一种基于氧化铁皮还原的热轧带钢免酸洗热镀锌方法，属于冶金技术领域，按以下步骤进行：（1）在加热炉中将热轧带钢升温至600~900℃还原退火，然后在体积浓度为10~100%的氢气气氛中保温还原；（2）将保温还原后的热轧带钢以5~20℃/s的速度降温至450~460℃；（3）置于锌液中进行热镀锌，时间为3~5s，在热轧带钢表面制成锌镀层。本发明专利技术的热轧带钢表面的氧化铁皮经过氢气还原除去，吨钢减少废酸排放20kg，消除了酸洗带来的环境问题，避免对于现有生产设备的改造；可以消除常规工艺中常有的露镀等热镀锌板缺陷，同时有效地利用原为废物的氧化铁皮。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，属于冶金
，按以下步骤进行：（1）在加热炉中将热轧带钢升温至600~900℃还原退火，然后在体积浓度为10~100%的氢气气氛中保温还原；（2）将保温还原后的热轧带钢以5~20℃/s的速度降温至450~460℃；（3）置于锌液中进行热镀锌，时间为3~5s，在热轧带钢表面制成锌镀层。本专利技术的热轧带钢表面的氧化铁皮经过氢气还原除去，吨钢减少废酸排放20kg，消除了酸洗带来的环境问题，避免对于现有生产设备的改造；可以消除常规工艺中常有的露镀等热镀锌板缺陷，同时有效地利用原为废物的氧化铁皮。【专利说明】
本专利技术属于冶金
，特别涉及。
技术介绍
由于钢板热成形过程中处于高温环境，不可避免地与空气中的氧接触发生氧化现象，在钢板表面产生一层氧化铁皮，这层氧化物的存在影响到下游的冷轧等工序。常规工艺中，热轧钢板表面的氧化铁皮都是经过酸洗除去，酸洗能够获得良好的钢板表面质量，但也带来了一系列的负面影响；酸洗工序和设备本身增加生产成本，同时酸洗时产生的酸雾腐蚀设备的同时还恶化工作环境，并且废酸的处理也伴随着大量的资金投入，且废酸的排放严重污染环境。人们注意到酸洗带来的负面因素，开始研究清洁方式除去热轧钢板表面的氧化铁皮；目前关于清洁处理氧化铁皮的报道多集中在无酸机械除鳞和利用还原性气氛CO、H2与氧化物反应除去钢板表面氧化铁皮。如中国申请号为200610086831.0《冷轧带钢无酸除鳞的工艺方法及生产装置》的专利申请给出了一种冷轧带钢无酸除鳞的工艺方法及生产装置，主要通过多辊带齿除鳞机将带钢表面氧化铁皮破碎，由钢刷机将遗留的鳞皮清除掉，然后经由除鳞箱中的高压水冲带含水量5%的湿砂来冲刷带钢，除鳞后用清水冲洗；这种方法清理后带钢表面粗糙度较高，同时由于机械除鳞设备也带来了一系列的成本增加。韩国浦项钢铁申请号为US 6258186B1 ((Method for manufacturing hot rolledgalvanized steel sheet at high speed, with pickling skipped〉〉的专利申请给出了一种热轧含Si碳钢的氢气还原热镀锌工艺方法，该专利技术主要通过在热轧冷却和卷取工序控制热轧氧化铁皮的结构，使氧化铁皮中FeO含量超过20%，然后在20%以上的氢气中将带钢表面的氧化铁皮还原为纯铁，然后进行热浸镀锌；该方法能够实现无酸洗除鳞、连续热镀锌；但是在热轧冷却、卷取段控制氧化铁皮结构需要较快的冷却速度和较低的卷取温度，这对于冷却和卷取段的设备能力有较高要求。
技术实现思路
针对现有热轧带钢热镀锌技术存在的上述问题，本专利技术提供，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加热还原，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。本专利技术的基于氧化铁皮还原的热轧带钢免酸洗热镀锌方法按以下步骤进行: 1、在加热炉中将热轧带钢以15~100°C/s的速度升温至60(T90(TC还原退火，然后热轧带钢进入还原炉中,在体积浓度为10-100%的氢气气氛中保温还原6(T300s ； 2、将保温还原后的热轧带钢以5~20°C/s的速度降温至45(T460°C ； 3、将降温后的热轧带钢`置于锌液中进行热镀锌，时间为:T5s，在热轧带钢表面制成锌镀层，制成热镀锌板。上述方法中，还原退火时加热炉的气氛为焦炉煤气气氛，燃烧空气过剩系数为0.8~0.97。上述的热镀锌板表面的锌镀层的重量为6(T600g/cm2。上述的锌液的温度为45(T460°C，锌液的成分按重量百分比含Al 0.2飞％，余量为Zn。上述的热轧带钢的厚度为f 4mm ;热轧带钢表面的氧化铁皮的厚度为5~10 μ m。 上述的热轧带钢表面的氧化铁皮的组织为先共析Fe3O4和共析组织Fe304/Fe，并含有体积分数为0~15%的残留FeO。上述选用的热轧带钢的成分按重量百分比含C 0.005~0.05%，Si 0.005、.011%，Mn 0.10^0.25%, P≤0.015%, S≤0.02%, N≤0.005%, Al 0.02~0.14%, Cu 0^0.01%, Cr0^0.04%, Ni 0^0.01%, Ca 0-θ.002%，Ti 0~0.002%，余量为 Fe。上述方法中，升温至60(T90(TC还原退火后，热轧带钢的氧化铁皮组织中的FeO重量含量为70~90%，其余为Fe304。上述方法中，保温还原后的热轧带钢的氧化铁皮组织中20-100%的氧化铁皮被还原为铁，被还原的铁覆盖在氧化铁皮表面。传统的热轧工艺中，热轧带钢经层流冷却后，在一个较高的温度(70(T40(TC)卷取，然后在空气中堆放冷却；热连轧过程中，带钢表面会产生一层氧化铁皮，该氧化层在高温时氧化产生，其生长过程遵循高温氧化的基本规律，高温时其组织主要有Fe203/Fe304/FeO三种氧化物相，呈层状结构分布；但是，在卷取后的空冷过程中，氧化铁皮中会发生一系列的相变，主要包括FeO中析出先共析Fe3O4和FeO向共析组织Fe304/Fe的共析转变；所以，热轧带钢表面的室温氧化铁皮结构通常由Fe3O4和共析组织Fe304/Fe组成；与FeO相t匕，Fe3O4更难于被还原，因此，用于氢气还原的热轧带钢表面氧化铁皮中最好含有相当量的FeO ;通常氧化铁皮的结构主要在冷却段控制，要获得相当量的残余FeO需要在层流冷却段将带钢冷却至较低的卷取温度(300~450°C )，通过快速冷却至低温阻止FeO中的相变，从而使室温组织中保留需要含量的FeO，而这种低温卷取会增加卷取机组的难度。本专利技术的方法与上述的冷却段控制氧化铁皮中FeO含量不同，利用氧化铁皮在升温过程中的相变，通过调整升温工艺，实现对还原时氧化铁皮组织中FeO含量的控制；低碳钢表面氧化铁皮的室温组织通常由共析组织Fe304/Fe和Fe3O4组成，其中共析组织在570°C以上温度是热力学不稳定相，将发生Fe304+Fe — FeO的逆向相变，温度进一步升高时，冷却过程中在FeO析出的先共析Fe3O4向FeO转变；因此，只要控制加热速率和温度就能够实现对还原时氧化铁皮结构的控制；加热速率最适宜在20~100°C /s，如果升温速率太低，将会降低生产效率；同时，加热速率又不易过快，氧化铁皮的相变需要一段时间才能完成，如果加热速率高于100°C /s，当试样加热至还原温度时，相变尚未完成，如果要达到所要求比例的FeO含量，就需要延长时间保温，如此会降低生产效率，同时增加还原加热段长度，还将造成能量的浪费。带钢加热至60(T90(TC后，在10%以上浓度的氢气气氛中进行还原反应，经过60-300S完成还原过程；还原温度不宜太低，如果还原温度过低，则还原反应速率较低，需要较长的时间才能完成还原过程，将导致生产效率的降低，同时增加还原炉的体积；而且低温还原纯铁为多孔铁，这种组织不利于后续镀锌的附着性；如果温度过高，又会造成能源的浪费，且不利于带钢的力学性能；h2体积浓度要在10%以上，如果浓度过低，还原反应驱动力不足，会造成还原速率低，增长还原时间；试验结果表明，经过还原后，带钢表面氧化铁皮部分被还原为纯铁，同时氧化铁皮与钢基体界本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于氧化铁皮还原的热轧带钢免酸洗热镀锌方法，其特征在于按以下步骤进行：（1）在加热炉中将热轧带钢以15~100℃/s的速度升温至600~900℃还原退火，然后热轧带钢进入还原炉中，在体积浓度为10~100%的氢气气氛中保温还原60~300s；（2）将保温还原后的热轧带钢以5~20℃/s的速度降温至450~460℃；（3）将降温后的热轧带钢置于锌液中进行热镀锌，时间为3~5s，在热轧带钢表面制成锌镀层，制成热镀锌板。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘振宇，许斌，何永全，曹光明，贾涛，刘小江，吝章国，张向军，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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