基于氢气还原修补热轧钢板表面氧化铁皮裂纹的方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910377945.8 (22)申请日 2019.05.08 (71)申请人 沈阳大学 地址 110044 辽宁省沈阳市大东区望花南 街21号 (72)发明人 孙彬尤宏广郝明欣刘振宇 曹光明 (74)专利代理机构 沈阳技联专利代理有限公司 21205 代理人 赵越 (51)Int.Cl. C23C 2/02(2006.01) C23C 2/40(2006.01) C23C 2/06(2006.01) (54)发明名称 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 (。

2、57)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， 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。

3、轧钢板作为镀锌基板， 还可以改善镀锌板的表面质量。 权利要求书1页 说明书4页 附图12页 CN 110195202 A 2019.09.03 CN 110195202 A 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。

4、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。 2.根据权利要求1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， 其特征在于， 所述热轧钢板表面氧化铁皮的厚度为7-15 m。 3.根据权利要求1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， 其特征在于， 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。 4.根据权利要求1所述的一种基于氢气还原修补热轧钢板表面氧化铁皮。

5、裂纹的方法， 其特征在于， 所述热轧钢板为镀锌基板。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110195202 A 2 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 技术领域 0001 本发明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。 背景技术 0002 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。 0003 传统工艺条。

6、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。

7、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。 发明内容 本发明的目的。

8、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 发明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。 0004 本发明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。

9、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； 说明书 1/4 页 3 CN 110195202 A 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。 0005 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7-15 m。 0006 所述的一种基于氢气还原修补热轧钢板表面氧化铁皮裂。

10、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。 0007 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。 0008 本发明的优点与效果是： 本发明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。 0009 本发明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、。

11、 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 0010 图1为本发明实施例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为本发明实施例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；。

12、 图3为本发明实施例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为本发明实施例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为本发明实施例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为本发明实施例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为本发明实施例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为本发明实施例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为本发明实施例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为本发明实施例5中的热轧钢板表面氧化铁皮还原后的金相。

13、组织表面形貌照片； 图11为本发明实施例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为本发明实施例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 0011 下面结合实施例对本发明进行详细说明。 说明书 2/4 页 4 CN 110195202 A 4 0012 本发明实施例中采用的管式氢气炉的型号是SKGL-1200H。 0013 本发明实施例中采用的金相显微镜型号为BX53M。 0014 本发明实施例中采用的氢气和氮气为工业产品。 0015 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9。

14、00， 升温段炉内气氛为氮气。 0016 （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。 0017 （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。 0018 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。 0019 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/mi。

15、n的升温速率升高到目标 温度960， 升温段炉内气氛为氮气。 0020 （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。 0021 （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。 0022 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。 0023 实施例3 （1） 升温： 在加热炉中， 将带有氧。

16、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。 0024 （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。 0025 （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。 0026 图5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6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5所示的原位位置， 如图所示， 氧化铁皮表面裂纹被修补。 0027 实施例4 （1） 。

17、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900， 升温段炉内气氛为氮气。 0028 （2） 等温： 加热到目标温度后， 充入体积分数为10%氢气， 其余为氮气的混合气体。 等温还原时间为600s。 0029 （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 说明书 3/4 页 5 CN 110195202 A 5 气中自然冷却到室温。 0030 图7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8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。

18、图7所示的原位位置， 如图所示， 氧化铁皮表面裂纹被修补。 0031 实施例5 （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。 0032 （2） 等温： 加热到目标温度后， 充入体积分数为20%氢气， 其余为氮气的混合气体。 等温还原时间为120s。 0033 （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。 0034 图9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10为热轧钢板表面氧化铁皮经还原后的金。

19、相组织表面形貌， 该形貌 位置为图9所示的原位位置， 如图所示， 氧化铁皮表面裂纹被修补。 0035 实施例6 （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。 0036 （2） 等温： 加热到目标温度后， 充入体积分数为10%氢气， 其余为氮气的混合气体。 等温还原时间为240s。 0037 （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。 0038 图11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1。

20、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11所示的原位位置， 如图所示， 氧化铁皮表面裂纹被修补。 说明书 4/4 页 6 CN 110195202 A 6 图1 说明书附图 1/12 页 7 CN 110195202 A 7 图2 说明书附图 2/12 页 8 CN 110195202 A 8 图3 说明书附图 3/12 页 9 CN 110195202 A 9 图4 说明书附图 4/12 页 10 CN 110195202 A 10 图5 说明书附图 5/12 页 11 CN 110195202 A 11 图6 说明书附图 6/12 页 12 CN 110195202 A 12 图7 说明书附图 7/12 页 13 CN 110195202 A 13 图8 说明书附图 8/12 页 14 CN 110195202 A 14 图9 说明书附图 9/12 页 15 CN 110195202 A 15 图10 说明书附图 10/12 页 16 CN 110195202 A 16 图11 说明书附图 11/12 页 17 CN 110195202 A 17 图12 说明书附图 12/12 页 18 CN 110195202 A 18 。