一种耐候热轧H型钢生产方法技术

本发明专利技术公开了一种耐候热轧H型钢生产方法，属于金属材料生产领域。本发明专利技术包括以下步骤：S1、钢坯加热：坯料在加热炉内的均热温度为1220℃

【技术实现步骤摘要】
一种耐候热轧H型钢生产方法


[0001]本专利技术涉及金属材料生产
，更具体地说，涉及一种耐候热轧H型钢生产方法。

技术介绍

[0002]近些年，建筑、桥梁、铁路等领域越来越多地采用免涂装耐候热轧H型钢，从安全性、美观性和经济性角度考虑，对产品的表面质量要求越来越高。由于耐候钢添加Cr、Ni、Cu等元素，增强表面氧化层致密度和与基体结合力，以达到阻碍腐蚀深入基体的目的。这极大限制了常规热轧流程中的喷水除磷效果，坯料表面的炉生氧化铁皮遗留至万能轧制阶段，在往复轧制过程中被压入基体，导致形成凹坑、麻烦等缺陷，影响产品外观。此外，对于特殊用途产品，表面缺陷需要进行修磨、焊补，深度较大和面积较大的缺陷则需要切废，增加生产成本。据统计，近些年生产的耐候热轧H型钢，因氧化铁皮压入造成的表面质量一次不合格比例最高达到23％，占表面质量缺陷总数比例的75％。随着市场对产品表面质量要求越来越高，其判定标准进一步加严，如不改变现状，不合格比例将大幅提升，对高效生产带来了挑战。
[0003]经检索，中国专利申请号：2012105192282，专利技术创造名称为：一种H型钢热轧生产方法，该申请案公开了一种H型钢热轧生产方法，方法包括钢坯加热、高压水除磷、开坯轧制、可逆式万能轧机轧制等工序，其中，钢坯加热步骤中加热炉的均热温度为1250～1320℃，炉内坯料间隔为500～1500mm；开坯轧制过程中增加1～3个轻压下立轧道次；可逆式万能轧机轧制工序前和工序后增加压缩气体吹扫步骤，该申请案通过提高加热炉的均热温度，增加炉内坯料间隔，可增加炉生氧化铁皮中Fe2O3和Fe3O4厚度。由上述加热方法产生的炉生氧化铁皮呈疏松态，更易被高压水除磷装置去除；并增加立轧道次去除轧件腹板氧化铁皮，提高成品表面质量。但行业内仍需要更为多样化更为有效的生产方式，对于热轧H型钢的加工质量追求未曾停止。

技术实现思路

[0004]1.专利技术要解决的技术问题
[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中热轧H型钢容易因氧化铁皮压入造成表面缺陷的不足，拟提供一种耐候热轧H型钢生产方法，在不进行工艺大幅调整的条件下，显著减少轧件表面的氧化铁皮残留，进而降低耐候热轧H型钢因氧化铁皮压入造成缺陷的发生概率，提升产品表面质量一次合格率。
[0006]2.技术方案
[0007]为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：
[0008]本专利技术的一种耐候热轧H型钢生产方法，包括以下步骤：
[0009]S1、钢坯加热：坯料在加热炉内的均热温度为1220℃-1260℃，均热时间为120-160min；
[0010]S2、开坯预轧制：坯料出加热炉后进行不低于2道次的开坯预轧制，采用先立轧后平轧方式，道次压下量不低于10mm；终轧温度控制为1050℃～1150℃；
[0011]S3、喷水除磷；
[0012]S4、吹扫清洁后进入万能轧制。
[0013]研究表明，炉生氧化铁皮从内层往外层的组成分别是FeO、Fe3O4和Fe2O3。其中，最内层的FeO层组织致密，性质较粘，其与钢材基体结合力较强，是最难去除的氧化层；Fe3O4层组织相对疏松，割裂氧化层的表层和内层，阻止应力向内层集中，限制了除磷效果；Fe2O3层组织疏松，脆性较大。本专利技术实践发现，提高均热温度或延长均热时间，将促进O原子向基体扩散，导致FeO层增厚，增强了其与基体间的结合力，降低喷水除磷及轻压下破碎氧化层的效果。对于耐候热轧H型钢，由于Ni、Cu、Si元素含量较高，进一步增强了FeO层与基体间的结合力，以及Fe3O4层割裂作用。此时，若采用常规先喷水、再破碎的方法，无法有效去除FeO层，不仅在开坯轧制阶段就有大量氧化铁皮被压入，在万能轧制前无法吹扫干净，反而损害了产品表面质量。
[0014]本专利技术反其道而行，首先通过降低坯料在加热炉内的均热温度，缩短均热时间，以减小FeO层厚度，然后不经喷水除磷，直接进行开坯预轧制，并采用立轧-平轧相结合，重点剥离、破碎FeO层，然后再结合高压喷水除磷、万能轧制前吹扫清洁等以有效减少轧件表面氧化铁皮残留。
[0015]具体地，本专利技术中均热温度为1220℃-1260℃，均热时间为120-160min，在适当降低均热温度、缩短均热时间以减少FeO层厚度的基础上，同时保障满足耐候热轧H型钢生产的基本要求；且本专利技术发现当温度高于1260℃，均热时间高于160min时，FeO层厚度显著增大，其占整体氧化层厚度比例超过60％，且Fe与Si形成的化合物在Fe3O4层富集程度增加，进一步割裂了外层和内层，使得喷水除磷的作用力不能从外层传递至内侧，氧化层去除难度大幅提升。
[0016]更进一步地，S1中坯料在加热炉内的均热温度为1225℃-1250℃，均热时间为125-150min。
[0017]更进一步地，S1中坯料在加热炉内的均热温度为1230℃-1245℃，均热时间为130-140min。
[0018]如图1所示，本专利技术中H型钢生产采用的异型坯横截面分为腹板100和翼缘101两个区域，h为腹板100内高高度，H为异型坯整体高度，L为翼缘101宽度，t1为腹板100的厚度，t2为翼缘101厚度。氧化层的硬度大、塑性差，而刚才基体在高温阶段塑性好。坯料先经立轧预变形，由于孔型限制，变形集中在腹板100区域，腹板100内高高度h减小而厚度t1增大，此时沿腹板100内高方向分布的氧化层与基体，因变形程度不同，在界面两侧形成压力差，促进养护层剥离；氧化层在变形过程中承受压应力，因脆性大发生破碎。然后将坯料翻转至图1所示方位进行平轧预轧制，此时的变形集中在翼缘101区域，翼缘101宽度L减小而厚度t2增大，剥离破碎了在翼缘101两侧沿宽度方向分布的氧化层。经过如此的先立轧再平轧的至少2道次预变形，有效剥离破碎了与基体直接接触的FeO层，而Fe2O3和Fe3O4层因脆性更大，已全部破碎、疏松。此时，大部分氧化层已自行脱落，仅有少量FeO层残留，且厚度较薄，为改善后续喷水除磷效果提供良好基础。
[0019]进一步说明的是，本专利技术发现若不对钢坯进行至少2道次的预变形，则氧化层破碎
程度不足，不能充分破碎腹板100或翼缘101表面的氧化层；若压下量低于10mm，则氧化层与基体界面两侧的应力差不足，降低氧化层剥离破碎效果，导致残留的FeO层增多，甚至残留Fe3O4层，增大了后续除磷难度；若先进行平轧，则翼缘101外侧将突出呈小鼓形，坯料翻转立轧时，因与辊道接触面积小，且存在小鼓形，放置不稳，压下过程中会出现轧扭，进而引起后续轧制折叠或切肉，损害表现质量。本专利技术最终采用先立轧后平轧的至少2道次预轧制方式，控制道次压下量不低于10mm。
[0020]更进一步地，S2中坯料出加热炉后进行立轧-平轧共2道次预轧制，道次压下量分别为13-20mm、10-14mm。
[0021]更进一步地，S2中坯料出加热炉后进行立轧-平轧-平轧共3道次预轧制，道次压下量分别为14-18mm、12-14mm、10-12mm。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐候热轧H型钢生产方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、钢坯加热：坯料在加热炉内的均热温度为1220℃-1260℃，均热时间为120-160min；S2、开坯预轧制：坯料出加热炉后进行不低于2道次的开坯预轧制，采用先立轧后平轧方式，道次压下量不低于10mm；终轧温度控制为1050℃～1150℃；S3、喷水除磷；S4、吹扫清洁后进入万能轧制。2.根据权利要求1所述的一种耐候热轧H型钢生产方法，其特征在于：S1中坯料在加热炉内的均热温度为1225℃-1250℃，均热时间为125-150min。3.根据权利要求1所述的一种耐候热轧H型钢生产方法，其特征在于：S1中坯料在加热炉内的均热温度为1230℃-1245℃，均热时间为130-140min。4.根据权利要求1所述的一种耐候热轧H型钢生产方法，其特征在于：S2中坯料出加热炉后进行立轧-平轧共2道次预轧制，道次压下量分别为13-20mm、10-14mm。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏勐，陈辉，彦井成，邢军，汪杰，彭林，黄琦，丁朝晖，何军委，沈千成，吴保桥，吴湄庄，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：