热轧免酸洗直接还原热镀产品的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热轧板热镀产品的生产方法，具体涉及一种热轧免酸洗直接还原热镀产品的生产方法。
【背景技术】
[0002]热轧板在高温热轧和卷取过程中，表面会生成氧化铁皮，其厚度与结构主要与轧制温度、乳制速度、卷取温度和冷却速度等因素有关。据统计，热轧板表面氧化铁皮厚度一般在7?15 μ m之间，结构大多由Fe0、Fe304和Fe203组成。表面氧化铁皮的存在会影响热轧产品的直接使用及后续加工，例如进行热镀锌操作时，氧化铁皮的存在直接影响热镀产品的可镀性及锌层对钢板的粘附性，因此，热轧板在进行热镀锌之前，必须采用酸洗的方法把热轧板表面的氧化铁皮完全清除。因此，传统热镀锌产品生产工艺主要包括:热轧、酸洗、漂洗、烘干、退火和热浸镀，且由于产能不匹配原因，酸洗线与热浸镀线往往分线生产，如图1所示，热轧板坯1经热轧机组的粗轧机2粗轧、精轧机3精轧、冷却装置4冷却、卷取机5卷取后，先进入酸洗机组6，包括依次经酸洗装置6酸洗、漂洗装置7漂洗、烘干装置8烘干、涂溶剂装置9涂溶剂，然后接着再进入连退热镀锌机组，包括依次进入退火炉的加热段10、均热段11、冷却段12，最后进入热浸镀装置13进行浸镀以生产出热镀锌产品。
[0003]目前，酸洗一般采用含盐酸或硫酸的酸洗液对带钢进行酸洗，通过化学溶解反应来去除氧化铁皮。尽管酸洗可有效去除热轧板表面氧化铁皮，但传统化学酸洗存在如下一些问题:首先，酸洗工序显著增加了生产成本，强腐蚀性热酸对生产设备的要求极高，而且废酸处理设备投入较大，后续生产运行和设备维护成本较高，故显著增加了整个产品的生产及运营成本；其次，酸洗采用强腐蚀性的热的盐酸或硫酸，加热条件下热酸产生的酸雾给环境带来严重污染问题，因此，酸洗一直是冷轧生产企业污染最为严重的一道工序；再次，酸洗工序易产生欠酸洗和过酸洗等工艺缺陷，欠酸洗时，氧化铁皮去除不干净，影响镀锌，过酸洗易增加钢板表面粗糙度，引起酸量耗损和高强钢产品的氢脆现象。
[0004]为去除金属表面氧化物(即氧化铁皮)，专利号为US6402852B2的美国专利公开了用H2连续去除金属表面氧化物的方法及装置。国际专利申请W000/12233公布了与上面美国专利非常类似的连续去除金属表面氧化物的方法。W001/91929又公开了连续去除带钢表面金属氧化物的方法及装置，与之前不同的是，还原段分成两个区间，两区间的氢气浓度有明显差异，分别是不低于10%和不低于25%，同时包含了带钢预热段，其余操作过程与上一个专利公开的内容类似。W000/03815公开了连续还原热轧带钢表面氧化铁皮的方法，不同的是，之前公开专利，其体系中不存在过量的还原气体，绝大部分都与氧化物反应掉，剩余部分通过喷嘴燃烧释放，这个专利中还原气体如氢气是大大过量的，因此未参与的还原气体通过冷却除水后又重新作为还原气体使用。以上专利都仅是用加H2的方式来去除带钢或金属表面氧化物，不是采用热轧工艺与还原相结合的方式来达到免酸洗的，而且上述的专利也未涉及到后续的热镀锌工序。虽然专利US6258186B1和KR100905653B1报道了高速生产免酸洗热轧热镀锌产品的方法，基本原理也是采用还原气体如氢气对热轧带钢表面氧化铁皮还原代替酸洗，但由于氧化铁皮组成中四氧化三铁的还原速度较氧化亚铁慢，为了加快还原速率，实现还原与镀锌的速度匹配，该专利通过控制热轧带钢卷取过程中的冷却速度，以提高氧化物中氧化亚铁含量在20%以上，然后在相对低的温度范围内550-700°C进行还原，然后热镀锌，且锌液成分中铝含量要求在0.2-5.0wt%。
[0005]综上所述，上述专利等公开文献均是通过氧化铁皮的还原达到免酸洗，但US6402852B2、W000/12233、W001/91929、W000/03815 中的氧化铁皮厚度基本在 12 μ m 以上，如此高厚度的氧化铁皮在还原阶段很难快速被还原，直接影响后续热镀锌可镀性及镀层附着力。而US6258186B1和KR100905653B1通过控制卷取后的冷却速度来控制氧化层结构，目前，关于钢板表面氧化铁皮的研究多集中在氧化铁皮结构的控制方面，如申请号为 201010235928.X，201010298939.2，200710010183.5，201010010116.5，201010209526.2，201010189410.7与200510047958.7的中国发明专利仅公开了表面氧化铁皮组成和结构的控制问题，尤其是控制氧化铁皮中Fe304的含量，目的是增强氧化层对基体铁的粘附力，满足氧化铁皮不脱落，未涉及氧化铁皮厚度的控制，因此仍然不能有效改善还原速度和效果。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对传统热镀锌产品生产工艺的不足，提供一种热轧免酸洗直接还原热镀产品的生产方法，通过热轧工艺控制，以降低氧化铁皮的厚度，以提高还原速度和效果。
[0007]本发明的热轧免酸洗直接还原热镀产品的生产方法，包括如下步骤:
[0008]热轧，通过控制出炉温度、终轧温度、卷取温度、乳制速度和冷却速度以降低氧化铁皮厚度；
[0009]还原退火:将热轧板送入还原炉，控制还原温度进行还原退火；
[0010]热浸镀:使热轧板经还原退火后，直接进行热镀以形成热镀产品。
[0011]还包括在热轧步骤之后进行拉矫或毛化的步骤。
[0012]在拉矫步骤中，拉矫延伸率为0.3-5% ;在毛化步骤中，毛化轧辊粗糙度Ra为
0.8-10 μ m,平整变形量为0.3-5 %。
[0013]所述的拉矫延伸率为1-3% ;所述的毛化轧辊粗糙度Ra为3-6 μ m,平整变形量为1-3
[0014]所述的拉矫延伸率为1%、2%或3% ;所述的毛化轧辊粗糙度Ra为3.5、4.5或5.5 μ m，平整变形量为1%、2%或3%。
[0015]所述的毛化轧辊采用镀铬辊或镀铬毛化辊。
[0016]在热轧步骤中，出炉温度为1100-1250°C，终轧温度为800-900°C，卷取温度为550-600°C，乳制速度为8-20m/s，冷却速度为7_30°C /s。
[0017]在热轧步骤中，出炉温度为1150-1200°C，终轧温度为840-870°C，卷取温度为550-570°C，乳制速度为14-18m/s，冷却速度为15_20°C /s。
[0018]在热轧步骤中，出炉温度为1170°C或1200°C，终轧温度为850°C或860°C，卷取温度为550°C或560°C，乳制速度为17m/s或18m/s，冷却速度为19°C /s或20°C /s。
[0019]在热轧步骤中获得的热轧板表面氧化铁皮的平均厚度为5-8 μ m。
[0020]在还原退火步骤中，还原温度为500-1000°C，停留时间为60-300S ;采用的还原性气体为H2或CO与惰性气体的混合物，其中H2或C0的浓度不低于5%。
[0021]所述的还原温度为750-950°C，停留时间为120_300s ;所述的H2或C0的浓度为20% -75%。
[0022]所述的还原温度为800°C、850°C或900°C，停留时间为180s、240s或300s ;所述的比或⑶的浓度为25%、50%或75%。
[0023]所述的惰性气体为N2、Ar或He。
[0024]在还原退火步骤中，氧化铁皮被还原成纯铁，未参与反应的剩余的H2或C0被循环使用。
[0025]在热浸镀步骤中，获得的镀层是纯Zn、Zn-Al、Zn-Al-Mg、Zn-Al-Mg-Si或Al-Si合金。
[0026]还包括在热浸镀步骤后的合金化退火处理。
[0027]本发明所述的热轧免酸洗直接还原热镀产品的生产方法，相比传统工艺，省略了酸洗机组中的酸洗、涂油、清洗、烘干等多道工序，且没有增加任何工序，只是优化了原工艺中的热轧工序和还原退火工序，以降低氧化铁皮的厚度，以提高还原速度和效果。并且性能可以通过热处理进行调整和控制以满足各种实际需求；由于不用酸洗除氧化铁皮，不涉及任何腐蚀性介质如盐酸、硫酸，从根本上解决了酸洗带来的环境污染问题；本发明特别适合较厚规格的热轧板，尤其是1.5mm-4.5mm厚的热