一种解决厚规格耐磨钢氧化物凹坑的热轧方法与流程

1.本发明属于钢铁热轧技术领域，具体是一种解决厚规格耐磨钢氧化物凹坑的热轧方法。


背景技术：

2.钢卷在开平过程中带钢由圆弧变为平直的钢板，带钢表层产生应变，且钢材和氧化铁皮的强度和延伸不一致，导致氧化铁皮破损、剥落而产生粉尘，粉尘堆积后经开平夹送辊、矫直辊压入形成凹坑，尤其是厚规格(h≥10mm)，氧化铁皮较厚，且开平时带钢表面应变较大，氧化铁皮更容易掉落且较多，更容易形成凹坑，故相关技术在厚规格热轧耐磨钢开平过程中产生了大量的氧化物凹坑。
3.因此，本发明提供了一种解决厚规格耐磨钢氧化物凹坑的热轧方法，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种解决厚规格耐磨钢氧化物凹坑的热轧方法，以解决上述背景技术中提出的问题和缺陷的至少一个方面。
5.具体如下：本发明提供了一种解决厚规格耐磨钢氧化物凹坑的热轧方法，包括以下步骤：
6.将耐磨钢板坯依次进行加热、首次除鳞、粗轧、第一次冷却、再次除鳞、精轧、第二次冷却、第三次冷却和卷取；
7.所述耐磨钢板坯的厚度在200mm以上；
8.所述卷取温度为550℃～720℃。
9.根据本发明制备方法技术方案中的一种技术方案，至少具备如下有益效果：
10.本发明的制备方法通过对卷取温度进行控制，热轧过程中形成的氧化铁皮主要以feo为主，但fe3o4含量随热轧工艺参数会发生一定程度的变化。在一定温度下feo发生共析反应生成α-fe+fe3o4的混合物，热轧板带产品表面氧化铁皮结构控制的关键取决于对热轧过程中形成的feo的共析转变行为进行合理控制，本发明通过抑制feo的共析反应(4feo
→
fe+fe3o4)，适当控制氧化铁皮中因共析转变生成的共析组织(fe+fe3o4)含量，采用合适的卷取温度实现控制热轧耐磨钢表面氧化铁皮结构为：先共析fe3o4+feo+原始fe3o4；该结构的氧化铁皮有利于实现后续过程中的氧化铁皮随基体发生协同变形，从而明显减少开平过程中氧化铁皮的粉状破碎、掉落，且铁皮青亮。
11.本发明的制备方法通过在粗轧后进行冷却，从而降低了粗轧后钢材的表面温度，降低了表面氧化铁皮的厚度；同时再通过第二次冷却，降低精轧后钢材的表面温度，降低了表面氧化铁皮的厚度，同时实现了表面氧化铁皮的均匀性，制得了青亮且均匀的铁皮。
12.根据本发明的一些实施方式，所述加热的温度为1150℃～1300℃。
13.根据本发明的一些实施方式，所述耐磨钢板坯的温度为1120～1250℃。
14.根据本发明的一些实施方式，所述加热的时间为180min～400min。
15.根据本发明的一些实施方式，所述加热后的出口温度在1150℃～1200℃。
16.根据本发明的一些实施方式，所述粗轧的开轧温度为1100～1200℃。
17.根据本发明的一些实施方式，所述粗轧的终轧温度为1000～1120℃。
18.根据本发明的一些实施方式，所述粗轧的下压率为70％～90％。
19.根据本发明的一些实施方式，所述粗轧后制得中间坯；所述中间坯的厚度为30mm～60mm。
20.控制合适的厚度，在保证稳顺轧制的前提下，控制中间坯冷却的效果。
21.根据本发明的一些实施方式，所述第一次冷却的流量为400m3/h～3000m3/h。
22.根据本发明的一些实施方式，所述第一次冷却的速率为10℃/s～50℃/s。
23.根据本发明的一些实施方式，所述第一次冷却的终温在1040℃以下。
24.根据本发明的一些实施方式，所述精轧的开轧温度在1040℃以下。
25.根据本发明的一些实施方式，所述精轧的终轧温度为840℃～940℃。
26.根据本发明的一些实施方式，所述精轧的下压率为60％～90％。
27.根据本发明的一些实施方式，所述精轧的加速度为0.005m/s2～0.025m/s2。
28.根据本发明的一些实施方式，所述精轧的轧制速度为1.8m/s～5.1m/s。
29.根据本发明的一些实施方式，所述第二次冷却为超快冷。
30.根据本发明的一些实施方式，所述第二次冷却的压力为1bar～8bar。
31.根据本发明的一些实施方式，所述第二次冷却的流量为600m3/h～2000m3/h。
32.根据本发明的一些实施方式，所述第二次冷却的速率为20℃/s～80℃/s。
33.根据本发明的一些实施方式，所述第二次冷却的终温为660℃～780℃。
34.根据本发明的一些实施方式，所述第三次冷却为层流冷却。
35.根据本发明的一些实施方式，所述层流冷却的速率为15℃/s～40℃/s。
36.根据本发明的一些实施方式，所述层流冷却的终温为550℃～720℃。
37.根据本发明的一些实施方式，所述卷取的温度为650℃～690℃。
38.根据本发明的一些实施方式，所述热轧耐磨钢的厚度为10mm以上。
39.根据本发明的一些实施方式，所述热轧耐磨钢中碳的质量分数为0.12％～0.26％。
40.根据本发明的一些实施方式，所述热轧耐磨钢中硅的质量分数为0.1％～0.4％。
41.根据本发明的一些实施方式，所述热轧耐磨钢中锰的质量分数为1.0％～1.8％。
42.根据本发明的一些实施方式，所述热轧耐磨钢中钛的质量分数为0.01％～0.04％。
43.根据本发明的一些实施方式，所述热轧耐磨钢中铌的质量分数为0.01％～0.04％。
44.根据本发明的一些实施方式，所述热轧耐磨钢为nm400。
45.根据本发明的一些实施方式，所述热轧耐磨钢表面氧化铁皮结构由内至外依次为：四氧化三铁层、氧化亚铁层和四氧化三铁层。
附图说明
46.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
47.图1为相关技术中热轧耐磨钢的表面氧化物凹坑。
48.图2为本发明实施例1中制得的热轧耐磨钢表面氧化铁皮的截面形貌图。
49.图3为本发明实施例1中制得的热轧耐磨钢的表面形貌。
50.图4为本发明对比例1中制得的热轧耐磨钢的表面形貌。
具体实施方式
51.以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
52.本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
53.实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
54.为了更好的理解上述技术方案，下面以具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明。
55.实施例1
56.本实施例为一种解决厚规格耐磨钢氧化物凹坑的热轧方法，由以下步骤组成：
57.本实施例制得的热轧耐磨钢为nm400，部分熔炼成分见表1。
58.钢种：nm400，规格：16mm
×
1800mm，部分熔炼成分如下表1：
59.表1nm400熔炼成分表
[0060]-csimnnbti含量(％)0.140.31.00.0150.02
[0061]
s1：将热轧耐磨钢板坯(厚度为230mm)，入炉温度450℃，加热时间190min，出炉温度1190℃；
[0062]
s2：将热轧耐磨钢板坯加热后出炉，依次经过粗除鳞(投用两组集管，除鳞压力200mpa，)粗轧轧制7道次后制得中间坯；中间坯厚度55mm；其中粗轧开轧温度1140℃，终轧温度1060℃，压下率76％。
[0063]
s3：将步骤s2制得的中间坯进行第一次冷却；冷却流量800m3/h；冷却速率45℃/s,，将中间坯冷却至1010℃。
[0064]
s4：将步骤s3冷却后的中间坯经过精除鳞，精除鳞(投用两组集管，除鳞压力200mpa)，进入精轧机组温度990℃，再经过精轧机组轧制，轧制速度2.3m/s，加速度0.015m/s2，压下率71％，轧制16mm规格，精轧出口温度845℃；
[0065]
s5：将步骤s4精轧后中间坯进行超快冷，超快冷的流量为1000m3/h，压力为4bar，
冷却速度50℃/s，带钢出超快冷温度780℃
[0066]
s6：将步骤s4超快冷后的中间坯采用层冷冷却后卷取，冷却速度15℃/s，卷取温度683℃。实施例2
[0067]
本实施例制得的热轧耐磨钢为nm400，部分熔炼成分见表2。
[0068]
钢种：nm400，规格：20mm
×
2000mm，部分熔炼成分如下表2：
[0069]
表2nm400熔炼成分表
[0070]-csimnnbti含量(％)0.260.41.80.040.04
[0071]
s1：将热轧耐磨钢板坯(厚度为230mm)，入炉温度115℃，加热时间247分钟，出炉温度1240℃；
[0072]
s2：将热轧耐磨钢板坯加热后出炉，依次经过粗除鳞(投用两组集管，除鳞压力200mpa)，粗轧轧制7道次后制得中间坯；中间坯厚度60mm；其中粗轧开轧温度1180℃，终轧温度1085℃，压下率74％。
[0073]
s3：将步骤s2制得的中间坯进行第一次冷却；冷却流量1000m3/h；冷却速率50℃/s,，将中间坯冷却至1030℃。
[0074]
s4：将步骤s3冷却后的中间坯经过精除鳞，精除鳞(投用两组集管，除鳞压力200mpa)，进入精轧机组温度1010℃，再经过精轧机组轧制，轧制速度1.9m/s，加速度0.008m/s2，压下率67％，轧制20mm规格，精轧出口温度880℃；
[0075]
s5：将步骤s4精轧后中间坯进行超快冷，超快冷的流量为800m3/h，压力为4bar，冷却速度30℃/s，带钢出超快冷温度760℃
[0076]
s6：将步骤s4超快冷后的中间坯采用层冷冷却后卷取，冷却速度15℃/s，卷取温度660℃。
[0077]
对比例1
[0078]
本对比例制得的热轧耐磨钢为nm400，部分熔炼成分与实施例2一致，见表3。
[0079]
钢种：nm400，规格：20mm
×
2000mm，部分熔炼成分如下表3：
[0080]
表3nm400熔炼成分表
[0081]-csimnnbti含量(％)0.200.31.50.020.02
[0082]
s1：将热轧耐磨钢板坯(厚度为230mm)，入炉温度223℃，加热时间243分钟，出炉温度1245℃；
[0083]
s2：将热轧耐磨钢板坯加热后出炉，依次经过粗除鳞(投用两组集管，除鳞压力200mpa)，粗轧轧制7道次后制得中间坯；中间坯厚度60mm；其中粗轧开轧温度1185℃，终轧温度1089℃，压下率74％。
[0084]
s3：将步骤s2制得的中间坯未进行中间坯冷却。
[0085]
s4：将步骤s3冷却后的中间坯经过精除鳞，精除鳞(投用两组集管，除鳞压力200mpa)，进入精轧机组温度1050℃，再经过精轧机组轧制，轧制速度1.6m/s，加速度0.008m/s2，压下率67％，轧制20mm规格，精轧出口温度890℃；
[0086]
s5：将步骤s4精轧后中间坯进行超快冷，超快冷的流量为3000m3/h，压力为10bar，冷却速度150℃/s，带钢出超快冷温度690℃
[0087]
s6：将步骤s4超快冷后的中间坯采用层冷冷却后卷取，冷却速度15℃/s，卷取温度530℃。
[0088]
本发明实施例1、实施例2与对比例1中表面质量测试结果见表1。
[0089]
表1本发明实施例1、实施例2与对比例1中表面质量测试结果
[0090]
项目厚度(mm)开平时氧化物凹坑降等率(％)对比例12045.0实施例1160实施例2200
[0091]
凹坑降等：氧化物凹坑深度＞0.1mm的开平板。
[0092]
凹坑降等率：凹坑降等重量/开平钢卷重量。
[0093]
本发明方法通过设计厚规格耐磨钢合适的卷取温度，控制其表面氧化铁皮结构为：先共析fe3o4+feo+原始fe3o4(见图2)，这种结构的氧化铁皮变形时因疏松而不易变形破碎，抑制了共析反应形成的容易掉粉的fe+fe3o4；通过粗轧机架后的中间坯冷却装置冷却，中间坯表面温度降低，减少进入精轧机架中间坯表面氧化铁皮厚度；同时提高精轧过程中轧制速度，有利于减薄带钢氧化铁皮；控制精轧后超快冷压力和流量，在不破环带钢表面氧化铁皮的情况下，快速冷却带钢表面温度，减薄、均匀化带钢氧化铁皮厚度，铁皮青亮、均匀，改善了带钢表面质量。
[0094]
本发明实施例得到的热轧耐磨钢表面氧化铁皮形貌如图3所示，其与对比例1中热轧耐磨钢表面氧化铁皮形貌(图4)相比，表面质量明显改善。
[0095]
本发明实施例中通过采用粗轧机架后的中间坯冷却装置对中间坯进行冷却，降低了中间坯表面温度，减少了进入精轧机架前中间坯表面氧化铁皮厚度。
[0096]
本发明实施例中增加了精轧加速度，提高了轧制速度，减少中间坯精轧过程中与空气接触时间，有利于减薄精轧后中间坯表面的氧化铁皮。
[0097]
本发明实施例中通过对精轧后超快冷压力和流量的控制，在不破环带钢表面氧化铁皮的情况下，快速冷却精轧后中间坯的表面温度，减薄和均匀化精轧后中间坯表面氧化铁皮的厚度。
[0098]
本发明明显改善了厚规格热轧耐磨钢氧化物凹坑缺陷，其降等比例从45％降低至0％。
[0099]
本发明同时明显改善了热轧厚规格耐磨钢开平时的龟背缺陷。
[0100]
综上所述，本发明通过设计厚规格耐磨钢合适的热轧工艺，调整轧后氧化铁皮结构和厚度，大幅减少开平过程中氧化铁皮的粉状掉落、堆积，从而显著改善因此产生的氧化物压入凹坑问题。
[0101]
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。