一種基于氧化鐵皮還原的熱軋帶鋼免酸洗熱鍍鋅方法，屬于冶金技術領域，按以下步驟進行：（1）在加熱爐中將熱軋帶鋼升溫至600~900℃還原退火，然后在體積濃度為10~100%的氫氣氣氛中保溫還原；（2）將保溫還原后的熱軋帶鋼以5~20℃/s的速度降溫至450~460℃；（3）置于鋅液中進行熱鍍鋅，時間為3~5s，在熱軋帶鋼表面制成鋅鍍層。本發明專利技術的熱軋帶鋼表面的氧化鐵皮經過氫氣還原除去，噸鋼減少廢酸排放20kg，消除了酸洗帶來的環境問題，避免對于現有生產設備的改造；可以消除常規工藝中常有的露鍍等熱鍍鋅板缺陷，同時有效地利用原為廢物的氧化鐵皮。
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】，屬于冶金
，按以下步驟進行：（1）在加熱爐中將熱軋帶鋼升溫至600~900℃還原退火，然后在體積濃度為10~100%的氫氣氣氛中保溫還原；（2）將保溫還原后的熱軋帶鋼以5~20℃/s的速度降溫至450~460℃；（3）置于鋅液中進行熱鍍鋅，時間為3~5s，在熱軋帶鋼表面制成鋅鍍層。本專利技術的熱軋帶鋼表面的氧化鐵皮經過氫氣還原除去，噸鋼減少廢酸排放20kg，消除了酸洗帶來的環境問題，避免對于現有生產設備的改造；可以消除常規工藝中常有的露鍍等熱鍍鋅板缺陷，同時有效地利用原為廢物的氧化鐵皮。【專利說明】
本專利技術屬于冶金
，特別涉及。
技術介紹
由于鋼板熱成形過程中處于高溫環境，不可避免地與空氣中的氧接觸發生氧化現象，在鋼板表面產生一層氧化鐵皮，這層氧化物的存在影響到下游的冷軋等工序。常規工藝中，熱軋鋼板表面的氧化鐵皮都是經過酸洗除去，酸洗能夠獲得良好的鋼板表面質量，但也帶來了一系列的負面影響；酸洗工序和設備本身增加生產成本，同時酸洗時產生的酸霧腐蝕設備的同時還惡化工作環境，并且廢酸的處理也伴隨著大量的資金投入，且廢酸的排放嚴重污染環境。人們注意到酸洗帶來的負面因素，開始研究清潔方式除去熱軋鋼板表面的氧化鐵皮；目前關于清潔處理氧化鐵皮的報道多集中在無酸機械除鱗和利用還原性氣氛CO、H2與氧化物反應除去鋼板表面氧化鐵皮。如中國申請號為200610086831.0《冷軋帶鋼無酸除鱗的工藝方法及生產裝置》的專利申請給出了一種冷軋帶鋼無酸除鱗的工藝方法及生產裝置，主要通過多輥帶齒除鱗機將帶鋼表面氧化鐵皮破碎，由鋼刷機將遺留的鱗皮清除掉，然后經由除鱗箱中的高壓水沖帶含水量5%的濕砂來沖刷帶鋼，除鱗后用清水沖洗；這種方法清理后帶鋼表面粗糙度較高，同時由于機械除鱗設備也帶來了一系列的成本增加。韓國浦項鋼鐵申請號為US 6258186B1 ((Method for manufacturing hot rolledgalvanized steel sheet at high speed, with pickling skipped〉〉的專利申請給出了一種熱軋含Si碳鋼的氫氣還原熱鍍鋅工藝方法，該專利技術主要通過在熱軋冷卻和卷取工序控制熱軋氧化鐵皮的結構，使氧化鐵皮中FeO含量超過20%，然后在20%以上的氫氣中將帶鋼表面的氧化鐵皮還原為純鐵，然后進行熱浸鍍鋅；該方法能夠實現無酸洗除鱗、連續熱鍍鋅；但是在熱軋冷卻、卷取段控制氧化鐵皮結構需要較快的冷卻速度和較低的卷取溫度，這對于冷卻和卷取段的設備能力有較高要求。
技術實現思路
針對現有熱軋帶鋼熱鍍鋅技術存在的上述問題，本專利技術提供，通過控制升溫調整熱軋帶鋼的氧化鐵皮結構，將還原退火的熱軋帶鋼在氫氣氣氛中加熱還原，然后進行熱鍍鋅，在減少環境污染的同時，優化還原鍍鋅的效果。本專利技術的基于氧化鐵皮還原的熱軋帶鋼免酸洗熱鍍鋅方法按以下步驟進行: 1、在加熱爐中將熱軋帶鋼以15~100°C/s的速度升溫至60(T90(TC還原退火，然后熱軋帶鋼進入還原爐中,在體積濃度為10-100%的氫氣氣氛中保溫還原6(T300s ； 2、將保溫還原后的熱軋帶鋼以5~20°C/s的速度降溫至45(T460°C ； 3、將降溫后的熱軋帶鋼`置于鋅液中進行熱鍍鋅，時間為:T5s，在熱軋帶鋼表面制成鋅鍍層，制成熱鍍鋅板。上述方法中，還原退火時加熱爐的氣氛為焦爐煤氣氣氛，燃燒空氣過剩系數為0.8~0.97。上述的熱鍍鋅板表面的鋅鍍層的重量為6(T600g/cm2。上述的鋅液的溫度為45(T460°C，鋅液的成分按重量百分比含Al 0.2飛％，余量為Zn。上述的熱軋帶鋼的厚度為f 4mm ;熱軋帶鋼表面的氧化鐵皮的厚度為5~10 μ m。 上述的熱軋帶鋼表面的氧化鐵皮的組織為先共析Fe3O4和共析組織Fe304/Fe，并含有體積分數為0~15%的殘留FeO。上述選用的熱軋帶鋼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%，余量為 Fe。上述方法中，升溫至60(T90(TC還原退火后，熱軋帶鋼的氧化鐵皮組織中的FeO重量含量為70~90%，其余為Fe304。上述方法中，保溫還原后的熱軋帶鋼的氧化鐵皮組織中20-100%的氧化鐵皮被還原為鐵，被還原的鐵覆蓋在氧化鐵皮表面。傳統的熱軋工藝中，熱軋帶鋼經層流冷卻后，在一個較高的溫度(70(T40(TC)卷取，然后在空氣中堆放冷卻；熱連軋過程中，帶鋼表面會產生一層氧化鐵皮，該氧化層在高溫時氧化產生，其生長過程遵循高溫氧化的基本規律，高溫時其組織主要有Fe203/Fe304/FeO三種氧化物相，呈層狀結構分布；但是，在卷取后的空冷過程中，氧化鐵皮中會發生一系列的相變，主要包括FeO中析出先共析Fe3O4和FeO向共析組織Fe304/Fe的共析轉變；所以，熱軋帶鋼表面的室溫氧化鐵皮結構通常由Fe3O4和共析組織Fe304/Fe組成；與FeO相t匕，Fe3O4更難于被還原，因此，用于氫氣還原的熱軋帶鋼表面氧化鐵皮中最好含有相當量的FeO ;通常氧化鐵皮的結構主要在冷卻段控制，要獲得相當量的殘余FeO需要在層流冷卻段將帶鋼冷卻至較低的卷取溫度(300~450°C )，通過快速冷卻至低溫阻止FeO中的相變，從而使室溫組織中保留需要含量的FeO，而這種低溫卷取會增加卷取機組的難度。本專利技術的方法與上述的冷卻段控制氧化鐵皮中FeO含量不同，利用氧化鐵皮在升溫過程中的相變，通過調整升溫工藝，實現對還原時氧化鐵皮組織中FeO含量的控制；低碳鋼表面氧化鐵皮的室溫組織通常由共析組織Fe304/Fe和Fe3O4組成，其中共析組織在570°C以上溫度是熱力學不穩定相，將發生Fe304+Fe — FeO的逆向相變，溫度進一步升高時，冷卻過程中在FeO析出的先共析Fe3O4向FeO轉變；因此，只要控制加熱速率和溫度就能夠實現對還原時氧化鐵皮結構的控制；加熱速率最適宜在20~100°C /s，如果升溫速率太低，將會降低生產效率；同時，加熱速率又不易過快，氧化鐵皮的相變需要一段時間才能完成，如果加熱速率高于100°C /s，當試樣加熱至還原溫度時，相變尚未完成，如果要達到所要求比例的FeO含量，就需要延長時間保溫，如此會降低生產效率，同時增加還原加熱段長度，還將造成能量的浪費。帶鋼加熱至60(T90(TC后，在10%以上濃度的氫氣氣氛中進行還原反應，經過60-300S完成還原過程；還原溫度不宜太低，如果還原溫度過低，則還原反應速率較低，需要較長的時間才能完成還原過程，將導致生產效率的降低，同時增加還原爐的體積；而且低溫還原純鐵為多孔鐵，這種組織不利于后續鍍鋅的附著性；如果溫度過高，又會造成能源的浪費，且不利于帶鋼的力學性能；h2體積濃度要在10%以上，如果濃度過低，還原反應驅動力不足，會造成還原速率低，增長還原時間；試驗結果表明，經過還原后，帶鋼表面氧化鐵皮部分被還原為純鐵，同時氧化鐵皮與鋼基體界本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于氧化鐵皮還原的熱軋帶鋼免酸洗熱鍍鋅方法，其特征在于按以下步驟進行：（1）在加熱爐中將熱軋帶鋼以15~100℃/s的速度升溫至600~900℃還原退火，然后熱軋帶鋼進入還原爐中，在體積濃度為10~100%的氫氣氣氛中保溫還原60~300s；（2）將保溫還原后的熱軋帶鋼以5~20℃/s的速度降溫至450~460℃；（3）將降溫后的熱軋帶鋼置于鋅液中進行熱鍍鋅，時間為3~5s，在熱軋帶鋼表面制成鋅鍍層，制成熱鍍鋅板。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉振宇，許斌，何永全，曹光明，賈濤，劉小江，吝章國，張向軍，
申請(專利權)人：東北大學，
類型：發明
國別省市：遼寧;21
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