一种气刀挡板用钢及其制备方法与流程

1.本发明涉及金属冶炼技术领域，尤其涉及一种气刀挡板用钢及其制备方法。


背景技术：

2.气刀是热镀锌产线的关键设备，气刀挡板是气刀上的重要部件之一。在热镀锌生产过程中，由于带钢宽度小于气刀刀唇宽度，在生产过程中会在带钢边部以外形成气流对冲，导致刮锌能力下降，产生带钢边部镀层增厚。气刀挡板可以延长带钢宽度，对气刀边部气流起到引流作用，使气刀边部的气流能够均匀稳定的喷向带钢边缘。
3.气刀挡板处于锌锅上方，生产过程中长期处于400～460℃的高温环境中，目前气刀挡板用钢采用的是s304不锈钢，由于高温环境的影响，气刀挡板边部容易发生弯曲变形，不能起到引流作用。进一步的，气刀挡板变形后极易粘连锌渣，对带钢边部造成锌疤、边厚、光整色差等质量缺陷。为了避免气刀挡板变形造成质量缺陷的问题发生，一方面可以选择每月定期更换2～3次气刀挡板，但频繁地更换气刀挡板会造成大量的资源浪费，增加了镀锌的生产成本。另一方面，由于常用的耐高温钢的工作温度在500℃～800℃，因此能够在高温氧化气氛和燃气条件下长时间工作，但耐高温钢的生产成本远远大于s304不锈钢的生产成本，若将耐高温钢用作气刀挡板，将大大增加镀锌的生产成本。因此，研发一种适合气刀挡板用的既可以延长气刀挡板的使用寿命，减少气刀挡板的更换频次，又不会增加镀锌的生产成本的钢的生产方法，具有十分重要的意义。


技术实现要素：

4.基于现有技术中存在的以上问题，本发明提供一种气刀挡板用钢及其制备方法，本发明的制备方法既可以延长气刀挡板的使用寿命，减少气刀挡板的更换频次，又不会增加镀锌的生产成本，克服了现有技术的缺陷。
5.为达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
6.第一方面，本发明实施例提供了一种气刀挡板用钢的制备方法，包括如下步骤：将钢水先经过板坯连铸制成板坯，将所述板坯加热、除鳞后进行轧制得带钢，将所述带钢进行冷却处理和酸洗处理后得所述气刀挡板用钢，所述钢水包括以下质量百分比的成分：c：0.63％～0.7％，si：0.18％～0.3％，mn：0.95％～1.2％，p≤0.05％，s≤0.005％，n≤0.005％，als：0.01％～0.06％，cr≤0.05％，ni≤0.03％，cu≤0.02％，余量为fe及不可避免的杂质。
7.本发明提供的气刀挡板用钢的制备方法通过对碳、硅和锰的强化以及对钢水中其他成分及其含量范围进行控制，可以得到在400～460℃的高温环境下能够长期使用的气刀挡板用钢。通过以上各成分及其含量结合该制备方法各工序的相互衔接和配合，既可以大大提高气刀挡板用钢在400～460℃的高温环境中的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和布氏硬度值，又可以保证气刀挡板用钢良好的表面质量，延长气刀挡板的使用寿命，减少气刀挡板的更换频次。并且该气刀挡板用钢的制备方法在保证气刀挡板用钢在400～460℃的高
温环境中可以长期使用的前提下，还不会增加镀锌的生产成本，克服了现有技术的缺陷。
8.优选地，板坯连铸中的铸坯拉速为1.00m/min～1.15m/min。通过控制铸坯拉速可以保证铸坯的质量和生产稳定性。
9.优选地，将板坯加热至1200～1260℃，加热时间为120～170min。通过控制板坯加热的温度和时间可以保证后续板坯轧制的温度。
10.优选地，除磷使用高压水进行除鳞，高压水的水压为180～200mpa。
11.优选地，轧制为将板坯先进行粗轧处理再进行精轧处理。
12.优选地，粗轧处理结束后板坯的横截面积变形量为80％～85％，粗轧处理的出口温度为1060～1100℃；精轧处理结束后板坯的横截面积变形量为90％～95％，精轧处理的出口温度为860～900℃。
13.通过控制粗轧和精轧处理结束后板坯的横截面积变形量和出口温度可以提高气刀挡板用钢在400～460℃的高温环境中的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和布氏硬度值。
14.优选地，冷却处理为将带钢以40～100℃/min的冷却速度冷却至700～740℃后进行卷取得钢卷，将钢卷以7～30℃/h的冷却速度冷却至室温。
15.通过控制冷却方式和冷却温度，可以降低冷却速度，避免因冷却速度太快导致钢卷产生裂纹。在实际生产中，可将带钢采用分散冷却至700～740℃后进行卷取得钢卷，可将钢卷置于缓冷坑中进行缓慢冷却。
16.优选地，酸洗处理包括盐酸酸洗、水漂洗和烘干，盐酸的浓度为185～210g/l，盐酸酸洗的温度为75～85℃，水漂洗的漂洗水的ph≥4，水漂洗的温度为50～70℃，烘干的温度为100～110℃。
17.通过控制酸洗的盐酸的浓度、盐酸酸洗的温度和漂洗、烘干的温度，可以保证钢表面的氧化铁皮被充分去除，满足气刀挡板的使用要求。
18.通过光整工序可以提高带钢表面的粗糙度，改善带钢表面质量，还可以消除加工硬化和改善版型。
19.第二方面，本发明实施例还提供一种用上述气刀挡板用钢的制备方法制备得到的气刀挡板用钢。
20.本发明提供的一种气刀挡板用钢及其制备方法，通过对碳、硅和锰进行强化结合该制备方法各工序的相互衔接和配合，既可以大大提高气刀挡板用钢在400～460℃的高温环境中的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和布氏硬度值，又可以保证气刀挡板用钢良好的表面质量，延长气刀挡板的使用寿命，减少气刀挡板的更换频次。并且该气刀挡板用钢的制备方法在保证气刀挡板用钢在400～460℃的高温环境中可以长期使用的前提下，还不会增加镀锌的生产成本。通过本发明的制备方法可以制备得到钢卷厚度为2.0～2.5mm，屈服强度≥430mpa，抗拉强度≥840mpa，断后延伸率≥10％，布氏硬度值≥240hbw的气刀挡板用钢，该气刀挡板用钢表面质量良好，性能稳定，在400～460℃的高温环境下能够连续使用2～3个月且不发生弯曲变形。
具体实施方式
21.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于
限定本发明。
22.实施例1
23.本实施例提供一种气刀挡板用钢的制备方法，包括如下步骤：
24.将钢水经过板坯连铸制成板坯，板坯连铸中的铸坯拉速为1.00m/min。
25.板坯冷却检验合格后送入加热炉加热，加热温度为1260℃，加热时间为120min；板坯出加热炉后进行高压水除磷，高压水的水压为200mpa；板坯除磷后先进行粗轧处理，粗轧处理结束后板坯的横截面积变形量为80％，粗轧处理的出口带钢温度为1100℃；粗轧处理结束后再进行精轧处理得带钢，精轧处理结束后板坯的横截面积变形量为90％，精轧处理出口带钢温度为900℃，精轧处理后得带钢。
26.将带钢采用分散冷却(冷却速度为100℃/min)至700℃后进行卷取得钢卷，将钢卷采用缓冷坑缓冷至室温(冷却速度为30℃/h)；冷却处理结束后将钢卷置于盐酸酸洗槽中进行盐酸酸洗，盐酸酸洗槽中盐酸溶液的浓度为210g/l，酸洗温度为75℃；酸洗结束后进行水漂洗，漂洗水ph值为4，漂洗温度为70℃；漂洗结束后进行烘干，烘干温度为100℃，得气刀挡板用钢。
27.实施例2
28.本实施例提供一种气刀挡板用钢的制备方法，包括如下步骤：
29.将钢水经过板坯连铸制成板坯，板坯连铸中的铸坯拉速为1.15m/min。
30.板坯冷却检验合格后送入加热炉加热，加热温度为1200℃，加热时间为170min，板坯出加热炉后进行高压水除磷，高压水的水压为180mpa；板坯除磷后先进行粗轧处理，粗轧处理结束后板坯的横截面积变形量为85％，粗轧处理的出口带钢温度为1060℃；粗轧处理结束后再进行精轧处理得带钢，精轧处理结束后板坯的横截面积变形量为95％，精轧处理出口带钢温度为860℃，精轧处理后得带钢。
31.将带钢采用分散冷却(冷却速度为40℃/min)至740℃后进行卷取得钢卷，将钢卷采用缓冷坑缓冷至室温(冷却速度为7℃/h)；冷却处理结束后将钢卷置于盐酸酸洗槽中进行盐酸酸洗，盐酸酸洗槽中盐酸溶液的浓度为185g/l，酸洗温度为85℃；酸洗结束后进行水漂洗，漂洗水ph值为3，漂洗温度为50℃；漂洗结束后进行烘干，烘干温度为110℃，得气刀挡板用钢。
32.实施例3
33.本实施例提供一种气刀挡板用钢的制备方法，包括如下步骤：
34.将钢水经过板坯连铸制成板坯，板坯连铸中的铸坯拉速为1.1m/min。
35.板坯冷却检验合格后送入加热炉加热，加热温度为1240℃，加热时间为150min；板坯出加热炉后进行高压水除磷，高压水的水压为190mpa；板坯除磷后先进行粗轧处理，粗轧处理结束后板坯的横截面积变形量为82％，粗轧处理的出口带钢温度为1080℃；粗轧处理结束后再进行精轧处理得带钢，精轧处理结束后板坯的横截面积变形量为92％，精轧处理出口带钢温度为880℃，精轧处理后得带钢。
36.将带钢采用分散冷却(冷却速度为70℃/min)至720℃后进行卷取得钢卷，将钢卷采用缓冷坑缓冷至室温(冷却速度为15℃/h)；冷却处理结束后将钢卷置于盐酸酸洗槽中进行盐酸酸洗，盐酸酸洗槽中盐酸溶液的浓度为200g/l，酸洗温度为80℃；酸洗结束后进行水漂洗，漂洗水ph值为4，漂洗温度为60℃；漂洗结束后进行烘干，烘干温度为105℃，得气刀挡
板用钢。
37.实施例4
38.本实施例提供一种气刀挡板用钢的制备方法，包括如下步骤：
39.将钢水经过板坯连铸制成板坯，板坯连铸中的铸坯拉速为1.05m/min。
40.板坯冷却检验合格后送入加热炉加热，加热温度为1230℃，加热时间为140min；板坯出加热炉后进行高压水除磷，高压水的水压为185mpa；板坯除磷后先进行粗轧处理，粗轧处理结束后板坯的横截面积变形量为83％，粗轧处理的出口带钢温度为1070℃；粗轧处理结束后再进行精轧处理得带钢，精轧处理结束后板坯的横截面积变形量为94％，精轧处理出口带钢温度为890℃，精轧处理后得带钢。
41.将带钢采用分散冷却(冷却速度为80℃/min)至710℃后进行卷取得钢卷，将钢卷采用缓冷坑缓冷至室温(冷却速度为25℃/h)；冷却处理结束后将钢卷置于盐酸酸洗槽中进行盐酸酸洗，盐酸酸洗槽中盐酸溶液的浓度为190g/l，酸洗温度为79℃；酸洗结束后进行水漂洗，漂洗水ph值为3，漂洗温度为65℃；漂洗结束后进行烘干，烘干温度为107℃，得气刀挡板用钢。
42.实施例5
43.本实施例提供一种气刀挡板用钢的制备方法，包括如下步骤：
44.将钢水经过板坯连铸制成板坯，板坯连铸中的铸坯拉速为1.15m/min。
45.板坯冷却检验合格后送入加热炉加热，加热温度为1200℃，加热时间为160min；板坯出加热炉后进行高压水除磷，高压水的水压为200mpa；板坯除磷后先进行粗轧处理，粗轧处理结束后板坯的横截面积变形量为84％，粗轧处理的出口带钢温度为1060℃；粗轧处理结束后再进行精轧处理得带钢，精轧处理结束后板坯的横截面积变形量为91％，精轧处理出口带钢温度为900℃，精轧处理后得带钢。
46.将带钢采用分散冷却(冷却速度为90℃/min)至710℃后进行卷取得钢卷，将钢卷采用缓冷坑缓冷至室温(冷却速度为15℃/h)；冷却处理结束后将钢卷置于盐酸酸洗槽中进行盐酸酸洗，盐酸酸洗槽中盐酸溶液的浓度为185g/l，酸洗温度为81℃；酸洗结束后进行水漂洗，漂洗水ph值为3，漂洗温度为70℃；漂洗结束后进行烘干，烘干温度为104℃，得气刀挡板用钢。
47.以上五个实施例的钢水中各成分质量百分比如表1所示：
48.表1
[0049][0050]
试验例1
[0051]
将实施例1-5制备得到的气刀挡板用钢按照gb/t228.1-2010金属材料拉伸试验和gb/t231.1-2018金属材料布氏硬度试验的方法在室温的条件下进行性能测试，测试结果如
表2所示：
[0052]
表2
[0053][0054]
试验例2
[0055]
将实施例1-5制备得到的气刀挡板用钢制作成气刀挡板，放入热镀锌产线上使用，测试其在400～460℃的高温环境下连续使用且不发生弯曲变形的使用的时间，测试结果如表3所示：
[0056][0057]
由以上数据可知：通过本发明的制备方法可以制备得到钢卷厚度为2.0～2.5mm，屈服强度≥430mpa，抗拉强度≥840mpa，断后伸长率≥10％，布氏硬度值≥240hbw的气刀挡板用钢，该气刀挡板用钢表面质量良好，性能稳定，在400～460℃的高温环境下能够连续使用2～3个月且不发生弯曲变形。
[0058]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。