Q450NQR1高耐候板氧化鐵皮除鱗控制

耐候板氧化鐵皮除鱗控制 楊安林 (攀鋼釩 熱軋板廠 ) 摘 要 ： 結(jié)合攀鋼熱軋板廠加熱爐生產(chǎn)工藝，通過優(yōu)化 耐候板坯的不同裝爐溫度及規(guī)格下的加熱工藝制度等，提高了板坯爐生氧化鐵皮去除效果，爐生氧化鐵皮除鱗合格率（達到 2 級）為 同時為其它系列的高耐候板坯加熱工藝改進提供依據(jù)。 關(guān)鍵詞 ： 高耐候板坯；爐生氧化鐵皮；除鱗 0 引言 熱軋板廠現(xiàn)有兩座大型步進梁式板坯加熱爐，主要加熱一般碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、冷 軋 用 低 碳 鋼 和 低 合 金 鋼 等 鋼 種 ， 其 中鐵道貨車用高強度耐大氣腐蝕鋼板。板坯在加熱過程中，因爐氣中含有大量 過剩 氧化性氣體，鋼的表層發(fā)生氧化形成爐生氧化鐵皮 1。一般爐生氧化鐵皮經(jīng)高壓水除鱗后都能去除干凈，但以 現(xiàn)象，除鱗合格率僅 80左右，板坯表面局部或大面積有爐生氧化鐵皮。若軋制前不能完全去除爐生氧化鐵皮，軋制過程中將其壓入帶鋼表面，將會產(chǎn)生板卷表面氧化鐵皮壓入質(zhì)量缺陷，嚴重時影響產(chǎn)品的機械性能，還會劣化軋制狀態(tài)，甚至出現(xiàn)廢鋼或損壞主軋線設(shè)備。 1 耐候板坯除鱗缺陷及成品紅銹成因 1坯表面出現(xiàn)白霧、殘留片狀或溝壑狀未除盡的爐生氧化鐵皮，進而影響產(chǎn)品表面質(zhì)量。相同工藝控制情況下， 2#加熱爐除鱗不盡的比率高于 1#加熱爐，一般頭部除鱗好于尾部。按爐生氧化鐵皮除鱗效果的殘留程度級別，達到 2 級的高耐候板坯爐生氧化鐵皮除鱗合格率僅為 80%。從而使成品鋼卷出現(xiàn)紅銹氧化鐵皮，這種紅銹氧化鐵皮 2與鋼的基體結(jié)合較為緊密，經(jīng)過酸洗后難以清除，最終導(dǎo)致在成型的部件上出現(xiàn) “花斑 ”。 高耐候板卷紅銹氧化鐵皮的產(chǎn)生原因是 鋼中量較高 2 ，容易生成剝離性較差的爐生氧化鐵皮除鱗不凈并在軋制過程中壓入帶鋼基體，殘留氧化鐵皮中的粗軋、精軋、卷取、層冷過程中，長時間在高溫下與氧反應(yīng)生成 中比例越高，紅色越嚴重。 坯中 量高 耐候鋼是熱軋生產(chǎn)的重點品種之一，其鋼質(zhì)成分與一般鋼種不同 (見表 1)，有其特殊性。 表 1 坯主要化學成分 % C n P S i i 獻 3研究表明 ， 量較高的熱軋鋼板特別容易產(chǎn)生難以去除的氧化鐵皮。一方面鋼在高溫加熱過程中， 易在氧化鐵皮與鋼基間生成層狀的 其熔點為1173 。在 1173 以上形成熔融狀態(tài)后便會侵入氧化鐵皮與鋼基體孔穴中，并在除鱗時還原成固相粘貼在鋼基體上，導(dǎo)致氧化鐵皮的剝離性不好。要除掉這層氧化鐵皮，除鱗水壓力需 30 40 前熱軋除鱗設(shè)備難以達到。 爐后空冷時間長 氧化鐵皮的熱剝離性在很大程度上取決于空冷產(chǎn)生的氧化鐵皮裂紋形態(tài)，而氧化鐵皮裂紋的形態(tài)受到氧化鐵皮內(nèi)氣孔狀態(tài)的影響。含 的鋼種，氧化鐵皮內(nèi)氣孔尺寸較大，氧化鐵皮與鋼基體界面生成層狀 果空冷時間過長，冷卻中引起的氧化鐵皮裂紋和 固造成熱剝離性的惡化。 熱軋加熱爐距離除鱗設(shè)備較遠，加熱好的板坯在輥道上空冷時間較長，氧化鐵皮的剝離性變差 ，除鱗合格率降低。導(dǎo)致出爐后板坯空冷時間長的原因，一是除鱗機過于靠近 軋機，致使 1#加熱爐距離 6.5 m，2#加熱爐長達 m；二是等鋼軋制現(xiàn)象普遍，生產(chǎn)中高耐候板坯出爐平均等待除鱗時間為15s，最長為 52 s。上述兩種因素疊加，不利于高耐候鋼爐生氧化鐵皮的去除。 爐加熱時間長 高耐候鋼板坯加熱制度要求最短在爐加熱時間 165 際平均在爐加熱時間為 189 208 些批次板坯的加熱時間長達 300 上。長時間在爐加熱的板坯處于均熱段待出爐 位置時，板坯加熱溫度往往在 1110 1270 范圍內(nèi)波動，板坯出爐后除鱗軋制的效果極差。處于均熱段待出爐位置的高耐候板坯，加熱過程中 氧化鐵 皮 與 鋼 基 間 已 生 成 熔 融 層 狀 的受待軋降溫影響，還原成固相粘貼在鋼基體上；再次反復(fù)升、降溫過程中，受爐膛溫度分布不均勻影響，氧化鐵皮與鋼基間的 固、熔交替混合的狀態(tài)，導(dǎo)致氧化鐵皮的剝離性較差，嚴重影響除鱗效果。 2 采取的技術(shù)措施 化加熱工藝 優(yōu)化板坯在爐加熱時間、出爐溫度及加熱段、均熱段爐膛 溫度，減少了板坯爐生氧化鐵皮的生成量，同時減少熔融狀態(tài)的 入氧化鐵皮與鋼基體孔穴中的機率。見表 1、表 2。 表 2 優(yōu)化前 耐候板坯加熱制度 板坯斷面（ 出鋼目標溫度/ 各段爐溫控制 / 不同入爐溫度下的加熱時間 /熱段 加熱段 預(yù)熱段 爐尾 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 優(yōu)化后 耐候板坯加熱制度 板坯斷面（ 出鋼目標溫度/ 各段爐溫控制 / 不同入爐溫度下的加熱時間 /熱段 加熱段 預(yù)熱段 爐尾 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 化待軋保溫 化 1 h 內(nèi)保溫制度 優(yōu)化后高耐候鋼保溫過程中均熱段保溫下限溫度升高 了 20 30 ，上限溫度降低了 10 ，避免了 大量產(chǎn)生和固相 ,優(yōu)化前后 保溫制度 見表 4。 表 4 優(yōu)化前后 保溫制度 待軋時間 / 化前爐子各段保溫溫度 / 優(yōu)化后爐子各段保溫溫度 / 均熱段 加熱段 預(yù)熱段 均熱段 加熱段 預(yù)熱段 10 30 1180 1250 1200 1270 1180 1200 1240 1190 1260 1170 30 60 1150 1210 1150 1220 1150 1180 1200 1170 1210 1140 溫超過 1 h 的高耐候鋼作回爐處理 在加熱爐均熱段待軋的高耐候鋼保溫 1h 后，按工藝制度需要進一步降溫， 3 h 內(nèi)保溫溫度在1000 1150 范圍內(nèi) ，高耐候鋼中的 素將處于高溫脆化區(qū)，容易引起高耐候鋼熱脆現(xiàn)象的發(fā)生，影響產(chǎn)品的機械性能。因此在實際生產(chǎn)中，加熱爐均熱段待軋的高耐候鋼保溫超過 1 h，將全部回爐處理。 化空煤配比 優(yōu)化 前、 后加熱爐各段空煤比見表 5， 加熱爐加熱段空煤比較優(yōu)化前增加了 大地提高了板坯進入加熱段后的氧化速度，使板坯表面快速生 成一層致密的氧化膜，從而隔離了爐氣中氧原子向 體中滲透，減少 生成量。 表 5 優(yōu)化前、后加熱爐各段空煤比情況 段位 優(yōu)化前空煤比 優(yōu)化后空煤比 預(yù)熱段上部 熱段下部 熱段上部 熱段下部 熱段上部 熱段下部 制板坯出爐節(jié)奏 根據(jù) “1 1”、 “1+3”軋制節(jié)奏和單機架生產(chǎn)板坯的出爐規(guī)律編制板坯出爐節(jié)奏，要求作業(yè)人員根據(jù)軋線軋制情況適時分別控 制 1#、 2#爐板坯的出爐時刻，避免板坯在 道上停留等待軋制的現(xiàn)象出現(xiàn)，減少了出爐板坯在除鱗前的溫降和空冷時間。 制出爐溫度差 為減少 2#加熱爐板坯出爐運送時間長溫降快的現(xiàn)象，優(yōu)化 1#、 2#加熱爐板坯出爐溫度控制（見表 6）。經(jīng)試驗， 口溫度溫差平均只有 ，有效減緩 2#加熱爐板坯除鱗前的溫降，穩(wěn)定了軋制工藝，避免了 2#加熱爐板坯在除鱗前氧化鐵皮的凝固。 表 6 兩 加熱 爐出爐溫度差別 板坯規(guī)格（厚、寬， 1#加熱爐板坯目標溫度 / 2#加熱爐板坯目標溫度 / 200(7501215 1220 200(9501215 1220 200(11001225 1230 200(12501225 1230 3 實施效果 優(yōu)化后 耐候板坯加熱爐生氧化鐵皮除鱗合格率（達到 2 級）為 經(jīng)熱軋板廠精整線開卷檢查，鋼卷表面光潔，導(dǎo)致 “花斑 ”表面缺陷的紅銹氧化鐵皮鋼卷得到有效 的 控制。 比較試驗期間與 2007 年同期的 表 7），表明試驗期間生產(chǎn)的卷的屈服強度、抗拉強度及 延伸率的平均值和相應(yīng)的標準差與 2007 年同期的統(tǒng)計數(shù)據(jù)一致，表明工藝優(yōu)化后對性能無影響。 表 7 能分布情況 成品厚度/驗時間 m/ 008 年 6 007 年 6 結(jié)語 (1)通過對高耐候系列板坯除鱗狀 況的調(diào)查，結(jié)合氧化鐵皮生成機理及加熱工藝存在的問題進行了高耐候系列板坯爐生氧化鐵皮生成和除鱗的 系統(tǒng)分析，查明了 耐候板坯除鱗合格率低的原因，并有針對性地制定了相關(guān)技術(shù)措施。 (2)通過優(yōu)化 耐候板坯加熱工藝制度、空煤比