duì)于氧化鐵皮要求應(yīng)為氧化鐵皮具有較好的附著力，在矯直過(guò)程中氧化鐵皮能隨鋼板基體發(fā)生塑性變形而不發(fā)生剝落，要求FeO在Fe3O4中成均勻的島狀分布，這主要是由于FeO相疏松多孔，而Fe3O4硬度較高，F(xiàn)eO均勻分布于Fe3O4中，軟硬相相結(jié)合，在矯直過(guò)程中疏松相FeO能夠有效的吸收矯直產(chǎn)生的破壞應(yīng)力，避免了氧化鐵皮的破碎，隨著Fe3O4含量增加，氧化鐵皮脫落特征由片狀脫落轉(zhuǎn)變?yōu)榉勰蠲撀?。但是，背景技術(shù)中沒(méi)有理想的使用條件為輥壓成型無(wú)涂油工藝的黑皮鋼生產(chǎn)方法，一直困擾本領(lǐng)域技術(shù)人員。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種使用條件為輥壓成型無(wú)涂油工藝的黑皮鋼生產(chǎn)方法，生產(chǎn)出熱軋深沖用鋼，如汽車大梁鋼等，后續(xù)沖壓成型過(guò)程中鐵皮黏附性好，免酸洗，徹底擺脫酸洗帶來(lái)的環(huán)境負(fù)荷，解決背景技術(shù)中存在的上述問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種使用條件為輥壓成型無(wú)涂油工藝的黑皮鋼生產(chǎn)方法，包含煉鋼和連鑄、加熱工序、粗軋和精軋工序、冷卻和卷曲工序，其特征在于所說(shuō)的煉鋼和連鑄工序通過(guò)冶煉得到純凈的鋼水，其成分重量百分比范圍為C :O. 06%-0. 09%, Si 0. 15-0. 25%, Mn 1. 35%-1. 45%, P ^ O. 02, S ^ O. 08，Als 0. 015%-0. 025%, Nb
O.015%-0. 025%，經(jīng)過(guò)連鑄機(jī)連鑄成鑄坯；所說(shuō)的粗軋和精軋工序中，提高精軋出口速度，經(jīng)過(guò)加速軋制后，帶鋼尾部的最高速度達(dá)到4. 8-7. 6m/s ;所說(shuō)的冷卻和卷取工序?qū)恿骼鋮s方式采取前端快冷和均勻冷卻方式，卷取溫度控制570°C -610°C。所說(shuō)的加熱工序?qū)㈣T坯加熱到1180-1220°C，均熱段保溫時(shí)間35_60min，然后除鱗高壓水全部打開(kāi)，除鱗水壓力為190-210Bar，除鱗溫度不低于1173°C，徹底清除表面爐生氧化皮同時(shí)避免生產(chǎn)紅色氧化鐵皮。所說(shuō)的粗軋和精軋工序經(jīng)過(guò)除鱗后的鑄坯進(jìn)行粗軋，粗軋開(kāi)軋溫度為 1150-1250°C，粗軋終軋溫度為990-1070°C，保證二次除鱗水壓力大于190_210Bar ;出粗軋機(jī)后保溫罩全部打開(kāi)，精軋入口的溫度設(shè)定值為1010-1050°C，機(jī)架間冷卻水全部打開(kāi)，精軋出口的溫度波動(dòng)范圍為860-880°C，避免高溫階段生成過(guò)多的氧化鐵皮。實(shí)施本發(fā)明之前，在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)目標(biāo)鋼種氧化動(dòng)力學(xué)測(cè)定和FeO共析反應(yīng)曲線的測(cè)定，具體步驟如下①進(jìn)行測(cè)定目標(biāo)鋼種氧化動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)；為估算氧化皮生長(zhǎng)情況， 在高溫差熱分析儀上進(jìn)行氧化動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，等溫氧化溫度范圍在500-1100°C，間隔一定溫度進(jìn)行測(cè)試，為了使試樣氧化充分、均勻，氧化時(shí)間設(shè)定在45min-60min ;②進(jìn)行FeO共析反應(yīng)研究；在連續(xù)冷卻過(guò)程中，F(xiàn)eO層將經(jīng)歷兩個(gè)反應(yīng)階段，首先FeO中先析出Fe3O4，之后出現(xiàn)共析組織α-Fe+ Fe3O4，呈片層狀分布；從等溫轉(zhuǎn)變圖可以看出，對(duì)于先共析的Fe3O4, 4000C -580°C是FeO層轉(zhuǎn)變的鼻尖溫度，在此溫度下，F(xiàn)eO層中析出Fe3O4的速率是最快的， 對(duì)于共析組織α-Fe+ Fe304，350°C _480°C是FeO層中共析組織含量比較多的溫度范圍；
然后，根據(jù)目標(biāo)鋼種熱軋過(guò)程中氧化鐵皮微觀結(jié)構(gòu)中FeO共析反應(yīng)曲線，控制優(yōu)化調(diào)整軋制工藝，使之最終生產(chǎn)的氧化鐵皮微觀結(jié)構(gòu)中Fe3O4和FeO得到良好的配合，生產(chǎn)使用條件為輥壓成型無(wú)涂油工藝的黑皮鋼產(chǎn)品。本發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)
1、對(duì)化學(xué)成分中Si含量的要求
對(duì)于Si含量相對(duì)較高的帶鋼，在1220°C高溫時(shí)，熱平衡狀態(tài)為FeO +液態(tài)Fe2SiO4，軋制之前液態(tài)Fe2SiO4將FeO晶粒包圍住，形成FeO/ Fe2SiO4的共析產(chǎn)物，凝固后，形成類似錨狀形貌，將FeO層釘扎住，釘扎住的FeO很難在除鱗中完全被除掉，在熱軋過(guò)程中，F(xiàn)eO層發(fā)生破碎，使其暴露在空氣中的面積大大增加，由于Fe離子供應(yīng)不足，外層O的供應(yīng)量過(guò)剩， 加速FeO轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3O4后，再轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2O3紅色氧化鐵皮，紅色氧化鐵皮對(duì)免酸洗黑皮鋼帶來(lái)了致命的影響，導(dǎo)致其表面質(zhì)量和性能不符合黑皮鋼的要求。因此黑皮鋼的生產(chǎn)一定要避免紅色氧化鐵皮Fe2O3的出現(xiàn)。工藝上做了如下創(chuàng)新(I)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)優(yōu)化Si含量避免出現(xiàn)Fe2SiO4,以汽車大梁鋼為代表的鋼種通常Si含量在O. 25%以上時(shí)易出現(xiàn)FeO/ Fe2SiOjT 扎，根據(jù)現(xiàn)有工藝和性能要求適當(dāng)降低Si含量范圍在O. 159ΓΟ. 25%之間；(2)控制開(kāi)軋前特定除鱗溫度以汽車大梁鋼為代表的鋼種Si含量在O. 159ΓΟ. 25%之間時(shí)，在1170°C以上時(shí)Fe2SiO4處于液態(tài)，較固態(tài)時(shí)易去除，同時(shí)考慮到現(xiàn)場(chǎng)工藝要求，要求除鱗溫度在1173°C 以上，有效去除Fe2SiO4，避免其與FeO釘扎，后續(xù)出現(xiàn)紅色氧化鐵皮；(3)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)能力及配合工藝需求保證各除鱗點(diǎn)的除鱗壓力在190-210Bar ；
2、為了降低機(jī)架間帶鋼表面溫度，減少再生氧化鐵皮的生成量，將機(jī)架間冷卻水全部打開(kāi)；
3、為了最大限度的降低氧化鐵皮厚度，降低FeO向其他化合價(jià)氧化鐵皮繼續(xù)氧化，在軋制工藝上做出了較大的創(chuàng)新，精軋階段采取升速軋制，在現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)有軋制速度的基礎(chǔ)上提速4-9%，經(jīng)過(guò)加速軋制后，帶鋼尾部的最高速度達(dá)到4. 8-7. 6m/s ；
4、為了減少高溫停留時(shí)間，降低冷卻段氧化鐵皮的增厚，保證氧化鐵皮結(jié)構(gòu)和厚度的均勻性，層流冷卻方式采取前端快冷和均勻冷卻方式；5、為保證緩冷過(guò)程中在一定孕育時(shí)間內(nèi)在鼻溫溫度范圍內(nèi)FeO發(fā)生較充分的氧化共析反應(yīng)，使最終氧化鐵皮微觀結(jié)構(gòu)中Fe3O4百分含量達(dá)到75-90%，在保性能的基礎(chǔ)上比原有工藝降低10-35°C，卷取溫度控制570°C -610°C。采用本發(fā)明工藝，熱軋帶鋼氧化鐵皮結(jié)構(gòu)以共析組織Fe304+a -Fe為主，含量百分比達(dá)到75-90%，僅在基體與氧化鐵皮界面處局部有極少量的FeO存在，其含量為10-25%之間。熱軋帶鋼表面鐵皮呈“黑色”，由于FeO含量較低氧化鐵皮比較致密而不容易出現(xiàn)脫落情況，帶鋼表面質(zhì)量較好。采用本發(fā)明工藝，帶鋼寬冷彎?rùn)z測(cè)結(jié)果顯示，氧化鐵皮除在彎曲內(nèi)、外圓角等處有少量粉末狀、極薄鱗片狀的氧化皮脫落，其它部位氧化鐵皮保存完好，氧化鐵皮粘附性良好。采用本發(fā)明工藝，510L汽車大梁鋼黑皮鋼氧化鐵皮厚度分布均勻，基本控制在15微米以下。采用本發(fā)明工藝，成品帶鋼制成標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣，給予1-2%延伸率時(shí)， 氧化鐵皮表面出現(xiàn)微裂紋，氧化鐵皮未出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，隨著變形程度的增加，氧化鐵皮出現(xiàn)破碎并伴有小片狀脫落情況，當(dāng)延伸率達(dá)到9-10%，氧化鐵皮基本脫落。采用本發(fā)明工藝， 黑皮鋼力學(xué)性能平均值、最大值、最小值均要求符合標(biāo)準(zhǔn)和用戶需求，且經(jīng)過(guò)放置一段時(shí)間后，復(fù)查黑皮鋼力學(xué)性能應(yīng)無(wú)明顯波動(dòng)。本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)⑴貫徹“高溫快軋”的思路，精軋出口速度與普通工藝相比提高4%-9%，氧化鐵皮厚度明顯降低；(2)降低卷取溫度，提高軋后冷卻速度，保證氧化鐵皮結(jié)構(gòu)和厚度的均勻性，通過(guò)對(duì)氧化鐵皮結(jié)構(gòu)的檢測(cè)，邊部、1/4處、中心處的氧化鐵皮結(jié)構(gòu)和厚度都比較均勻；(3)控制生成較多Fe3O4含量的關(guān)鍵工藝技術(shù)是合理利用TMCP工藝， 但是最核心的工藝就是控制層流冷卻速度和卷取溫度，使卷取后的帶鋼在一定的孕育時(shí)間內(nèi)FeO發(fā)生較徹底的氧化共析反應(yīng)，使熱軋帶鋼氧化鐵皮微觀結(jié)構(gòu)在線控制為以共析組織 Fe3O4+ α -Fe為主，含量百分比達(dá)到75_90%，滿足黑皮鋼最終用戶使用要求。本發(fā)明的積極效果使熱軋過(guò)程中氧化鐵皮微觀結(jié)構(gòu)得到了很好的控制，大大提高了熱軋帶卷的表面質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率；省略了汽車大梁系列鋼種后續(xù)酸洗過(guò)程，降低對(duì)環(huán)境造成負(fù)荷；降低或避免氧化鐵皮疏松對(duì)表面質(zhì)量造成破壞；完成此技術(shù)的開(kāi)發(fā)，不僅會(huì)進(jìn)一步提高熱軋產(chǎn)品的質(zhì)量水平和競(jìng)爭(zhēng)力，為企業(yè)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值，而且在氧化鐵皮這一高技術(shù)開(kāi)發(fā)方面在鋼鐵行業(yè)起到帶頭和示范作用。


0012] 圖I是本發(fā)明實(shí)施例510L汽車大梁鋼氧化增重曲線； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例650-570°C時(shí)FeO層的等溫轉(zhuǎn)變斷面開(kāi) c) 6000s (d) 10000s ；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例580-520°C時(shí)FeO層的等溫轉(zhuǎn)變斷I c)10000s ；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例530-470°C時(shí)FeO層的等溫轉(zhuǎn)變斷I c)10000s ；
圖5是本發(fā)明實(shí)施例480-400 V時(shí)FeO層的等溫轉(zhuǎn)變斷I c)10000s ；
圖6是本發(fā)明實(shí)施例400-350 °C時(shí)FeO層的等溫轉(zhuǎn)變斷I c)10000s ；
IOOs(b) 1000s(a)100s(b)1000s(a)100s(b)1000s(a)100s(b)1000s(a)100s(b)1000s
5圖7是本發(fā)明實(shí)施例FeO層的等溫轉(zhuǎn)變曲線；
圖8是510L汽車大梁“黑皮鋼”開(kāi)卷前照片；
圖9是7. 8_規(guī)格510L汽車大梁“黑皮鋼”開(kāi)卷后表面；
圖10是寬冷彎實(shí)驗(yàn)檢測(cè)鐵皮脫落狀態(tài)，(a)折彎180° (b)折彎90°。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例中，熱軋深沖用鋼為汽車大梁系列鋼種，510L汽車大梁鋼。首先，在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)目標(biāo)鋼種氧化動(dòng)力學(xué)測(cè)定和FeO共析反應(yīng)曲線的測(cè)定， 具體步驟如下
步驟I :測(cè)定目標(biāo)鋼種氧化動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)
以510L汽車大梁鋼為目標(biāo)鋼種，為估算氧化皮生長(zhǎng)情況，在高溫差熱分析儀上進(jìn)行氧化動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，等溫氧化溫度范圍在500-1100°C，間隔一定溫度進(jìn)行測(cè)試，為了使試樣氧化充分、均勻，氧化時(shí)間范圍在45min_60min ；
510L汽車大梁鋼熱軋用鋼在空氣中氧化增重與時(shí)間的關(guān)系曲線如圖I所。從圖中可以看出，510L在低溫范圍500-880°C時(shí)，氧化增重曲線基本呈直線關(guān)系，且增重變化不大。當(dāng)氧化溫度達(dá)到850-1100°C時(shí)，氧化增重量突然變大，且呈拋物線關(guān)系。對(duì)于較高的氧化溫度范圍內(nèi)，氧化增重速率在0-45min時(shí)逐漸變大，在45min_60min之后，氧化增重速率趨于緩慢。氧化速度是由氧化鐵皮與基體間的Fe2+和02_的擴(kuò)散控制的。當(dāng)氧化在高溫發(fā)生時(shí)，或者氧化鐵皮較薄時(shí)，F(xiàn)e2+和02_的擴(kuò)散速度較高。因此，在650-850°C以上時(shí)，氧化速度較快；隨著氧化的進(jìn)行，由于氧化鐵皮增厚，使氧化曲線在后期呈現(xiàn)拋物線形。步驟2 FeO共析反應(yīng)試驗(yàn)研究
等溫轉(zhuǎn)變?cè)嚇訛殚L(zhǎng)100mm、寬20mm、厚I. 5_2mm的試樣。進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)之前，試樣表面用砂紙打磨和酒精清洗。為了與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況保持一致，熱模擬實(shí)驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)部為空氣氣氛，其中等溫的溫度范圍為650- 350°C，等溫時(shí)間分別為100-10000S。等溫處理后將試樣淬火至室溫并觀察靠近熱電偶附近的氧化鐵皮的斷面結(jié)構(gòu)。采用1-3%鹽酸酒精作為腐蝕劑，并用金相顯微鏡和SEM觀察不同條件等溫處理后氧化鐵皮斷面形貌的變化情況。各個(gè)溫度下FeO層的等溫轉(zhuǎn)變斷面形貌如圖2-6所示；
根據(jù)氧化鐵皮結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律繪制出FeO層的等溫轉(zhuǎn)變曲線，如圖7?？梢钥闯鯢eO的轉(zhuǎn)變反應(yīng)也遵循類似于C曲線的趨勢(shì)。在連續(xù)冷卻過(guò)程中，F(xiàn)eO層將經(jīng)歷兩個(gè)反應(yīng)階段，首先FeO中先析出Fe3O4，之后出現(xiàn)共析組織a-Fe+ Fe3O4，呈片層狀分布。從等溫轉(zhuǎn)變圖可以看出，對(duì)于先共析的Fe3O4, 4000C -580°C是FeO層轉(zhuǎn)變的鼻尖溫度，在此溫度下，F(xiàn)eO層中析出Fe3O4的速率是最快的，對(duì)于共析組織a -Fe+ Fe3O4, 350°C _480°C是FeO層中共析組織含量比較多的溫度范圍。所說(shuō)的根據(jù)目標(biāo)鋼種熱軋過(guò)程中氧化鐵皮微觀結(jié)構(gòu)中FeO共析反應(yīng)曲線，控制優(yōu)化調(diào)整軋制工藝，具體步驟如下
I.通過(guò)冶煉得到較純凈的鋼水，后經(jīng)過(guò)連鑄機(jī)連鑄成鑄坯，其成分重量百分比范圍為C 0. 06%-0. 09%, Si 0. 15%-0. 25%, Mn 1. 35%-1. 45%, P 彡 0. 02，S :彡 0. 08，Als O. 015%-0. 025%, Nb :0. 015%_0· 025% ；
2.將鑄坯加熱到1180-1220°C，保溫35-60min，然后除鱗高壓水全部打開(kāi)，原有工藝為 150Bar，新工藝除鱗水壓力為190_210Bar，除鱗溫度不低于1173°C，徹底清除表面爐生氧化皮同時(shí)避免生產(chǎn)紅色氧化鐵皮；
3.經(jīng)過(guò)除鱗后的鑄坯進(jìn)行粗軋，粗軋開(kāi)軋溫度為1150-1250°C，粗軋終軋溫度為 990-1070°C，保證二次除鱗水壓力不小于190-210Bar ;出粗軋機(jī)后保溫罩全部打開(kāi)，精軋入口的溫度設(shè)定值為1010-1050°C，機(jī)架間冷卻水全部打開(kāi)，精軋出口的溫度波動(dòng)范圍為 860-880°C，在保證性能的提前下比原有工藝溫度降低10-30°C，避免高溫階段生成過(guò)多的氧化鐵皮；
4.精軋出口速度
快軋的目的就是避免高溫階段生成較多或者較厚的氧化鐵皮，根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案要求，需要盡量提高精軋F(tuán)7的出口速度。精軋出口速度比原有工藝提高了 4-9%，經(jīng)過(guò)加速軋制后， 帶鋼尾部的最高速度達(dá)到4. 8-7. 6m/s ；
5.冷卻和卷取
冷卻采用前段冷卻方式，目的主要是減少高溫停留時(shí)間，降低冷卻段氧化鐵皮的增厚。 根據(jù)510L汽車大梁鋼共析反應(yīng)曲線，為保證緩冷過(guò)程中在一定孕育時(shí)間內(nèi)在鼻溫溫度范圍內(nèi)FeO發(fā)生較充分的氧化共析反應(yīng)，使最終氧化鐵皮微觀結(jié)構(gòu)中a -Fe + Fe3O4百分含量達(dá)到75-90%，在保性能的基礎(chǔ)上比原有工藝降低10-35°C，卷取溫度控制在570°C _610°C。 圖8、圖9為7. 8_規(guī)格510L汽車大梁“黑皮鋼”開(kāi)卷前、后表面，鋼板開(kāi)卷后的鋼板表面， 氧化鐵皮表面顏色均勻，開(kāi)卷后鐵皮表面良好，無(wú)掉粉現(xiàn)象出現(xiàn)。更具體的現(xiàn)場(chǎng)控制優(yōu)化調(diào)整軋制工藝實(shí)施例如下
實(shí)施例I:通過(guò)冶煉得到較純凈的鋼水，后經(jīng)過(guò)連鑄機(jī)連鑄成鑄坯，其成分重量百分比為C 0. 07155%, Si 0. 19606%, Mn :1. 42788%, P :0. 01457，S :0. 00455, Als :0. 0279%, Nb O.01854% ；
將鑄坯加熱到1215°C，保溫35min，然后除鱗高壓水全部打開(kāi)，壓力為209Bar，除鱗溫度為1182°C ;經(jīng)過(guò)除鱗后的鑄坯進(jìn)行3+5次粗軋，粗軋開(kāi)軋溫度為1174°C，粗軋終軋溫度為1035°C，二次除鱗水壓力為209Bar ;出粗軋機(jī)后保溫罩全部打開(kāi)，精軋入口的溫度設(shè)定值為101 TC，機(jī)架間冷卻水全部打開(kāi)；精軋出口的溫度為888 V，成品帶鋼厚度范圍 8. 1-10. 1mm，精軋出口速度與原有工藝提高5%，經(jīng)過(guò)加速軋制后，帶鋼尾部的最高速度達(dá)到
4.9m/s ;層流冷卻方式采取前段快速冷卻，卷取溫度為573°C。獲得的熱軋帶鋼氧化鐵皮結(jié)構(gòu)以共析組織a -Fe+Fe304為主，其百分含量為78%，其余為FeO，屬于使用條件為輥壓成型無(wú)涂油工藝要求的免酸洗黑皮鋼組織，帶鋼邊部與中部的氧化鐵皮平均厚度為8. 3μπι。帶鋼寬冷彎?rùn)z測(cè)結(jié)果顯示，氧化鐵皮除在彎曲內(nèi)、外圓角等處有少量粉末狀氧化皮脫落，氧化鐵皮粘附性良好；給予I. 5%延伸率時(shí)，氧化鐵皮表面出現(xiàn)微裂紋，當(dāng)延伸率達(dá)到9. 4%時(shí)，氧化鐵皮基本脫落。實(shí)施例2 :通過(guò)冶煉得到較純凈的鋼水，后經(jīng)過(guò)連鑄機(jī)連鑄成鑄坯，其成分重量百分比為C 0. 09%, Si 0. 18362%, Mn :1. 40121%, P :0. 014236，S :0. 00732，Als :0. 0293%, Nb O.02031% ；
將鑄坯加熱到1201 °C，保溫40min，然后除鱗高壓水全部打開(kāi)，壓力為207Bar，除鱗溫度為Iisrc ;經(jīng)過(guò)除鱗后的鑄坯進(jìn)行3+5次粗軋，粗軋開(kāi)軋溫度為1164°C，粗軋終軋溫度為1030°C，二次除鱗水壓力為207Bar ;出粗軋機(jī)后保溫罩全部打開(kāi)，精軋入口的溫度設(shè)定值為1019°C，機(jī)架間冷卻水全部打開(kāi)；精軋出口的溫度為887°C，成品帶鋼厚度范圍
6.5-8. Omm,精軋出口速度與原有工藝提高6%，經(jīng)過(guò)加速軋制后，帶鋼尾部的最高速度達(dá)到
5.4m/s ;層流冷卻方式采取前段快速冷卻，卷取溫度為580°C。獲得的熱軋帶鋼氧化鐵皮結(jié)構(gòu)以共析組織a -Fe+Fe304為主，其百分含量為82%，其余為FeO，屬于使用條件為輥壓成型無(wú)涂油工藝要求的免酸洗黑皮鋼組織，帶鋼邊部與中部的氧化鐵皮平均厚度為9. 2μπι。帶鋼寬冷彎?rùn)z測(cè)結(jié)果顯示，氧化鐵皮除在彎曲內(nèi)、外圓角等處有少量粉末狀氧化皮脫落，氧化鐵皮粘附性良好；給予I. 5%延伸率時(shí)，氧化鐵皮表面出現(xiàn)微裂紋，當(dāng)延伸率達(dá)到9. 0%時(shí)，氧化鐵皮基本脫落。實(shí)施例3 :通過(guò)冶煉得到較純凈的鋼水，后經(jīng)過(guò)連鑄機(jī)連鑄成鑄坯，其成分重量百分比為C 0. 06428%, Si :0. 18932%, Mn :1. 45194%, P :0. 01388，S :0. 009632，Als :0. 0325%, Nb 0. 0202% ；
將鑄坯加熱到1200°C，保溫42min，然后除鱗高壓水全部打開(kāi)，壓力為205Bar，除鱗溫度為1179°C ;經(jīng)過(guò)除鱗后的鑄坯進(jìn)行3+5次粗軋，粗軋開(kāi)軋溫度為1174°C，粗軋終軋溫度為1027°C，二次除鱗水壓力為205Bar ;出粗軋機(jī)后保溫罩全部打開(kāi)，精軋入口的溫度值為 1022°C，機(jī)架間冷卻水全部打開(kāi)；精軋出口的溫度為883°C，成品帶鋼厚度范圍5. 5-8. Omm, 精軋出口速度與原有工藝提高7. 3%，經(jīng)過(guò)加速軋制后，帶鋼尾部的最高速度達(dá)到6. 5m/s ； 層流冷卻方式采取前段快速冷卻，卷取溫度為591 °C。獲得的熱軋帶鋼氧化鐵皮結(jié)構(gòu)以共析組織a -Fe+Fe304為主，其百分含量為83%，其余為FeO，屬于使用條件為輥壓成型無(wú)涂油工藝要求的免酸洗黑皮鋼組織，帶鋼邊部與中部的氧化鐵皮平均厚度為8. Ομπι。帶鋼寬冷彎?rùn)z測(cè)結(jié)果顯示，氧化鐵皮除在彎曲內(nèi)、外圓角等處有少量粉末狀氧化皮脫落，氧化鐵皮粘附性良好；給予I. 4%延伸率時(shí)，氧化鐵皮表面出現(xiàn)微裂紋，當(dāng)延伸率達(dá)到9. 1%時(shí)，氧化鐵皮基本脫落。實(shí)施例4 :通過(guò)冶煉得到較純凈的鋼水，后經(jīng)過(guò)連鑄機(jī)連鑄成鑄坯，其成分重量百分比為C 0. 0666%, Si 0. 217%, Mn :1. 36655%, P :0. 01547%, S :0. 00319%, Als :0. 0336%, Nb 0.01979% ；
將鑄坯加熱到1199°C，保溫48min，然后除鱗高壓水全部打開(kāi)，壓力為199Bar，除鱗溫度為1178°C ;經(jīng)過(guò)除鱗后的鑄坯進(jìn)行3+5次粗軋，粗軋開(kāi)軋溫度為1173°C，粗軋終軋溫度為1024°C，二次除鱗水壓力為199Bar ;出粗軋機(jī)后保溫罩全部打開(kāi)，精軋入口的溫度值為 1015°C，機(jī)架間冷卻水全部打開(kāi)；精軋出口的溫度為881°C，成品帶鋼厚度范圍4. 5-6. 5mm, 精軋出口速度與原有工藝提高8%，經(jīng)過(guò)加速軋制后，帶鋼尾部的最高速度達(dá)到7. 2m/s ;層流冷卻方式采取前段快速冷卻，卷取溫度為600°C。獲得的熱軋帶鋼氧化鐵皮結(jié)構(gòu)以共析組織a -Fe+Fe304為主，其百分含量為85%，其余為FeO，屬于使用條件為輥壓成型無(wú)涂油工藝要求的免酸洗黑皮鋼組織，帶鋼邊部與中部的氧化鐵皮平均厚度為8. 5μπι。帶鋼寬冷彎?rùn)z測(cè)結(jié)果顯示，氧化鐵皮除在彎曲內(nèi)、外圓角等處有少量粉末狀氧化皮脫落，氧化鐵皮粘附性良好；給予I. 1%延伸率時(shí)，氧化鐵皮表面出現(xiàn)微裂紋，當(dāng)延伸率達(dá)到9. 3%時(shí)，氧化鐵皮基本脫落。實(shí)施例5 :通過(guò)冶煉得到較純凈的鋼水，后經(jīng)過(guò)連鑄機(jī)連鑄成鑄坯，其成分重量百分比為C 0. 0609%, Si 0. 23458%, Mn :1. 41079%, P :0. 01266%, S :0. 0068%, Als :0. 0373%, Nb 0.02186% ；
將鑄坯加熱到1183°C，保溫50min，然后除鱗高壓水全部打開(kāi)，壓力為190Bar，除鱗溫度為1180°C ;經(jīng)過(guò)除鱗后的鑄坯進(jìn)行3+5次粗軋，粗軋開(kāi)軋溫度為1172°C，粗軋終軋溫度為1010°C，二次除鱗水壓力為190Bar ;出粗軋機(jī)后保溫罩全部打開(kāi)，精軋入口的溫度值為 1006°C，機(jī)架間冷卻水全部打開(kāi)；精軋出口的溫度為867°C，成品帶鋼厚度范圍2. 5-5. 5mm, 精軋出口速度與原有工藝提高8. 8%，經(jīng)過(guò)加速軋制后，帶鋼尾部的最高速度達(dá)到7. 4m/s ； 層流冷卻方式采取前段快速冷卻，卷取溫度為607°C。獲得的熱軋帶鋼氧化鐵皮結(jié)構(gòu)以共析組織a -Fe+Fe304為主，其百分含量為88%，其余為FeO，屬于使用條件為輥壓成型無(wú)涂油工藝要求的免酸洗黑皮鋼組織，帶鋼邊部與中部的氧化鐵皮平均厚度為9. 7μπι。帶鋼寬冷彎?rùn)z測(cè)結(jié)果顯示，氧化鐵皮除在彎曲內(nèi)、外圓角等處有少量粉末狀氧化皮脫落，氧化鐵皮粘附性良好；給予I. 9%延伸率時(shí)，氧化鐵皮表面出現(xiàn)微裂紋，當(dāng)延伸率達(dá)到9. 5%時(shí)，氧化鐵皮基本脫落。
權(quán)利要求
1.一種使用條件為輥壓成型無(wú)涂油工藝的黑皮鋼生產(chǎn)方法，包含煉鋼和連鑄、加熱工序、粗軋和精軋工序、冷卻和卷曲工序，其特征在于所說(shuō)的煉鋼和連鑄工序通過(guò)冶煉得到純凈的鋼水，其成分重量百分比范圍為c :0. 06%-0· 09%, Si :0. 15-0. 25%，Mn I.35%-1. 45%, P :彡 O. 02，S O. 08，Als 0. 015%_0· 025%, Nb 0. 015%_0· 025%,經(jīng)過(guò)連鑄機(jī)連鑄成鑄坯；所說(shuō)的粗軋和精軋工序中，提高精軋出口速度，經(jīng)過(guò)加速軋制后，帶鋼尾部的最高速度達(dá)到4. 8-7. 6m/s ;所說(shuō)的冷卻和卷取工序?qū)恿骼鋮s方式采取前端快冷和均勻冷卻方式，卷取溫度控制570°C -610°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述之一種使用條件為輥壓成型無(wú)涂油工藝的黑皮鋼生產(chǎn)方法，其特征在于所說(shuō)的加熱工序?qū)㈣T坯加熱到1180-1220°C，均熱段保溫時(shí)間35-60min，然后除鱗高壓水全部打開(kāi)，除鱗水壓力為190-210Bar，除鱗溫度不低于1173°C，徹底清除表面爐生氧化皮同時(shí)避免生產(chǎn)紅色氧化鐵皮。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述之一種使用條件為輥壓成型無(wú)涂油工藝的黑皮鋼生產(chǎn)方法，其特征在于所說(shuō)的粗軋和精軋工序經(jīng)過(guò)除鱗后的鑄坯進(jìn)行粗軋，粗軋開(kāi)軋溫度為 1150-1250°C，粗軋終軋溫度為990-1070°C，保證二次除鱗水壓力大于190_210Bar ;出粗軋機(jī)后保溫罩全部打開(kāi)，精軋入口的溫度設(shè)定值為1010-1050°C，機(jī)架間冷卻水全部打開(kāi)，精軋出口的溫度波動(dòng)范圍為860-880°C，避免高溫階段生成過(guò)多的氧化鐵皮。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使用條件為輥壓成型無(wú)涂油工藝的黑皮鋼生產(chǎn)方法，屬于金屬軋制技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案是通過(guò)冶煉得到純凈的鋼水，其成分重量百分比范圍為C0.06%-0.09%，Si0.15-0.25%，Mn1.35%-1.45%，P≤0.02，S≤0.08，Als0.015%-0.025%，Nb0.015%-0.025%，經(jīng)過(guò)連鑄機(jī)連鑄成鑄坯；提高精軋出口速度，經(jīng)過(guò)加速軋制后，帶鋼尾部的最高速度達(dá)到4.8-7.6m/s；冷卻和卷取工序?qū)恿骼鋮s方式采取前端快冷和均勻冷卻方式，卷取溫度控制570℃-610℃。本發(fā)明的積極效果使熱軋過(guò)程中氧化鐵皮微觀結(jié)構(gòu)得到了很好的控制，大大提高了熱軋帶卷的表面質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率；省略了熱軋深沖用鋼(例如汽車大梁系列鋼種)后續(xù)酸洗過(guò)程，降低對(duì)環(huán)境造成負(fù)荷；降低或避免氧化鐵皮疏松對(duì)表面質(zhì)量造成破壞。
文檔編號(hào)B21B37/74GK102586702SQ201210033450
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者劉紅艷, 吝章國(guó), 唐恒國(guó), 孫洪利, 孫玉虎, 彭兆豐, 李建文, 胡健, 范佳, 許斌, 趙洪建 申請(qǐng)人:河北鋼鐵股份有限公司邯鄲分公司