本發明屬于含硅鋼技術領域。具體涉及一種提高含硅鋼表面質量的方法。

技術背景

含硅鋼在加熱爐中加熱時，Si與O、Fe反應，在FeO與鋼基體之間生成一層硅酸亞鐵（Fe₂SiO₄）。溫度高于1177℃（FeO/Fe₂SiO₄共晶點）時，Fe₂SiO₄熔化滲透到FeO晶界，出爐后凝固釘扎FeO，使其在高壓水除鱗時很難完全除盡，并在后續被氧化變成Fe₂O₃，最終在鋼板表面會形成紅色氧化鐵皮缺陷。加熱過程中形成的Fe₂SiO₄降低了除鱗能力并最終造成紅色氧化鐵皮的缺陷已被人們所認知，但加熱工藝如何影響含硅鋼Fe₂SiO₄含量及形貌仍然不清楚。

目前，為了提高鋼材表面質量，采取的途徑主要是增加水噴射壓力，改裝除磷裝置等。“‘水爆’除熱軋鋼坯表面氧化鐵皮工藝”（CN85108549）專利技術，以水作為介質，水的可調節溫度為50~100℃，熱軋鋼坯的溫度為600~1000℃。由于熱軋鋼坯及其表面氧化鐵皮在高溫狀態下，遇水急冷會產生較強的冷縮應力，進而發生爆裂，并隨之沖掉氧化鐵皮。由于這種工藝所述的熱軋鋼坯“水爆”的即時溫度為650~1100℃，對溫度范圍有一定的限制，適用性因此降低。而且，該工藝僅僅通過較高溫度的水與高溫板坯接觸，沒有水壓要求，無法達到完全去除表面氧化鐵皮的目的，從而影響最終產品表面質量。“通過低水壓水噴射進行金屬帶二次除鱗的方法及設備”（CN200880109627）專利技術，公開了一種通過低水壓水噴射進行除磷的方法及設備，采用約0.3~3MPa的水壓及專用噴嘴進行除磷。這種方法一般是對高壓水除磷系統進行優化改造，需要鋪設專用的管路聯結水源、除磷箱，甚至需要加大水壓，耗水多，投資大，且不易維護。

技術實現要素：

本發明旨在開發現有技術缺陷，目的是提供一種工藝簡單、適用于工業生產、能有效減少紅色氧化鐵皮的提高含硅鋼表面質量的方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：將含硅鋼以23~25℃/min的升溫速率升溫至500~800℃，再以3~6℃/min的升溫速率升溫至1180~1260℃，保溫20~40min，然后空冷至室溫。所述含硅鋼的化學成分及其含量是：C為0.070~0.084wt%，Si為1.20~1.60wt%，Mn為1.10~1.94wt%，Cr為0.010~0.020wt%，P≤0.016wt%，S≤0.005wt%，Ni≤0.008wt%，其余為Fe及不可避免的雜質。

由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有如下積極效果：

現有分段式加熱工藝生產的含硅鋼的鋼坯在高溫區間停留時間較長，Fe₂SiO₄的生成量增多，當溫度高于Fe₂SiO₄的熔點溫度（1173℃）時，液態的Fe₂SiO₄會被擠壓從而向內層氧化鐵皮晶界處滲透，產生明顯的網格狀形貌。相對現有分段式加熱工藝而言，本發明通過調整分段加熱的升溫速率和終點溫度來減少高溫區間氧化時間，能顯著減少Fe₂SiO₄的含量，網格狀形貌隨著Fe₂SiO₄含量的減少而減少，即網格狀形貌愈發不明顯。

本發明通過調整分段加熱的升溫速率和終點溫度，在“一次氧化鐵皮”形成的加熱階段即可有效地減少網格狀Fe₂SiO₄的含量，從源頭上減少了紅色氧化鐵皮的產生，在相同除磷能力下更加容易達到完全除磷效果。其次，本發明能在工業現場的含硅鋼板坯分段式加熱制度的基礎上，通過適度調控升溫速率和終點溫度，在保證現場的生產節奏不變的情況下，能顯著提高含硅鋼的表面質量。此外，本發明對加熱溫度及升溫速率的范圍限制性較小，適用性較高，易于在現場操作控制，簡單可行，可廣泛地應用于產品表面質量要求較高的鋼種。

本發明無需鋪設專用的管路聯結水源、除磷箱，不需要加大水壓，從而節約高壓水資源，減小成本投入。此外，本發明還可優化后續除磷設備的配置，利用最少的除磷設施即可達到最佳的除磷效果。

因此，本發明具有工藝簡單、適用于工業生產、能有效減少紅色氧化鐵皮的特點，有效地提高了含硅鋼表面質量。

附圖說明

圖1為本發明的一種提高含硅鋼表面質量的方法所得產品的氧化鐵皮截面背散射電子圖像；

圖2為本發明的另一種提高含硅鋼表面質量的方法所得產品的氧化鐵皮截面背散射電子圖像；

圖3為現有分段式加熱工藝生產的與圖1所示同牌號含硅鋼的氧化鐵皮截面背散射電子圖像；

圖4為現有分段式加熱工藝生產的與圖2所示同牌號含硅鋼的氧化鐵皮截面背散射電子圖像。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步描述，并非對本發明保護范圍的限制。

實施例1

一種提高含硅鋼表面質量的方法。將含硅鋼以23~24℃/min的升溫速率升溫至500~700℃，再以3~5℃/min的升溫速率升溫至1180~1230℃，保溫30~40min，然后空冷至室溫。

所述含硅鋼的化學成分及其含量是：C為0.070~0.081wt%，Si為1.20~1.42wt%，Mn為1.10~1.53wt%，Cr為0.010~0.015wt%，P≤0.011wt%，S≤0.003wt%，Ni≤0.007wt%，其余為Fe及不可避免的雜質。

圖1為本實施例的一種提高含硅鋼表面質量的方法所得產品的氧化鐵皮截面背散射電子圖像；圖3為現有分段式加熱工藝生產的與圖1所示同牌號含硅鋼的氧化鐵皮截面背散射電子圖像。

從圖1得知：本實施例所得產品的內層氧化鐵皮與鐵基體之間的Fe₂SiO₄單位寬度的面積約為19.33μm²/μm，Fe₂SiO₄的滲透深度為50~190μm；從圖3得知：現有分段式加熱工藝所得產品的內層氧化鐵皮與鐵基體之間的Fe₂SiO₄單位寬度的面積約為33.50μm²/μm，Fe₂SiO₄的滲透深度為145~290μm。顯而易見，本實施例所得產品的內層氧化鐵皮的單位寬度的面積及滲透深度都有所減小，網格狀形貌明顯降低。

實施例2

一種提高含硅鋼表面質量的方法。將含硅鋼以24~25℃/min的升溫速率升溫至600~800℃，再以4~6℃/min的升溫速率升溫至1220~1260℃，保溫20~30min，然后空冷至室溫。

所述含硅鋼的化學成分及其含量是：C為0.075~0.084wt%，Si為1.40~1.60wt%，Mn為1.42~1.94wt%，Cr為0.014~0.020wt%，P≤0.016wt%，S≤0.005wt%，Ni≤0.008wt%，其余為Fe及不可避免的雜質。

圖2為本實施例的一種提高含硅鋼表面質量的方法所得產品的氧化鐵皮截面背散射電子圖像；圖4為現有分段式加熱工藝生產的與圖2所示同牌號含硅鋼的氧化鐵皮截面背散射電子圖像。

從圖2得知：本實施例所得產品的內層氧化鐵皮與鐵基體之間的Fe₂SiO₄單位寬度的面積約為19.33μm²/μm，Fe₂SiO₄的滲透深度為50~190μm；從圖4得知：現有分段式加熱工藝所得產品的內層氧化鐵皮與鐵基體之間的Fe₂SiO₄單位寬度的面積約為37.62μm²/μm，Fe₂SiO₄的滲透深度為180~300μm。顯而易見，本實施例所得產品的內層氧化鐵皮的單位寬度的面積及滲透深度都有所減小，網格狀形貌明顯降低。

本具體實施方式與現有技術相比具有如下積極效果：

現有分段式加熱工藝生產的含硅鋼的鋼坯在高溫區間停留時間較長，Fe₂SiO₄的生成量增多，當溫度高于Fe₂SiO₄的熔點溫度（1173℃）時，液態的Fe₂SiO₄會被擠壓從而向內層氧化鐵皮晶界出滲透，產生明顯的網格狀形貌。相對現有分段式加熱工藝而言，本具體實施方式通過調整分段加熱的升溫速率和終點溫度來減少高溫區間氧化時間，能顯著減少Fe₂SiO₄的含量，網格狀形貌隨著Fe₂SiO₄含量的減少而減少，即網格狀形貌愈發不明顯。

本具體實施方式通過調整分段加熱的升溫速率和終點溫度，在“一次氧化鐵皮”形成的加熱階段即可有效地減少網格狀Fe₂SiO₄的含量，從源頭上減少了紅色氧化鐵皮的產生，在相同除磷能力下更加容易達到完全除磷效果。其次，本具體實施方式能在工業現場的含硅鋼板坯分段式加熱制度的基礎上，通過適度調控升溫速率和終點溫度，在保證現場的生產節奏不變的情況下，能顯著提高含硅鋼的表面質量。此外，本具體實施方式對加熱溫度及升溫速率的范圍限制性較小，適用性較高，易于在現場操作控制，簡單可行，可廣泛地應用于產品表面質量要求較高的鋼種。

本具體實施方式無需鋪設專用的管路聯結水源、除磷箱，不需要加大水壓，從而節約高壓水資源，減小成本投入。此外，本具體實施方式還可優化后續除磷設備的配置，利用最少的除磷設施即可達到最佳的除磷效果。

因此，本具體實施方式具有工藝簡單、適用于工業生產、能有效減少紅色氧化鐵皮的特點，有效地提高了含硅鋼表面質量。