一种防止热轧免酸洗汽车大梁钢氧化铁皮粉状剥落方法

摘要

本发明公开了一种防止热轧免酸洗汽车大梁钢氧化铁皮粉状剥落方法，属于轧钢技术领域。本方法中通过控制硅元素含量在0.28wt％～0.30wt％之间来调节Fe

说明书

技术领域

本发明属于轧钢技术领域，涉及一种防止热轧免酸洗汽车大梁钢氧化铁皮粉状剥落的方法。

背景技术

免酸洗钢或“黑皮钢”概念来源于日本住友金属提出的“Tight Scale”钢板，这种钢主要以黑色Fe₃O₄为主，具有较高的塑性和与基体钢紧密结合的能力，主要用于汽车大梁的生产制造。因为它在后续深加工过程中氧化铁皮可随钢板一起变形而不脱落，故不需要经过酸洗去除氧化皮而达到免酸洗目的。但它在开平矫直使用时，却会出现程度不等的氧化铁皮粉状剥落现象，因此需要采取一些措施来解决它粉状氧化铁皮剥落问题。

当前热轧工业为控制表面质量更倾向于采用低硅生产策略，原因在于硅元素可以导致热轧带钢生成红色氧化铁皮等表面质量问题，而这种现象在高硅钢热轧过程中尤为明显，高硅导致的红锈等表面质量缺陷相对难以去除。在这种情况下为保证带钢性能会尽可能降低硅含量或采用其它替代元素，但随之也会出现成本增加等问题。免酸洗钢用于生产汽车大梁钢时，大多也是以低硅为主，目的是想形成以Fe₃O₄为主的氧化铁皮，但是硅含量低时却会使生成的氧化铁皮表面不够致密均匀且出现粉状剥落，影响表面质量。

根据当前研究资料表明，影响大梁钢氧化膜粉状剥落原因主要有钢的成分、卷取温度、轧制速度、冷却条件等等。目前改善大梁钢氧化铁皮粉状剥落的焦点主要是放在提高氧化铁皮黏附力，使氧化铁皮能随钢板基体发生塑性变形而不发生剥落上。本发明中通过添加适量硅元素来改善热轧免酸洗钢610L的氧化铁皮粉状剥落现象，从而形成低成本高强钢，为免酸洗大梁钢的生产及其氧化铁粉剥落问题提供理论依据与应用指导。

发明内容

由于在轧制汽车大梁钢时，氧化铁皮压碎后以粉末状形式覆盖在带钢表面，影响了带钢表面质量，故本发明针对免酸洗大梁钢提出了一种防止其氧化铁皮粉状剥落的方法。以保证氧化铁皮具有不掉粉、塑性高的特点，同时该方法既不会增加成本也不会对环境产生不利影响。

一种防止热轧免酸洗汽车大梁钢氧化铁皮粉状剥落方法，其特征在于，通过控制大梁钢成分及热轧在炉时间、精轧入口温度、终轧温度、卷曲温度达到防氧化铁皮粉状剥落的目的；所述热轧免酸洗汽车大梁钢的成分为0.09wt％≤C≤0.10wt％；1.52wt％≤Mn≤1.55wt％；0.0085wt％≤P≤0.010wt％；0.001wt％≤S≤0.002wt％；0.045wt％≤Al≤0.047wt％；Si含量为0.28wt％～0.30wt％，Cr含量为0.200wt％～0.225wt％，其余为铁和不可避免的微量元素；厚度为8～12mm。

进一步地，控制Si元素含量0.28wt％～0.30wt％，来调节Fe₃O₄和FeO的组成配比，使氧化铁皮中Fe₃O₄/FeO比值为20～30。

进一步地，本发明生产工艺步骤如下：

1)钢坯热轧过程中严格控制在炉时间为180～210min；

2)精轧入口温度小于1030℃,终轧温度控制在870～900℃，卷取温度控制在570～600℃；

3)除鳞过程中，一次除鳞、二次除鳞双排全投入，精轧机机架间除鳞水投用；

4)工作辊冷却水二级自动控制，机架间冷却水投用并加大水量，二级自动控制。

进一步地，卷取冷却过程中添加一组风机，风量为40000m³/h,风压为255Pa。通过提高卷取过程中的冷却速率，来提高FeO至Fe₃O₄的转化效率。

免酸洗汽车大梁钢制造并冷却完成后在距尾部0m、8m、16m、24m开平取样并抽检粉状氧化铁皮剥落量。

本发明方法，从以下两个方面进行：

(1)免酸洗钢成分

本发明中控制Si元素含量为0.28wt％～0.30wt％，Cr元素含量为0.200wt％～0.225wt％。Si元素由于选择性氧化会在FeO与铁质的界面上形成Fe2SiO4，熔融后便会以楔形侵入鳞与铁质中，使鳞与铁质界面变得错综复杂，而随着被钉扎的FeO进一步氧化便会产生红色氧化铁皮。Cr元素具有良好的氧化抗性，其氧化物FeCr2O4比Fe2SiO4更早生成，富Cr氧化物与Fe氧化物进入到FeO相内部，Fe2+离子在氧化过程中被FeCr2O4岛状包围，FeO层也随之变薄。从而使硅酸亚铁所钉扎的FeO减少，防止了红色氧化铁皮的产生。通过控制Si元素含量来调节Fe₃O₄和FeO的组成配比，使生成的Fe₃O₄含量在80％左右FeO含量在4％左右，即氧化铁皮中Fe₃O₄/FeO比值为20～30，提高免酸洗钢的氧化铁皮质量。

(2)使用风机提高冷却速度

本发明中优化了温度工艺参数，在卷取冷却过程中增加了一组风机，风量为40000m³/h,风压为255Pa，来提高卷取过程中的冷却速率。从而提高卷取过程中FeO至Fe₃O₄的转化效率，进而改善氧化铁皮粉状剥落。

本发明有益效果是：采用0.28wt％～0.30wt％硅成分设计，适度提高Si元素含量来提高免酸洗钢的氧化铁皮质量，并添加Cr元素来防止红色氧化铁皮的产生，使表面质量达到最优。通过“高温快轧”来避免氧化铁皮的破碎，通过“低温卷取”来促进大量Fe₃O₄的生成。通过控制Si元素含量来调节Fe₃O₄和FeO的组成配比，使生成的Fe₃O₄含量在80％左右FeO含量在4％左右，即氧化铁皮中Fe₃O₄/FeO比值为20～30，同时在卷取冷却过程中采用了一组风机，风量为40000m³/h,风压为255Pa。通过提高冷却速率来提高卷曲过程中FeO至Fe3O4的转化效率。采用本发明生产的免酸洗钢氧化铁皮最不易脱落、具有不掉粉、塑性高的特点，且达到了大梁钢氧化铁皮厚度在10um左右的标准，满足了免酸洗大梁钢的使用要求。

具体实施方式

下面结合实施例详细说明本防止热轧免酸洗汽车大梁钢氧化铁皮粉状剥落方法，但本方法的具体实施方式不局限于下述的实施例。

实施例1

本实施例依次包括以下步骤：

生产厚度为8mm热轧免酸洗汽车大梁钢的成分为C：0.0083wt％；Mn：0.726wt％；P：0.0071wt％；S：0.0031wt％；Al：0.046wt％，其中，本发明中严格控制Si的含量为0.0152wt％，其余为铁和不可避免的微量元素。

钢坯热轧过程中严格控制在炉时间为200min。

精轧入口温度小于1030℃,终轧温度控制在880℃，卷取温度控制在580℃。

除鳞过程中，一次除鳞、二次除鳞双排全投入，精轧机机架间除鳞水投用。

工作辊冷却水二级自动控制，机架间冷却水投用并加大水量，二级自动控制。

卷取冷却过程中采用缓冷。

免酸洗汽车大梁钢制造并冷却完成后在据尾部0m、8m、16m、24m开平取样并抽检粉状氧化铁皮剥落量，如表一所示。

实施例2

本实施例依次包括以下步骤：

生产厚度为8mm热轧免酸洗汽车大梁钢的成分为C：0.10wt％；Mn：1.55wt％；P：0.012wt％；S：0.002wt％；Al：0.047wt％；其中，本发明中严格控制Si的含量为0.297wt％，Cr元素含量为0.225wt％，其余为铁和不可避免的微量元素。

钢坯热轧过程中严格控制在炉时间为200min。

精轧入口温度小于1030℃,终轧温度控制在880℃，卷取温度控制在580℃。

除鳞过程中，一次除鳞、二次除鳞双排全投入，精轧机机架间除鳞水投用。

工作辊冷却水二级自动控制，机架间冷却水投用并加大水量，二级自动控制。

卷取冷却过程中采用缓冷。

免酸洗汽车大梁钢制造并冷却完成后在据尾部0m、8m、16m、24m开平取样并抽检粉状氧化铁皮剥落量，如表一所示。

实施例3

本实施例依次包括以下步骤：

生产厚度为8mm热轧免酸洗汽车大梁钢的成分为C：0.0083wt％；Mn：0.726wt％；P：0.0071wt％；S：0.0031wt％；Al：0.046wt％，其中，本发明中严格控制Si的含量为0.0152wt％，其余为铁和不可避免的微量元素。

钢坯热轧过程中严格控制在炉时间为200min。

精轧入口温度小于1030℃,终轧温度控制在880℃，卷取温度控制在580℃。

除鳞过程中，一次除鳞、二次除鳞双排全投入，精轧机机架间除鳞水投用。

工作辊冷却水二级自动控制，机架间冷却水投用并加大水量，二级自动控制。

卷取冷却过程中添加一组风机，风量为40000m³/h,风压为255Pa，。

免酸洗汽车大梁钢制造并冷却完成后在据尾部0m、8m、16m、24m开平取样并抽检粉状氧化铁皮剥落量，如表一所示。

实施例4

本实施例依次包括以下步骤：

生产厚度为8mm热轧免酸洗汽车大梁钢的成分为C：0.10wt％；Mn：1.55wt％；P：0.012wt％；S：0.002wt％；Al：0.047wt％；其中，本发明中严格控制Si的含量为0.297wt％，Cr元素含量为0.225wt％，其余为铁和不可避免的微量元素。

钢坯热轧过程中严格控制在炉时间为200min。

精轧入口温度小于1030℃,终轧温度控制在880℃，卷取温度控制在580℃。

除鳞过程中，一次除鳞、二次除鳞双排全投入，精轧机机架间除鳞水投用。

工作辊冷却水二级自动控制，机架间冷却水投用并加大水量，二级自动控制。

卷取冷却过程中添加一组风机，风量为40000m³/h,风压为255Pa。

免酸洗汽车大梁钢制造并冷却完成后在据尾部0m、8m、16m、24m开平取样并抽检粉状氧化铁皮剥落量，如表一所示。

表一各位置氧化铁皮脱落量