一种薄带连铸结合还原退火生产热轧免酸洗板的方法
【专利摘要】本发明属于材料冶金【技术领域】，具体涉及一种薄带连铸结合还原退火生产热轧免酸洗板的方法。具体步骤是首先获得精炼钢水，制备铸轧带坯，进行热平整后对铸轧薄带开卷进行还原退火，在还原段首先除去铸轧薄带表面氧化铁皮，采用H2气氛条件保护还原，还原温度为800-1100℃，还原时间10-30min；在高温退火段采用H2和N2气氛保护，还原温度为500-1000℃，还原时间1-5min，实现薄带的组织和性能控制，得到薄带钢产品。本发明的技术方案将铸轧薄带免酸洗直接还原退火，省去冷轧酸洗工序，同时可以完全取消连退前的预氧化工序，将大大提高薄带生产工艺的连续性，就在提高生产效率的同时也降低生产成本减少废酸等污染物排放，产生巨大的经济效益和社会效益。
【专利说明】一种薄带连铸结合还原退火生产热轧免酸洗板的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于材料冶金【技术领域】，具体涉及一种薄带连铸结合还原退火生产热轧免酸洗板的方法。
[0002]【背景技术】
近几十年来，国内外钢铁界一直围绕着节省能源、提高生产效率、改进产品质量来开发新技术，以达到长期且持续地节省能源提高质量的目的。薄带连铸技术作为能直接浇铸出形状、尺寸且质量尽可能接近最终产品的近终形铸造技术是连铸领域最具潜力的一项重要新技术，但是对于连铸过程中产生的氧化铁皮的去除一直是一个公认的难题，通常是采用酸洗的方式去除；但是，随着国家对废酸排放的惩治力度空前加大，对钢铁材料后续加工的能耗指标的要求进一步提高，如果进行热轧板免酸洗直接还原退火，可省去冷轧酸洗工序，将大大提高热轧-连退生产工艺的连续性。
[0003]韩国浦项钢铁公司对氧化铁皮的H2还原退火工艺进行了研究，从氧化铁皮的结构控制和还原热镀锌做了部分的工作，成功研制出还原热镀锌板。意大利的Danieli利用还原退火炉直接还原热轧带钢，获得带钢的表面质量甚至优于酸洗板，但上述两个生产方案主要是针对传统的热轧生产流程，原料的规格较厚，考虑到传统热轧产线生产流程较长且无惰性气体保护，带钢表面氧化铁皮厚度较厚，增加了后续氧化铁皮还原阶段的难度，对于还原后的氧化铁皮多采用机械除去，生产效率低下。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的问题，小耗模号无取向硅钢高硅钢6572积法，电泳沉积法，电子束物理气相沉积法，本发明提供一种薄带连铸结合还原退火生产热轧免酸洗板的方法，目的是提出一种具有工艺简单，设备投资低，能耗低，成材率高的以热带冷的薄带减量化生产方法。
[0005]实现本发明目的的技术方案按照以下步骤进行:
(1)熔炼、精炼:
按照薄带的成分比例配料，放入冶炼炉中进行熔炼，当冶炼炉中的钢水温度为1500?1650°C时，添加除渣剂，然后进行精炼，获得精炼钢水；
(2)制备铸轧带坯:
采用表面有涂层保护的铍铜铸辊对精炼钢水进行双辊薄带铸轧，精炼钢水的开浇温度为1450?1600°C，铸轧速度为10?80m/min，在钢水的流动过程中用惰性气体保护，获得厚度为I?3mm的铸轧带坯，铸带表面氧化铁皮控制在3-8 μ m ;
(3)热平整:
对得到的铸轧带坯进行热平整，平整温度800-1100°C，平整压下量最大为30%，然后卷取自然冷却至常温，获得板形厚度良好的铸轧薄带；
(4)还原退火:
对铸轧薄带开卷进行还原退火，在还原段除去铸轧薄带表面氧化铁皮，还原段采用体积分数为15-100%氢气和0-85%的氮气气氛进行保护还原，还原温度为500-1000°C，还原时间l-5min，同时实现薄带的组织和性能控制，得到免酸洗板产品。
[0006]所述的惰性气体选用氩气。
[0007]与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是:
本发明的技术方案是将精炼钢水采用双辊薄带铸轧设备得到铸带厚度I?3mm的铸轧带坯，同时在在连铸过程中实现保护气氛浇注，降低氧化铁皮厚度(3-8 μ m);降低了后续还原氧化铁皮的难度，通过还原性气氛(H2)中经还原反应除去表面的氧化铁皮，还原产物纯铁可以提高带钢表面的浸润性，从而保证了涂镀层的良好粘附性。薄带铸轧工艺属于短流程工艺，由于钢水凝固过程中冷却速度高达102?105°C /s，属于典型的亚快速凝固，具有均质细晶的显微组织。经退火处理后，组织的均质细晶特点具有遗传性，能够提高产品高强度和塑性。同时，省去连铸及热轧工序，即省去了高温加热和热连轧的高能耗过程，工艺流程明显缩短，能耗降低50%以上，生产成本降低40%以上，符合节能减排的要求。
[0008]本发明的技术方案将铸轧薄带免酸洗直接还原退火，省去冷轧酸洗工序，同时可以完全取消连退前的预氧化工序，将大大提高薄带生产工艺的连续性，就在提高生产效率的同时也降低生产成本减少废酸等污染物排放，产生巨大的经济效益和社会效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明的生产流程示意图；
图2为本发明实施例1薄带连铸过程生产的铸轧带坯宏观照片；
图3为本发明实施例1薄带连铸过程生产的薄带组织照片；
图4为本发明实施例1薄带连铸过程生产的薄带氧化铁皮截面图；
图5为本发明实施例1经还原退火处理的还原的免酸洗板氧化铁皮截面图；
图6为本发明实施例2薄带连铸过程生产的薄带氧化铁皮截面图；
图7为本发明实施例2经还原退火的还原的氧化铁皮截面图；
图8为本发明实施例2经还原退火后的免酸洗板进行热镀锌的锌层截面图；
图9为本发明实施例2经还原退火后的免酸洗板进行热镀锌冷弯后宏观照片图。
【具体实施方式】
[0010]实施例1
(1)熔炼、精炼:
按照薄带的成分比例，按重量百分比为C: 0.003%, S1:0.03%, Mn: 0.22%，Al: 0.02%,s:0.004%、P:0.007%，其余为Fe配料，放入冶炼炉中进行熔炼，当冶炼炉中的钢水温度为1590°C时，添加除渣剂，然后进行精炼，获得精炼钢水；
(2)制备铸轧带坯:
采用表面有涂层保护的铍铜铸辊对精炼钢水进行双辊薄带铸轧，精炼钢水的开浇温度为1550°C，铸轧速度为40m/min，预设辊缝为0.9mm，在钢水的流动过程中用惰性气体氩气保护，获得厚度为1.1mm的铸轧带坯，铸轧带坯表面氧化铁皮控制在3μπι，其宏观照片如图2所示；
(3)热平整:对得到的铸轧带坯进行热平整，平整温度950°C，平整压下量为25%，然后卷取自然冷却至常温，获得板形厚度良好的铸轧薄带，其组织照片如图3所示，氧化铁皮截面图如图4所示；
(4)还原退火:
对铸轧薄带开卷进行还原退火，在还原段除去铸轧薄带表面氧化铁皮，采用20%?和80%N2混合气氛保护，还原温度为700°C，还原时间3min，实现薄带的组织和性能控制，得到免酸洗板产品，经还原退火处理的还原的薄带氧化铁皮截面图如图5所示，从图4和图5中可以看出，经无酸还原退火的薄带氧化铁皮还原得很干净。
[0011]实施例2
(1)熔炼、精炼:
按照薄带的成分比例，按重量百分比C: 0.04%, S1: 0.04%, Mn: 0.3%，Al: 0.025%,s:0.006%、P:0.009%，余量为Fe配料，放入冶炼炉中进行熔炼，当冶炼炉中的钢水温度为1560°C时，添加除渣剂，然后进行精炼，获得精炼钢水；
(2)制备铸轧带坯:
采用表面有涂层保护的铍 铜铸辊对精炼钢水进行双辊薄带铸轧，精炼钢水的开浇温度为1520°C，铸轧速度为25m/min，预设辊缝为2mm，在钢水的流动过程中用惰性气体氩气保护，获得厚度为2.1mm的铸轧带坯，铸轧带坯表面氧化铁皮控制在7 μ m ;
(3)热平整:
对得到的铸轧带坯进行热平整，平整温度900°C，平整压下量为20%，然后卷取自然冷却至常温，获得板形厚度良好的铸轧薄带，其氧化铁皮截面图如图6所示；
(4)还原退火:
对铸轧薄带开卷进行还原退火，在还原段除去铸轧薄带表面氧化铁皮，以体积分数为80%H2和20%N2混合气氛保护，还原温度为900°C，还原时间8min，实现薄带的组织和性能控制，得到免酸洗板产品，经还原退火处理的还原的薄带氧化铁皮截面图如图7所示，从图6和图中可以看出，经无酸还原退火的薄带氧化铁皮去还原很干净。
[0012]对经还原退火处理的还原的薄带产品进行热镀锌，其锌层截面图如图8所示，冷弯后的宏观照片如图9所示，从图中可以看出，经无酸还原退火后的薄带钢本体与镀层的几何形良好。
[0013]实施例3
(1)熔炼、精炼:
按照薄带的成分比例，按重量百分比C: 0.004%, S1: 2.91%，Mn: 0.2%，Al: 0.01%,s:0.016%，余量为Fe配料，放入冶炼炉中进行熔炼，当冶炼炉中的钢水温度为1650°C时，添加除洛剂，然后进行精炼，获得精炼钢水；
(2)制备铸轧带坯:
采用表面有涂层保护的铍铜铸辊对精炼钢水进行双辊薄带铸轧，精炼钢水的开浇温度为1600°C，铸轧速度为10m/min，预设辊缝为2.0 mm，在钢水的流动过程中用惰性气体氩气保护，获得厚度为2.1mm的铸轧带坯，铸轧带坯表面氧化铁皮控制在7 μ m ;
(3)热平整:
对得到的铸轧带坯进行热平整，平整温度1100°C，平整压下量为30%，然后卷取自然冷却至常温，获得板形厚度良好的铸轧薄带；
(4)还原退火:
对铸轧薄带开卷进行还原退火，在还原段首先除去铸轧薄带表面氧化铁皮，采用100%H2气氛条件保护还原，还原温度为1000°C，还原时间5min ;实现薄带的组织和性能控制，得到免酸洗板产品。
[0014] 实施例4
(1)熔炼、精炼:
按照薄带的成分比例，按重量百分比C: 0.004%, S1: 2.91%，Mn: 0.2%，Al: 0.01%,s:0.016%，余量为Fe配料，放入冶炼炉中进行熔炼，当冶炼炉中的钢水温度为1500°C时，添加除洛剂，然后进行精炼，获得精炼钢水；
(2)制备铸轧带坯:
采用表面有涂层保护的铍铜铸辊对精炼钢水进行双辊薄带铸轧，精炼钢水的开浇温度为1450°C，铸轧速度为80m/min，预设辊缝为2.0 mm，在钢水的流动过程中用惰性气体氩气保护，获得厚度为3mm的铸轧带坯，铸轧带坯表面氧化铁皮控制在3 μ m ;
(3)热平整:
对得到的铸轧带坯进行热平整，平整温度800°C，平整压下量为30%，然后卷取自然冷却至常温，获得板形厚度良好的铸轧薄带；
(4)还原退火:
对铸轧薄带开卷进行还原退火，在还原段首先除去铸轧薄带表面氧化铁皮，采用体积分数15%氏和85%的氮气气氛条件保护还原，还原温度为1100°C，还原时间Imin ;实现薄带的组织和性能控制，得到免酸洗板产品。
【权利要求】
1.一种薄带连铸结合还原退火生产热轧免酸洗板的方法，其特征在于按照以下步骤进行: (1)熔炼、精炼: 按照薄带的成分比例配料，放入冶炼炉中进行熔炼，当冶炼炉中的钢水温度为1500?1650°C时，添加除渣剂，然后进行精炼，获得精炼钢水； (2)制备铸轧带坯: 采用表面有涂层保护的铍铜铸辊对精炼钢水进行双辊薄带铸轧，精炼钢水的开浇温度为1450?1600°C，铸轧速度为10?80m/min，在钢水的流动过程中用惰性气体保护，获得厚度为I?3mm的铸轧带坯，铸带表面氧化铁皮控制在3-8 μ m ; (3)热平整: 对得到的铸轧带坯进行热平整，平整温度800-1100°C，平整压下量最大为30%，然后卷取自然冷却至常温，获得板形厚度良好的铸轧薄带； (4)还原退火: 对铸轧薄带开卷进行还原退火，在还原段除去铸轧薄带表面氧化铁皮，还原段采用体积分数为15-100%氢气和0-85%的氮气气氛进行保护还原，还原温度为500-1000°C，还原时间l-5min,同时实现薄带的组织和性能控制,得到薄带钢产品。
2.根据权利要求1所述的一种薄带连铸结合还原退火生产薄带钢的方法，其特征在于所述的惰性气体保护选用氩气。
【文档编号】C21D1/26GK103537640SQ201310489332
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月18日 优先权日:2013年10月18日
【发明者】刘振宇, 曹光明, 李成刚, 何永全, 王国栋 申请人:东北大学