Q450NQR1高耐候板氧化铁皮除鳞控制

耐候板氧化铁皮除鳞控制 杨安林 (攀钢钒 热轧板厂 ) 摘 要 ： 结合攀钢热轧板厂加热炉生产工艺，通过优化 耐候板坯的不同装炉温度及规格下的加热工艺制度等，提高了板坯炉生氧化铁皮去除效果，炉生氧化铁皮除鳞合格率（达到 2 级）为 同时为其它系列的高耐候板坯加热工艺改进提供依据。 关键词 ： 高耐候板坯；炉生氧化铁皮；除鳞 0 引言 热轧板厂现有两座大型步进梁式板坯加热炉，主要加热一般碳素结构钢、优质碳素结构钢、冷 轧 用 低 碳 钢 和 低 合 金 钢 等 钢 种 ， 其 中铁道货车用高强度耐大气腐蚀钢板。板坯在加热过程中，因炉气中含有大量 过剩 氧化性气体，钢的表层发生氧化形成炉生氧化铁皮 1。一般炉生氧化铁皮经高压水除鳞后都能去除干净，但以 现象，除鳞合格率仅 80左右，板坯表面局部或大面积有炉生氧化铁皮。若轧制前不能完全去除炉生氧化铁皮，轧制过程中将其压入带钢表面，将会产生板卷表面氧化铁皮压入质量缺陷，严重时影响产品的机械性能，还会劣化轧制状态，甚至出现废钢或损坏主轧线设备。 1 耐候板坯除鳞缺陷及成品红锈成因 1坯表面出现白雾、残留片状或沟壑状未除尽的炉生氧化铁皮，进而影响产品表面质量。相同工艺控制情况下， 2#加热炉除鳞不尽的比率高于 1#加热炉，一般头部除鳞好于尾部。按炉生氧化铁皮除鳞效果的残留程度级别，达到 2 级的高耐候板坯炉生氧化铁皮除鳞合格率仅为 80%。从而使成品钢卷出现红锈氧化铁皮，这种红锈氧化铁皮 2与钢的基体结合较为紧密，经过酸洗后难以清除，最终导致在成型的部件上出现 “花斑 ”。 高耐候板卷红锈氧化铁皮的产生原因是 钢中量较高 2 ，容易生成剥离性较差的炉生氧化铁皮除鳞不净并在轧制过程中压入带钢基体，残留氧化铁皮中的粗轧、精轧、卷取、层冷过程中，长时间在高温下与氧反应生成 中比例越高，红色越严重。 坯中 量高 耐候钢是热轧生产的重点品种之一，其钢质成分与一般钢种不同 (见表 1)，有其特殊性。 表 1 坯主要化学成分 % C n P S i i 献 3研究表明 ， 量较高的热轧钢板特别容易产生难以去除的氧化铁皮。一方面钢在高温加热过程中， 易在氧化铁皮与钢基间生成层状的 其熔点为1173 。在 1173 以上形成熔融状态后便会侵入氧化铁皮与钢基体孔穴中，并在除鳞时还原成固相粘贴在钢基体上，导致氧化铁皮的剥离性不好。要除掉这层氧化铁皮，除鳞水压力需 30 40 前热轧除鳞设备难以达到。 炉后空冷时间长 氧化铁皮的热剥离性在很大程度上取决于空冷产生的氧化铁皮裂纹形态，而氧化铁皮裂纹的形态受到氧化铁皮内气孔状态的影响。含 的钢种，氧化铁皮内气孔尺寸较大，氧化铁皮与钢基体界面生成层状 果空冷时间过长，冷却中引起的氧化铁皮裂纹和 固造成热剥离性的恶化。 热轧加热炉距离除鳞设备较远，加热好的板坯在辊道上空冷时间较长，氧化铁皮的剥离性变差 ，除鳞合格率降低。导致出炉后板坯空冷时间长的原因，一是除鳞机过于靠近 轧机，致使 1#加热炉距离 6.5 m，2#加热炉长达 m；二是等钢轧制现象普遍，生产中高耐候板坯出炉平均等待除鳞时间为15s，最长为 52 s。上述两种因素叠加，不利于高耐候钢炉生氧化铁皮的去除。 炉加热时间长 高耐候钢板坯加热制度要求最短在炉加热时间 165 际平均在炉加热时间为 189 208 些批次板坯的加热时间长达 300 上。长时间在炉加热的板坯处于均热段待出炉 位置时，板坯加热温度往往在 1110 1270 范围内波动，板坯出炉后除鳞轧制的效果极差。处于均热段待出炉位置的高耐候板坯，加热过程中 氧化铁 皮 与 钢 基 间 已 生 成 熔 融 层 状 的受待轧降温影响，还原成固相粘贴在钢基体上；再次反复升、降温过程中，受炉膛温度分布不均匀影响，氧化铁皮与钢基间的 固、熔交替混合的状态，导致氧化铁皮的剥离性较差，严重影响除鳞效果。 2 采取的技术措施 化加热工艺 优化板坯在炉加热时间、出炉温度及加热段、均热段炉膛 温度，减少了板坯炉生氧化铁皮的生成量，同时减少熔融状态的 入氧化铁皮与钢基体孔穴中的机率。见表 1、表 2。 表 2 优化前 耐候板坯加热制度 板坯断面（ 出钢目标温度/ 各段炉温控制 / 不同入炉温度下的加热时间 /热段 加热段 预热段 炉尾 300 300400 400600 600800 800 200750 949 1230 12301290 1250 1320 1000 1210 950 145 140 135 125 115 200950 1099 1230 12401290 1260 1320 1000 1220 950 155 150 145 135 125 20011001249 1240 12501300 1270 1330 1050 1230 950 165 160 155 145 135 20012501300 1240 12501300 1280 1330 1050 1230 950 165 160 155 145 135 表 3 优化后 耐候板坯加热制度 板坯断面（ 出钢目标温度/ 各段炉温控制 / 不同入炉温度下的加热时间 /热段 加热段 预热段 炉尾 300 300400 400600 600800 800 200750 949 1220 1220 1290 1240 1320 10001210 950 150 145 140 130 120 200950 1099 1220 1230 1290 1250 1320 10001220 950 150 145 140 130 120 20011001249 1230 1240 1300 1260 1330 10501230 950 150 145 140 130 120 20012501300 1230 1240 1300 1270 1330 10501230 950 150 145 140 130 120 化待轧保温 化 1 h 内保温制度 优化后高耐候钢保温过程中均热段保温下限温度升高 了 20 30 ，上限温度降低了 10 ，避免了 大量产生和固相 ,优化前后 保温制度 见表 4。 表 4 优化前后 保温制度 待轧时间 / 化前炉子各段保温温度 / 优化后炉子各段保温温度 / 均热段 加热段 预热段 均热段 加热段 预热段 10 30 1180 1250 1200 1270 1180 1200 1240 1190 1260 1170 30 60 1150 1210 1150 1220 1150 1180 1200 1170 1210 1140 温超过 1 h 的高耐候钢作回炉处理 在加热炉均热段待轧的高耐候钢保温 1h 后，按工艺制度需要进一步降温， 3 h 内保温温度在1000 1150 范围内 ，高耐候钢中的 素将处于高温脆化区，容易引起高耐候钢热脆现象的发生，影响产品的机械性能。因此在实际生产中，加热炉均热段待轧的高耐候钢保温超过 1 h，将全部回炉处理。 化空煤配比 优化 前、 后加热炉各段空煤比见表 5， 加热炉加热段空煤比较优化前增加了 大地提高了板坯进入加热段后的氧化速度，使板坯表面快速生 成一层致密的氧化膜，从而隔离了炉气中氧原子向 体中渗透，减少 生成量。 表 5 优化前、后加热炉各段空煤比情况 段位 优化前空煤比 优化后空煤比 预热段上部 热段下部 热段上部 热段下部 热段上部 热段下部 制板坯出炉节奏 根据 “1 1”、 “1+3”轧制节奏和单机架生产板坯的出炉规律编制板坯出炉节奏，要求作业人员根据轧线轧制情况适时分别控 制 1#、 2#炉板坯的出炉时刻，避免板坯在 道上停留等待轧制的现象出现，减少了出炉板坯在除鳞前的温降和空冷时间。 制出炉温度差 为减少 2#加热炉板坯出炉运送时间长温降快的现象，优化 1#、 2#加热炉板坯出炉温度控制（见表 6）。经试验， 口温度温差平均只有 ，有效减缓 2#加热炉板坯除鳞前的温降，稳定了轧制工艺，避免了 2#加热炉板坯在除鳞前氧化铁皮的凝固。 表 6 两 加热 炉出炉温度差别 板坯规格（厚、宽， 1#加热炉板坯目标温度 / 2#加热炉板坯目标温度 / 200(7501215 1220 200(9501215 1220 200(11001225 1230 200(12501225 1230 3 实施效果 优化后 耐候板坯加热炉生氧化铁皮除鳞合格率（达到 2 级）为 经热轧板厂精整线开卷检查，钢卷表面光洁，导致 “花斑 ”表面缺陷的红锈氧化铁皮钢卷得到有效 的 控制。 比较试验期间与 2007 年同期的 表 7），表明试验期间生产的卷的屈服强度、抗拉强度及 延伸率的平均值和相应的标准差与 2007 年同期的统计数据一致，表明工艺优化后对性能无影响。 表 7 能分布情况 成品厚度/验时间 m/ 008 年 6 007 年 6 结语 (1)通过对高耐候系列板坯除鳞状 况的调查，结合氧化铁皮生成机理及加热工艺存在的问题进行了高耐候系列板坯炉生氧化铁皮生成和除鳞的 系统分析，查明了 耐候板坯除鳞合格率低的原因，并有针对性地制定了相关技术措施。 (2)通过优化 耐候板坯加热工艺制度、空煤比