本發(fā)明涉及熱軋板帶技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種低表面粗糙度的500MPa酸洗鋼及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，鋼材用戶對酸洗板卷的質(zhì)量要求也越來越高，不僅對尺寸控制精度和產(chǎn)品性能等有嚴格要求，而且對酸洗板卷的表面質(zhì)量也有更高的要求。如何同時實現(xiàn)高強酸洗鋼的性能與高表面質(zhì)量，是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)控制的難點。現(xiàn)階段，國內(nèi)的鋼鐵企業(yè)都能生產(chǎn)500MPa的熱軋高強酸洗鋼，性能滿足生產(chǎn)需求，但是帶鋼表面起粉嚴重，較難完全酸洗干凈，容易造成表面缺陷，且酸洗后帶鋼表面粗糙度較高，因此，用戶經(jīng)常提出與此相關(guān)的質(zhì)量異議，不僅給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失，而且降低了企業(yè)在客戶心中的品牌形象，失去市場份額。

目前，關(guān)于500MPa級熱軋酸洗鋼的專利較多。如：申請?zhí)枮?01110223714.5的發(fā)明專利“一種減酸洗鋼的生產(chǎn)方法”，根據(jù)目標鋼種熱軋過程中氧化鐵皮微觀結(jié)構(gòu)中FeO共析反應(yīng)曲線，控制優(yōu)化調(diào)整軋制工藝，通過改變氧化鐵皮的微觀結(jié)構(gòu)，降低難以酸洗的Fe₂O₃的生成量，提高酸洗過程中酸洗速度，降低噸鋼酸耗量，實現(xiàn)減酸洗鋼。此專利成分主要針對低碳鋼，僅僅介紹帶鋼表面氧化鐵皮的控制；申請?zhí)枮?01210169646.3的發(fā)明專利“薄板坯連鑄連軋低屈服比酸洗鋼的制造方法”涉及薄板坯連鑄連軋領(lǐng)域，包括鐵水脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、精煉、薄板連鑄、板坯均熱、熱連軋、層流冷卻、卷取、風冷的步驟，其特殊之處在于：板坯均熱溫度為1160～1200℃；熱連軋時直接進行7道次精軋，各道次的壓下率分配依次為：50～60％、50～60％、52～58％、45～50％、20～25％、13～18％、9～13％；終軋溫度為870～890℃；層流冷卻至溫度為580～610℃，所述板坯的各組分的重量百分比為C:0.045～0.065％，Si≤0.05％，Mn：0.40～0.60％，P≤0.015％，S≤0.01％，本發(fā)明的制造方法在不額外添加貴重合金元素的基礎(chǔ)上，有效降低了易酸洗鋼的屈服比。此專利主要針對薄板坯連鑄連軋產(chǎn)線，目的是降低酸洗鋼的屈強比，對酸洗鋼酸洗后的表面粗糙度無太多闡述。申請?zhí)枴?01410173372.4”的發(fā)明專利“一種易酸洗鋼熱軋帶鋼表面氧化鐵皮控制方法”，公開了一種熱軋帶鋼表面氧化鐵皮的控制工藝，將板坯加熱至1200～1250℃，保溫時間10～70min；然后用高壓水除鱗，除鱗溫度為1150～1220℃，要求除鱗時水壓≥20MPa；將除鱗后的板坯進行粗軋、精軋結(jié)束后冷卻至500～550℃時卷取，卷取后的冷卻速率5～10℃/min，獲得FeO的含量在25％以上的熱軋態(tài)易酸洗鋼種；精軋后冷卻至650～700℃時卷取，卷取后的冷卻速率1～5℃/min，獲得氧化鐵皮FeO的含量低于10％，結(jié)構(gòu)均勻的冷軋態(tài)易酸洗鋼種。以上所述所有的酸洗鋼發(fā)明專利，都是利用目標鋼種熱軋過程中氧化鐵皮微觀結(jié)構(gòu)中FeO共析反應(yīng)曲線，通過控制卷取溫度來實現(xiàn)帶鋼表面FeO的含量，從而實現(xiàn)減少酸洗用酸量、提高酸洗效率和酸洗效果，并沒有介紹酸洗鋼表面粗糙度的控制方法。500MPa級酸洗鋼不僅要求帶鋼表面容易酸洗，更重要的是酸洗后帶鋼表面有較高的光潔度和較低的粗糙度。光潔度取決于酸洗質(zhì)量，較低的表面粗糙度取決于熱軋表面氧化鐵皮與基體界面的粗糙度。如果熱軋板基體與氧化鐵皮的界面粗糙度大，酸洗后表面粗糙度就大，在后工序冷軋、沖壓成型過程中，容易在帶鋼或者零件上產(chǎn)生壓痕或者麻點，造成不良產(chǎn)品。因此，如何在熱軋條件下，實現(xiàn)500MPa級高強鋼的性能與低表面粗糙度，是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)難點之一。

綜上所訴，現(xiàn)有的酸洗鋼的生產(chǎn)方法都僅僅是通過控制帶鋼表面氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)和厚度，使得氧化鐵皮中FeO的含量＞20％，但對酸洗鋼表面的粗糙度沒有涉及。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是要提供一種低表面粗糙度的500MPa酸洗鋼及其生產(chǎn)方法，其通過重新設(shè)計500MPa級酸洗鋼的成分體系，并制定與之相適應(yīng)的軋制工藝與規(guī)程，最終控制熱軋帶鋼氧化鐵皮的厚度，降低帶鋼基體與氧化鐵皮的界面粗糙度，從而降低酸洗后帶鋼表面粗糙度，提高酸洗表面質(zhì)量，增強產(chǎn)品競爭力。

為實現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設(shè)計的低表面粗糙度的500MPa酸洗鋼，其特征在于：低表面粗糙度的500MPa酸洗鋼的成份按重量百分比計wt％計為：C：0.09～0.11％，Si：≤0.02％，Mn：0.8～0.9％，S：≤0.008％，P：≤0.025％，Nb：0.015～0.020％，Ti：0.008～0.015％，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

一種上述低表面粗糙度的500MPa酸洗鋼的生產(chǎn)方法，它包括如下步驟：所述低表面粗糙度的500MPa酸洗鋼鋼坯依次進行加熱爐加熱處理，粗軋?zhí)幚恚執(zhí)幚恚砣√幚恚?/p>

所述加熱爐加熱處理過程分為預(yù)熱段、加熱段和均熱段，其中，預(yù)熱段空燃比保持在1.0～1.1，預(yù)熱時間為60～70min，加熱段空燃比保持在0.9～1.0，加熱時間為40～60min，均熱段溫度空燃比保持在1.0～1.1，均熱溫度控制在1200～1240℃，均熱時間為30～50min。

所述加熱爐加熱處理過程的總在爐時間為150min～180min，加熱爐內(nèi)保持正壓10～12Pa。

所述粗軋?zhí)幚磉^程中保證除鱗道次≥5，不使用保溫罩，粗軋出口溫度為1000～1040℃。

所述精軋?zhí)幚磉^程中采用潤滑工藝軋制，同時開啟F1精軋道次后除鱗，F(xiàn)2精軋道次機架間冷卻水，F(xiàn)5精軋道次、F6精軋道次和F7精軋道次的吹掃水，提升精軋軋制速度到6m/s～9m/s，F(xiàn)1精軋道次～F7精軋道次的壓下率分配依次為：30～40％、30～40％、30～35％、20～25％、15～20％、10～15％、5～10％；精軋?zhí)幚磉^程的終軋溫度850～870℃，在精軋?zhí)幚磉^程的層流冷卻過程中9組集管全部開啟，上下水比設(shè)定80/80，同時，采用邊部遮擋技術(shù)減少熱軋帶鋼在冷卻過程的邊部溫降。

所述卷取處理過程中卷取溫度為500～540℃，卷取完成后在一小時內(nèi)將鋼卷吊到庫中通風處，單層堆放。

本發(fā)明通過設(shè)計500MPa級酸洗鋼的合金成分，采用“低溫、快軋”的思路，制定相應(yīng)的軋制工藝與規(guī)程，最終使500MPa級熱軋酸洗鋼的性能滿足要求，同時，表面氧化鐵皮厚度控制≤10μm，熱軋帶鋼表面氧化鐵皮粗糙度Ra控制在0.5～1.4μm，酸洗后表面粗糙度Ra控制在0.6～1.2μm，提高了酸洗表面質(zhì)量，增強產(chǎn)品競爭力。

附圖說明

圖1：本發(fā)明的金相組織圖；

圖2：本發(fā)明中壓下率與粗糙度的關(guān)系圖；

圖3：普通熱軋表面氧化鐵皮與基體界面圖；

圖4：本專利熱軋表面氧化鐵皮與基體界面圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明：

一種低表面粗糙度的500MPa酸洗鋼，其成分采用“超低硅、低錳”的成分設(shè)計思路，低表面粗糙度的500MPa酸洗鋼的成份按重量百分比計wt％計為：C：0.09～0.11％，Si：≤0.02％，Mn：0.8～0.9％，S：≤0.008％，P：≤0.025％，Nb：0.015～0.020％，Ti：0.008～0.015％，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)，該500MPa酸洗鋼的表面粗糙度為0.6～1.2μm。圖1為低表面粗糙度的500MPa酸洗鋼的金相組織圖。

上述技術(shù)方案中，Si在高溫條件下先被氧化成SiO2，然后SiO2與氧化層中的FeO反應(yīng)形成鐵橄欖石相(Fe2SiO4)，易富集在氧化鐵皮與基體的結(jié)合面處，一旦在氧化鐵皮與基體之間形成連續(xù)的Fe2SiO4層，對氧化鐵皮起“釘扎”作用，在軋制過程中造成氧化鐵皮缺陷，惡化熱軋鋼板的表面質(zhì)量，增大氧化鐵皮與基體界面的粗糙度，所以，將Si含量限定在≤0.02％的范圍；

上述技術(shù)方案中，Mn在高溫條件下的氧化物與Fe的氧化物相似，有MnO、Mn₃O₄、Mn₂O₃等幾種氧化物，并且與Fe相應(yīng)的氧化物有很高的互溶度。當Mn含量偏高時，易生成(FeMn)₂SiO₄，容易在氧化鐵皮與基體的結(jié)合面處富集，造成氧化鐵皮與基體界面的粗糙，所以將Mn含量限定在0.8～0.9％。

一種上述低表面粗糙度的500MPa酸洗鋼的生產(chǎn)方法，它包括如下步驟：所述低表面粗糙度的500MPa酸洗鋼鋼坯依次進行加熱爐加熱處理，粗軋?zhí)幚恚執(zhí)幚恚砣√幚恚?/p>

所述加熱爐加熱處理過程分為預(yù)熱段、加熱段和均熱段，其中，預(yù)熱段空燃比保持在1.0～1.1，預(yù)熱時間為60～70min，加熱段空燃比保持在0.9～1.0，加熱時間為40～60min，均熱段溫度空燃比保持在1.0～1.1，均熱溫度控制在1200～1240℃，均熱時間為30～50min。該技術(shù)方案通過控制鋼坯在加熱爐中的加熱參數(shù)，減少帶鋼在加熱爐中的燒損。

上述技術(shù)方案中，所述加熱爐加熱處理過程的總在爐時間為150min～180min，加熱爐內(nèi)保持保持微正壓10～12Pa，防止吸入冷風。

本發(fā)明采用“低溫、快軋”的思路，大幅度降低了加熱爐的溫度，因此，安排軋制計劃時，此鋼種排在低溫鋼種后生產(chǎn)，低溫鋼種主要是指加熱溫度在1220±20℃，此類鋼種的合金成分較低。

上述技術(shù)方案中，所述粗軋?zhí)幚磉^程中保證除鱗道次≥5，不使用保溫罩，粗軋出口溫度為1000～1040℃。該設(shè)計的粗軋溫度較低，能夠使鋼坯進入精軋軋制過程中，帶鋼表面的氧化鐵皮厚度較薄。

上述技術(shù)方案中，所述精軋?zhí)幚磉^程中采用潤滑工藝軋制(此鋼種不作為坯軋材，安排在軋制單位的中間，采用潤滑工藝軋制，優(yōu)化熱軋油噴射時序與流量，充分發(fā)揮熱軋油的效果)，此鋼種不作為坯軋材，安排在軋制單位的中間，采用潤滑工藝軋制，優(yōu)化熱軋油噴射時序與流量，充分發(fā)揮熱軋油的效果，同時開啟F1精軋道次后除鱗，F(xiàn)2精軋道次機架間冷卻水，F(xiàn)5精軋道次、F6精軋道次和F7精軋道次的吹掃水，提升精軋軋制速度到6m/s～9m/s，F(xiàn)1精軋道次～F7精軋道次的壓下率分配依次為：30～40％、30～40％、30～35％、20～25％、15～20％、10～15％、5～10％；精軋?zhí)幚磉^程的終軋溫度850～870℃，圖2為壓下率與粗糙度的關(guān)系，在精軋?zhí)幚磉^程的層流冷卻過程中，用超快冷工藝，9組集管全部開啟，上下水比設(shè)定80/80，同時，采用邊部遮擋技術(shù)減少熱軋帶鋼在冷卻過程的邊部溫降。邊部溫降過大，會導致帶鋼邊部氧化鐵皮在軋制過程中產(chǎn)生破碎，在后續(xù)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生邊部紅色鐵皮，不利于酸洗。

上述技術(shù)方案中，所述卷取處理過程中卷取溫度為500～540℃，卷取完成后在一小時內(nèi)將鋼卷吊到庫中通風處，單層堆放。單層堆放，能加快鋼卷的冷卻，控制氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)與厚度。

上述技術(shù)方案中，熱軋帶鋼表面氧化鐵皮厚度控制≤10μm，表面氧化鐵皮粗糙度Ra控制在0.5～1.4μm，酸洗后表面粗糙度Ra控制在0.6～1.2μm。

本發(fā)明通過設(shè)計500MPa級酸洗鋼的合金成分，采用“低溫、快軋”的思路，制定相應(yīng)的軋制工藝與規(guī)程，最終使500MPa級熱軋酸洗鋼的性能滿足要求，同時，表面氧化鐵皮厚度控制≤10μm，熱軋帶鋼表面氧化鐵皮粗糙度Ra控制在0.5～1.4μm，酸洗后表面粗糙度Ra控制在0.6～1.2μm，提高了酸洗表面質(zhì)量，如圖3和圖4對比，增強產(chǎn)品競爭力。

實施例1：為了滿足500MPa級高強鋼的性能，實施例1采用“超低硅、低錳”思路重新設(shè)計合金成分，各元素化學成分質(zhì)量百分比wt％控制如下：C：0.09％，Si：≤0.02％，Mn：0.8％，S：≤0.008％，P：≤0.025％，Nb：0.020％，Ti：0.010％，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)，該500MPa酸洗鋼的表面粗糙度為0.6～1.2μm。

安排軋制計劃時，此鋼種排在低溫鋼產(chǎn)品后生產(chǎn)，在加熱過程的總在爐時間控制在150min。爐內(nèi)保持微正壓10Pa，防止吸入冷風，預(yù)熱段空燃比保持在1.0，預(yù)熱時間70min，加熱段空燃比保持在1.0，加熱時間50min，均熱段溫度空燃比保持在1.0，溫度控制在1220℃，均熱時間30min。

粗軋階段，保證5道次除鱗，不使用保溫罩，粗軋出口溫度為1020℃。

精軋階段，此鋼種不作為坯軋材，安排在軋制單位的中間，采用潤滑工藝軋制，優(yōu)化熱軋油噴射時序與流量，充分發(fā)揮熱軋油的效果，同時開啟F1后除鱗，F(xiàn)2機架間冷卻水，F(xiàn)5、F6、F7的吹掃水，提升精軋軋制速度到7m/s，各道次的壓下率分配依次為：38％、38％、32％、24％、18％、12％、8％；終軋溫度850℃，在層流冷卻過程采用超快冷工藝，9組集管全部開啟，上下水比設(shè)定80/80，同時，采用邊部遮擋技術(shù)減少熱軋帶鋼在冷卻過程的邊部溫降，卷取溫度500℃，在一小時內(nèi)將鋼卷吊到庫中通風處，單層堆放。

按照實施例1的方式，低表面粗糙度的500MPa級酸洗鋼組織、力學性能及表面粗糙度如表1所示：

表1組織、力學性能及表面氧化鐵皮改判率對比

如表1所示，可以看出采用實施例1生產(chǎn)的500MPa級酸洗鋼組織、力學性能滿足于標準的要求，熱軋帶鋼表面氧化鐵皮厚度控制≤8.6μm，且酸洗后表面粗糙度Ra為1.14μm，提高了酸洗表面質(zhì)量，增強產(chǎn)品競爭力。

實施例2：為了滿足500MPa級高強鋼的性能，實施例2采用“超低硅、低錳”思路重新設(shè)計合金成分，各元素化學成分質(zhì)量百分比wt％控制如下：C：0.11％，Si：≤0.02％，Mn：0.9％，S：≤0.008％，P：≤0.025％，Nb：0.020％，Ti：0.015％，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)，該500MPa酸洗鋼的表面粗糙度為0.6～1.2μm。

安排軋制計劃時，此鋼種排在低溫鋼種后生產(chǎn)，在加熱過程的總在爐時間控制在170min。爐內(nèi)保持微正壓10Pa，防止吸入冷風，預(yù)熱段空燃比保持在1.05，預(yù)熱時間70min，加熱段空燃比保持在1.0，加熱時間50min，均熱段溫度空燃比保持在1.1，溫度控制在1240℃，均熱時間50min。

粗軋階段，保證7道次除鱗，不使用保溫罩，粗軋出口溫度為1000℃。

精軋階段，此鋼種不作為坯軋材，安排在軋制單位的中間，采用潤滑工藝軋制，優(yōu)化熱軋油噴射時序與流量，充分發(fā)揮熱軋油的效果，同時開啟F1后除鱗，F(xiàn)2機架間冷卻水，F(xiàn)5、F6、F7的吹掃水，提升精軋軋制速度到8m/s，各道次的壓下率分配依次為：38％、38％、30％、21％、16％、11％、8％；終軋溫度860℃，在層流冷卻過程采用超快冷工藝，9組集管全部開啟，上下水比設(shè)定70/70，同時，采用邊部遮擋技術(shù)減少熱軋帶鋼在冷卻過程的邊部溫降，卷取溫度520℃，在一小時內(nèi)將鋼卷吊到庫中通風處，單層堆放。

按照實施例2的方式，低表面粗糙度的500MPa級酸洗鋼組織、力學性能及表面粗糙度如表2所示：

表2組織、力學性能及表面氧化鐵皮改判率對比

如表2所示，可以看出采用實施例2生產(chǎn)的500MPa級酸洗鋼組織、力學性能滿足于標準的要求，熱軋帶鋼表面氧化鐵皮厚度控制≤8.1μm，酸洗后表面粗糙度Ra為0.94μm，提高了酸洗表面質(zhì)量，增強產(chǎn)品競爭力。

實施例3：為了滿足500MPa級高強鋼的性能，實施例3采用“超低硅、低錳”思路重新設(shè)計合金成分，各元素化學成分質(zhì)量百分比wt％控制如下：C：0.10％，Si：≤0.02％，Mn：0.85％，S：≤0.008％，P：≤0.025％，Nb：0.018％，Ti：0.013％，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)，該500MPa酸洗鋼的表面粗糙度為0.6～1.2μm。

安排軋制計劃時，此鋼種排在低溫鋼種后生產(chǎn)，在加熱過程的總在爐時間控制在160min。爐內(nèi)保持微正壓12Pa，防止吸入冷風，預(yù)熱段空燃比保持在1.0，預(yù)熱時間70min，加熱段空燃比保持在1.0，加熱時間50min，均熱段溫度空燃比保持在1.0，溫度控制在1240℃，均熱時間50min。

粗軋階段，粗軋7道次除鱗，不使用保溫罩，粗軋出口溫度為1040℃。

精軋階段，此鋼種不作為坯軋材，安排在軋制單位的中間，采用潤滑工藝軋制，優(yōu)化熱軋油噴射時序與流量，充分發(fā)揮熱軋油的效果，同時開啟F1后除鱗，F(xiàn)2機架間冷卻水，F(xiàn)5、F6、F7的吹掃水，提升精軋軋制速度到8.4m/s，各道次的壓下率分配依次為：39％、36％、35％、24％、18％、13％、9％；終軋溫度860℃，在層流冷卻過程采用超快冷工藝，9組集管全部開啟，上下水比設(shè)定75/75，同時，采用邊部遮擋技術(shù)減少熱軋帶鋼在冷卻過程的邊部溫降，卷取溫度520℃，在一小時內(nèi)將鋼卷吊到庫中通風處，單層堆放。

按照實施例3的方式，低表面粗糙度的500MPa級酸洗鋼組織、力學性能及表面粗糙度如表3所示：

表3組織、力學性能及表面氧化鐵皮改判率對比

如表3所示，可以看出采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的500MPa級酸洗鋼組織、力學性能滿足于標準的要求，熱軋帶鋼表面氧化鐵皮厚度控制≤7.8μm，酸洗后表面粗糙度Ra為0.75μm，提高了酸洗表面質(zhì)量，增強產(chǎn)品競爭力。

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