一种基于氢气还原修补热轧钢板表面氧化铁皮裂纹的方法技术

一种基于氢气还原修补热轧钢板表面氧化铁皮裂纹的方法，涉及一种修补钢板表面的方法，所述方法通过氢气还原的方法将热轧钢板表面氧化铁皮还原成铁，还原形成的铁修补氧化铁皮在热轧过程、冷却过程和平整过程中所产生的裂纹，改善钢板的表面粗糙度；本发明专利技术根据热轧钢板表面氧化铁皮的组织为外层的Fe3O4、内层为先共析的Fe3O4和共析组织，同时还有残留的FeO，将热轧钢板经过不同浓度的氢气和氮气混合气体还原后，新形成的还原铁可以修补由前面几道工序（热轧、冷却、平整等）产生的表面裂纹。不仅可以提高热轧钢板的表面质量，降低了钢板表面的粗糙程度，同时热轧钢板作为镀锌基板，还可以改善镀锌板的表面质量。

A Method of Repairing Iron Oxide Scale Cracks on Hot Rolled Steel Plate Surface Based on Hydrogen Reduction

【技术实现步骤摘要】
一种基于氢气还原修补热轧钢板表面氧化铁皮裂纹的方法
本专利技术涉及一种修补钢板表面裂纹方法，特别是涉及一种基于氢气还原修补热轧钢板表面氧化铁皮裂纹的方法。
技术介绍
热轧钢板由于生产温度高，并且处在空气条件下，在热轧的过程中不可避免要产生氧化铁皮。热轧钢板很多表面质量问题都是由氧化铁皮引起的。例如：麻点、麻面、氧化铁皮压入和红色氧化铁皮等。在热轧过程中钢板表面发生氧化铁皮破裂和鼓泡是引起表面缺陷的直接原因。传统工艺条件下，热轧钢板经过酸洗后表面氧化铁皮被洗掉。作为镀锌的基板，先经过还原退火后进入锌锅进行镀锌。酸洗作为传统热镀锌流程中的高污染环节，增本降效的同时带来一系列质量问题，亟需工艺技术创新和生产流程优化，降低能源和资源消耗、保护生态环境，实现绿色制造。目前关于清洁去除氧化铁皮的方法有很多，例如机械除鳞和利用还原性气氛除鳞。例如申请号为201110158729.8《热轧带钢连续还原除鳞方法及其装置》的专利申请提供了一种利用还原性气体将热轧带钢表面的氧化铁皮还原成金属铁，利用高速旋转的钢丝刷对带钢表面进行清刷，再经平整消除表面缺陷后冷却到室温的方法。经过这种方法处理后的带钢表面粗糙度高，影响后续镀锌板的表面质量。申请号为201310714802.4《一种基于氧化铁皮还原的热轧带钢免酸洗热镀锌方法》的专利申请提供了一种通过升温、气体还原氧化铁皮和镀锌的方法。该申请专利通过控制升温调整热轧带钢的氧化铁皮结构，将还原退火的热轧带钢在氢气气氛中还原，然后进行热镀锌，在减少环境污染的同时，优化还原镀锌的效果。虽然通过还原退火的方式能还原氧化铁皮，但还原并不完全，同时该专利重点专注的是氧化铁皮组织的转变和镀锌后的表面质量，但没有关注热轧带钢经还原后的表面裂纹和缺陷的情况对后续镀锌板表面质量的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于氢气还原修补热轧钢板表面氧化铁皮裂纹的方法，本专利技术将热轧钢板经过不同浓度的氢气和氮气混合气体还原后，新形成还原铁修补由前面几道工序（热轧、冷却、平整等）产生的表面裂纹；不仅提高热轧钢板的表面质量，降低了钢板表面的粗糙程度，同时热轧钢板可以作为镀锌基板，改善镀锌板的表面质量。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于氢气还原修补热轧钢板表面氧化铁皮裂纹的方法，所述方法通过氢气还原的方法将热轧钢板表面氧化铁皮还原成铁，还原形成的铁修补氧化铁皮在热轧过程、冷却过程和平整过程中所产生的裂纹，改善钢板的表面粗糙度；该方法包括以下过程：升温：在加热炉中，将带有氧化铁皮的热轧钢板以5-20℃/min的升温速率升高到目标温度900-1000℃，升温段炉内气氛为氮气；等温：加热到目标温度后，充入体积分数为10%-30%氢气，其余为氮气的混合气体；等温还原时间为30-600s；冷却：等温还原后，充入氮气，待炉内氢气排尽后，将热轧带钢从炉内取出在空气中自然冷却到室温。所述的一种基于氢气还原修补热轧钢板表面氧化铁皮裂纹的方法，所述热轧钢板表面氧化铁皮的厚度为7-15μm。所述的一种基于氢气还原修补热轧钢板表面氧化铁皮裂纹的方法，所述热轧钢板表面氧化铁皮的组织为外层的Fe3O4、内层为先共析的Fe3O4和共析组织，同时还有残留的FeO。所述的一种基于氢气还原修补热轧钢板表面氧化铁皮裂纹的方法，所述热轧钢板为镀锌基板。本专利技术的优点与效果是：本专利技术摒弃了传统工艺条件下的酸洗工艺，减少了酸洗成本和废酸的排放，具有节能环保的工艺特点。本专利技术根据热轧钢板表面氧化铁皮的组织为外层的Fe3O4、内层为先共析的Fe3O4和共析组织，同时还有残留的FeO，将热轧钢板经过不同浓度的氢气和氮气混合气体还原后，新形成的还原铁可以修补由前面几道工序（热轧、冷却、平整等）产生的表面裂纹。不仅可以提高热轧钢板的表面质量，降低了钢板表面的粗糙程度，同时热轧钢板作为镀锌基板，还可以改善镀锌板的表面质量；通过氢气还原的形式修补了热轧钢板表面氧化铁皮在热轧、冷却和平整等过程中产生的裂纹，不仅降低了热轧钢板表面缺陷的发生，而且直接提高了热轧钢板的表面质量。对于作为镀锌基板的热轧钢板来说，氧化铁皮的表面裂纹修复后钢板表面质量提高，从而减少镀锌板表面缺陷的产生。附图说明图1为本专利技术实施例1中的热轧钢板表面氧化铁皮未还原前的金相组织表面形貌照片；图2为本专利技术实施例1中的热轧钢板表面氧化铁皮还原后的金相组织表面形貌照片；图3为本专利技术实施例2中的热轧钢板表面氧化铁皮未还原前的金相组织表面形貌照片；图4为本专利技术实施例2中的热轧钢板表面氧化铁皮还原后的金相组织表面形貌照片；图5为本专利技术实施例3中的热轧钢板表面氧化铁皮未还原前的金相组织表面形貌照片；图6为本专利技术实施例3中的热轧钢板表面氧化铁皮还原后的金相组织表面形貌照片；图7为本专利技术实施例4中的热轧钢板表面氧化铁皮未还原前的金相组织表面形貌照片；图8为本专利技术实施例4中的热轧钢板表面氧化铁皮还原后的金相组织表面形貌照片；图9为本专利技术实施例5中的热轧钢板表面氧化铁皮未还原前的金相组织表面形貌照片；图10为本专利技术实施例5中的热轧钢板表面氧化铁皮还原后的金相组织表面形貌照片；图11为本专利技术实施例6中的热轧钢板表面氧化铁皮未还原前的金相组织表面形貌照片；图12为本专利技术实施例6中的热轧钢板表面氧化铁皮还原后的金相组织表面形貌照片。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术实施例中采用的管式氢气炉的型号是SKGL-1200H。本专利技术实施例中采用的金相显微镜型号为BX53M。本专利技术实施例中采用的氢气和氮气为工业产品。实施例1（1）升温：在加热炉中，将带有氧化铁皮的热轧钢板以5℃/min的升温速率升高到目标温度900℃，升温段炉内气氛为氮气。（2）等温：加热到目标温度后，充入体积分数为30%氢气，其余为氮气的混合气体。等温还原时间为120s。（3）冷却：等温还原后，充入氮气，待炉内氢气排尽后，将热轧带钢从炉内取出在空气中自然冷却到室温。图1为热轧钢板表面氧化铁皮未还原前的金相组织表面形貌，如图所示，氧化铁皮表面有大量的裂纹。图2为热轧钢板表面氧化铁皮经还原后的金相组织表面形貌，该形貌位置为图1所示的原位位置，如图所示，氧化铁皮表面裂纹被修补。实施例2（1）升温：在加热炉中，将带有氧化铁皮的热轧钢板以10℃/min的升温速率升高到目标温度960℃，升温段炉内气氛为氮气。（2）等温：加热到目标温度后，充入体积分数为30%氢气，其余为氮气的混合气体。等温还原时间为60s。（3）冷却：等温还原后，充入氮气，待炉内氢气排尽后，将热轧带钢从炉内取出在空气中自然冷却到室温。图3为热轧钢板表面氧化铁皮未还原前的金相组织表面形貌，如图所示，氧化铁皮表面有大量的裂纹。图4为热轧钢板表面氧化铁皮经还原后的金相组织表面形貌，该形貌位置为图3所示的原位位置，如图所示，氧化铁皮表面裂纹被修补。实施例3（1）升温：在加热炉中，将带有氧化铁皮的热轧钢板以20℃/min的升温速率升高到目标温度1000℃，升温段炉内气氛为氮气。（2）等温：加热到目标温度后，充入体积分数为30%氢气，其余为氮气的混合气体。等温还原时间为30s。（3）冷却：等温还原后，充入氮气，待炉内氢气排尽后，将热轧带钢从炉内取出在空气中自然冷却到室温。图5为热轧钢板表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于氢气还原修补热轧钢板表面氧化铁皮裂纹的方法，其特征在于，所述方法通过氢气还原的方法将热轧钢板表面氧化铁皮还原成铁，还原形成的铁修补氧化铁皮在热轧过程、冷却过程和平整过程中所产生的裂纹，改善钢板的表面粗糙度；该方法包括以下过程：升温：在加热炉中，将带有氧化铁皮的热轧钢板以5‑20℃/min的升温速率升高到目标温度900‑1000℃，升温段炉内气氛为氮气；等温：加热到目标温度后，充入体积分数为10%‑30%氢气，其余为氮气的混合气体；等温还原时间为30‑600s；冷却：等温还原后，充入氮气，待炉内氢气排尽后，将热轧带钢从炉内取出在空气中自然冷却到室温。

【技术特征摘要】
1.一种基于氢气还原修补热轧钢板表面氧化铁皮裂纹的方法，其特征在于，所述方法通过氢气还原的方法将热轧钢板表面氧化铁皮还原成铁，还原形成的铁修补氧化铁皮在热轧过程、冷却过程和平整过程中所产生的裂纹，改善钢板的表面粗糙度；该方法包括以下过程：升温：在加热炉中，将带有氧化铁皮的热轧钢板以5-20℃/min的升温速率升高到目标温度900-1000℃，升温段炉内气氛为氮气；等温：加热到目标温度后，充入体积分数为10%-30%氢气，其余为氮气的混合气体；等温还原时间为30-600s；冷却：等温还原后，充入氮气，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙彬，尤宏广，郝明欣，刘振宇，曹光明，
申请(专利权)人：沈阳大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21