阅读说明：本技术 一种短流程中停留时间大于60min在炉铸坯氧化铁皮的控制方法 (Method for controlling iron scale of casting blank in furnace with retention time of more than 60min in short process ) 是由 高智 田军利 王毅 陈猛 谢斌 李波 赵强 王成 刘义涛 李国全 于 2020-06-19 设计创作，主要内容包括：一种短流程中停留时间大于60min在炉铸坯氧化铁皮的控制方法：故障原因导致铸坯在加热炉内停置时间＞60min；当故障排除后准备恢复生产时,除加热炉外其它按照正常进行启动操作；对于加热炉按照以下方式处理：对加热炉各段炉温的操作；空气过剩系数控制；进行炉压控制调整操作；高压除鳞水压力调整操作；加热炉步入正常运行；后工序步入正常运行。本发明通过对铸坯加热系统的调整,以及对除鳞水参数的调整,使氧化铁皮得以控制,使钢板降级量处理率由原来的0.32%降低至0.064%,判废率由原来的0.080%降低至0.0064%,且无需增加设备,操作简单,易实施。(A method for controlling the iron scale of a casting blank in a furnace with the retention time of more than 60min in a short flow comprises the following steps: the casting blank is stopped in the heating furnace for more than 60min due to the fault; when the production is to be recovered after the fault is eliminated, starting operation is performed normally except for the heating furnace; the following treatment was performed for the furnace: operating the furnace temperature of each section of the heating furnace; controlling the air excess coefficient; carrying out furnace pressure control and adjustment operation; adjusting the pressure of the high-pressure descaling water; the heating furnace is stepped to normal operation; and the subsequent process steps into normal operation. According to the invention, through the adjustment of the casting blank heating system and the adjustment of the descaling water parameters, the scale is controlled, the treatment rate of the degradation amount of the steel plate is reduced to 0.064% from the original 0.32%, the waste judgment rate is reduced to 0.0064% from the original 0.080%, and the method does not need to increase equipment, is simple to operate and is easy to implement.)

一种短流程中停留时间大于60min在炉铸坯氧化铁皮的控制 方法

技术领域

本发明涉及一种金属的轧制方法，具体涉及一种短流程中停留时间大于60min在炉铸坯氧化铁皮的控制方法。

背景技术

短流程铸坯在高温加热炉炉内不同空气过剩系数的持续氧化下，铸坯上下表面易形成较为致密的鳞状氧化铁皮层。如短流程CSP生产线，连铸板坯直接进入均热炉内进行加热，在炉时间一般为20-40min，板坯表面形成的氧化铁皮较传统工艺薄，在板坯通过均热炉和精轧机组间的高压除鳞机时被高压水去除。

氧化铁皮是铁在高温下与空气中的氧气发生氧化反应后的产物，它主要是由Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO组成，氧化铁皮内层为疏松、多孔的细晶组织FeO，中间是致密、无孔和裂隙、呈玻璃状断口的Fe₃O₄，最外层是结晶构造的Fe₂O₃。

氧化铁皮的存在，对于钢板的表面质量影响较大，如果在轧制前不能将表面的氧化铁皮除去，该层氧化铁皮会被轧辊的作用力压入到带钢表面产生氧化铁皮，影响带钢表面质量。

CSP短流程生产线工艺路径：脱硫→转炉→LF炉（RH）→连铸机→摆剪→均热炉→高压除鳞→精轧连轧→层流冷却→卷取机→运输链→打包、入库。

正常情况下，CSP短流程生产线钢水浇铸成板坯，经摆剪切割成单块板坯后，进入均热炉加热，板坯的入炉温度一般在700-1000℃，根据不同的钢种及板坯厚度，经均热炉加热20-40分钟后，被运送至高压除鳞（最大压力40MPa）及精轧机组，连轧成目标带钢厚度。

短流程长时间在炉铸坯，是指板坯在炉内的加热时间超过正常工艺标准时间20分钟以上（即在炉时间＞60分钟）。

因短流程生产线属刚性连接，一旦轧制线设备异常无法连续生产时，板坯只能在炉内振荡加热，当板坯在均热炉内加热时间过长后，易形成高压除鳞难以去除的较为致密的氧化铁皮，经轧制为成品后，带钢表面压入性氧化铁皮较为严重，从而无法满***货标准要求，一般就会采取降级处理，严重时作判废处理。不仅不能及时向用户交货，且大大提高了生产成本，浪费资源。如2016年因板坯在炉时间超过60min ,而降级处理的则达2530吨，占比产量的0.321%，判废的有632吨，占比产量的0.0811%。2017年因板坯时间超过60min，进行降级处理则达2463吨，占比产量的0.32%，判废处理的达568吨，占比产量的0.080%。对本企业来讲，如何将对这些最大限度降低降级及判废处理量从技术角度提出了课题。本技术领域人员也有多次方面进行探索研究的。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种短流程铸坯在炉时间＞60min后，通过对铸坯加热系统的调整，以及对除鳞水参数的调整，进而使氧化铁皮得以控制，使钢板降级量处理率由原来的0.32%降低至0.064%，判废率由原来的0.080%降低至0.0064%的在炉铸坯氧化铁皮的控制方法。

实现上述目的的技术措施：

一种短流程中停留时间大于60min在炉铸坯氧化铁皮的控制方法，其步骤：

1）条件：短流程轧制线由于故障原因导致铸坯在加热炉内停置时间＞60min的情况；

2）当故障得以排除，准备恢复生产时，除加热炉外其它按照正常进行启动操作；对于加

热炉阶段按照以下方式进行处理：

A、对加热炉各段炉温的操作

当预估在炉时间＞60分钟时，首先应第一时间对以下所述各段炉温进行降温调整：

预热段在原设定炉温的基础上降低50～60℃；

加热一段在原设定炉温的基础上降低30～50℃；

加热二段在原设定炉温的基础上降低28～32℃；

均热段在在原设定炉温的基础上降低18～22℃；

不同在炉时间情况下，恢复生产前作如下处置：

当停炉时间T在60分钟≤T＜120分钟时，在恢复生产前12~18分钟内恢复到正常设定温度；

当停炉时间T在120分钟≤T＜240分钟时，在恢复生产前18~22分钟内恢复到正常设定温度；

当停炉时间T＞240分钟时，在恢复生产前28~33分钟内恢复到正常设定温度；

B、空气过剩系数控制

停炉后如下对各段空气过剩系数按照以下参数进行调整操作：

通知停炉时间T≥60分钟时，则将预热段、加热一段、加热二段、均热段的空气过

剩系数在正常设定基础上降低0.1～0.15；

在接到要进行恢复启动时间后：则将预热段及加热一段空气过剩系数在开轧前

14~16分钟内要恢复到正常设定值，将加热二段及均热段的空气过剩系数调整到1.45～1.5；

C、进行炉压控制调整操作

停炉后如下对各段炉内压力按照调整要求进行操作：

通知停炉时间T≥60分钟时，预热段、加热一段、加热二段、均热段按照各钢种设定的目标压力基础上，各段分别进行增压操作，增加在0.2～0.3dpa；

在接到要进行恢复启动时间后：在开轧前14~16分钟内要恢复到正常设定压力值，期间的恢复程序，是从最高压力段开始向最小压力段进行；

3）对高压除鳞水压力调整操作

在接到要进行恢复启动时间后：在开轧前3~5分钟内，将除鳞水入口压力调整至249~253bar，除鳞水出口压力调整至300~330bar；

4）加热炉步入正常运行；

5）后工序步入正常运行。

进一步的：当故障得以排除，准备恢复生产时，对加热炉各段温度的操作：

停炉后首先对以下所述各段温度进行降温操作调整：

预热段在原设定炉温的基础上降低53～57℃；

加热一段在原设定炉温的基础上降低35～45℃；

加热二段在原设定炉温的基础上降低30℃；

均热段在原设定炉温的基础上降低20℃；

当接到恢复生产通知时间后，加热炉的恢复正常时间按照以下要求进行：

当停炉时间T在60分钟≤T＜120分钟时，在开轧前14~18分钟内要恢复到正常操作温度；

当停炉时间T在120分钟≤T＜240分钟时，在开轧前18~21分钟内要恢复到正常操作温度；

当停炉时间T＞240分钟时，在开轧前29~31分钟内要恢复到正常操作温度。

进一步的：在接到要进行恢复启动时间后：在开轧前3~5分钟内，将除鳞水出口压力调整至305~325bar。

本发明中对主要工序参数进行调整的机理及作用

本发明之所以对加热炉各段温度按照以下操作

停炉后首先对以下所述各段温度进行降温操作调整：

预热段在原设定炉温的基础上降低50～60℃；

加热一段在原设定炉温的基础上降低30～50℃；

加热二段在原设定炉温的基础上降低28～32℃；

均热段在原设定炉温的基础上降低18～22℃；

当接到恢复生产通知时间后，加热炉的恢复正常时间按照以下要求进行：

当停炉时间T在60分钟≤T＜120分钟时，在开轧前12~18分钟内要恢复到正常操作温度；

当停炉时间T在120分钟≤T＜240分钟时，在开轧前18~22分钟内要恢复到正常操作温度；

当停炉时间T＞240分钟时，在开轧前28~33分钟内要恢复到正常操作温度。

如提前进行恢复，会导致氧化铁皮渗入过深，导致铁皮难以去除。如恢复时间滞后，会导致板坯表面无法形成壳状厚铁皮层，高压除鳞打击板面后无法有效翻起。

本发明之所以在此期间按照如下控制空气过剩系数，即

停炉后如下对各段空气过剩系数按照以下参数进行调整操作：

通知停炉时间T≥60分钟时，则将预热段、加热一段、加热二段、均热段的空气过剩系数在正常设定基础上降低0.1～0.15；

在接到要进行恢复启动时间后：则将预热段及加热一段空气过剩系数在开轧前14~16分钟内要恢复到正常设定值，将加热二段及均热段的空气过剩系数调整到1.45～1.5；

是由于在确保均热炉炉内燃烧充分的情况下，控制过程系数越小越好。板坯长时间在炉加热，适当减少空气过剩系数，使炉膛呈相对“贫氧”，有效降低炉内氧含量，减少空气氧分子与板坯Fe原子的化学反应速度，减少铸坯表面氧化铁皮产生量。针对在炉时间较长的铸坯，需牢牢把握两个关键要素，停机时尽量较小氧化铁皮的渗入深度，恢复生产前需较大的空气过剩系数，将已渗入到板坯表面的氧化亚铁层完全氧化成壳状铁皮，经高压除鳞后直接有效去除。

本发明之所以在此期间按照如下控制炉压，即停炉后如下对各段炉内压力按照调整要求进行操作：

通知停炉时间T≥60分钟时，预热段、加热一段、加热二段、均热段按照各钢种设定的目标压力基础上，各段分别进行增压操作，增加在0.2～0.3dpa；

在接到要进行恢复启动时间后：在开轧前14~16分钟内要恢复到正常设定压力值，期间的恢复程序，是从最高压力段开始向最小压力段进行；

是由于炉压大小及其分布是组织火焰形状、调整温度场及控制炉内气氛的重要手段，它影响板坯的加热速度和加热质量。炉压通过调节烟道闸板的开度来调节炉压，一般采取微正压设定，当板坯长时间在炉加热时，适当增加炉压，这样的目的是既不形成冒火严重，又可以有效的防止吸冷风，使得高温炉气将料坯紧紧地包裹起来，防止低温气流的干扰。保持炉内弱氧化气氛，减少炉气中自由氧离子，以降低钢中氧化铁皮的厚度。同时炉膛压力为微正压，防止炉门打开时炉子吸入冷空气，造成炉内氧化气氛升高。

本发明之所以控制高压除磷水进、出口的压力，即在接到要进行恢复启动时间后：在开轧前3~5分钟内，将除鳞水入口压力调整至249~253bar，除鳞水出口压力调整至300~330bar；是由于高压除磷水经喷嘴形成高速射流，在水流的冲蚀和剥离及热爆效应作用下，板坯表面的鳞皮迅速从其表面脱落下来。长时间在炉板坯，板坯表层氧化铁皮Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO各组份都比正常板坯的厚一些，靠近板坯钢基体的FeO和Fe₃O₄以楔形侵入鳞在板坯钢基体，鳞与钢质界面形成了错综复杂的特殊结构的鳞层。在高压水的喷射下，氧化铁皮表面局部过冷，产生很大收缩，从而使氧化铁皮裂纹扩大，经高压水的冲击，适当增加板坯除磷压力，在裂纹中增加了高压水的动压力变成流体静压力而侵入氧化铁皮底部，使氧化铁皮从板坯表面剥离，达到清除氧化铁皮的目的。

本发明与现有技术相比，通过对铸坯加热系统的调整，以及对除鳞水参数的调整，进而使氧化铁皮得以控制，使钢板降级量处理率由原来的0.32%降低至0.064%，判废率由原来的0.080%降低至0.0064%，且无需增加设备，操作简单，易实施。

附图说明

图1为本发明钢板表面图；

图2为本发明之前的钢板表面图。

具体实施方式

下面对本发明予以详细描述：

实施例1

当时分别生产的是Q235B和SPHC-B两种钢种，均热温度要求在1160℃；由于故障，停产2个小时18分钟，均热炉内有10块板坯，试用本发明情况：

一种短流程中停留时间大于60min在炉铸坯氧化铁皮的控制方法，其步骤：

1）条件：短流程运行由于产线故障原因导致铸坯在加热炉内停置2个小时18分钟；

2）当故障得以排出，准备恢复生产时，除加热炉外其它按照正常进行启动操作；对于加热炉阶段按照以下方式进行处理：

A、对加热炉各段温度的操作

停炉后首先对以下所述各段温度进行降温操作调整：

预热段在原设定的该段温度基础上降低53℃；

加热一段在原设定的该段温度基础上降低36℃；

加热二段在原设定的该段温度基础上降低30℃；

均热段在原设定的该段温度基础上降低19℃；

当接到恢复生产通知时间后，加热炉的恢复正常时间按照以下要求进行的：

由于停炉时间T在120分钟≤T＜240分钟范围，即138分钟，所以在开轧前19分钟时恢复到正常操作温度；

B、空气过剩系数控制

停炉后如下对各段空气过剩系数按照以下参数进行调整操作：

通知停炉时间为T≥60分钟时，则将预热段、加热一段、加热二段、均热段各段的空气过剩系数在各自正常设定基础上依次降低0.1、0.11、0.12、0.14；

在接到要进行恢复启动时间后：则将预热段及加热一段空气过剩系数在开轧前14分钟时恢复到正常设定值，将加热二段及均热段的空气过剩系数均调整到1.46；

C、进行炉压控制调整操作

停炉后如下对各段炉内压力按照调整要求进行操作：

通知停炉时间位T≥60分钟，预热段、加热一段、加热二段、均热段各段按照在各钢种设定的目标压力基础上，对各段分别进行增压操作，依次增加0.2、0.23、0.22、0.21dpa；

在接到要进行恢复启动时间后：在开轧前16分钟时恢复到正常设定压力值；期间，加热一段的压力相对最高，其余依次是加热二段、均热段、预热段，因此恢复程序，是从加热一段开始，再依次调整加热二段、均热段、预热段；

3）对高压除鳞水压力调整操作

在接到要进行恢复启动时间后：在开轧前3分钟时，将除鳞水入口压力调整至249bar，除鳞水出口压力调整至306bar；

4）加热炉步入正常运行；

5）后工序步入正常运行。

经检测及统计，本实施例共有250吨的铸坯，其无表面氧化铁皮压入现象，9块板坯被判为A级，1块板坯被判为B级，产品合格，满足用户要求。

实施例2

当时生产的是50WW800-SL钢种，均热出炉温度1130℃；由于故障，停产1个小时35分钟，均热炉内有10块板坯，试用本发明情况：

一种短流程中停留时间大于60min在炉铸坯氧化铁皮的控制方法，其步骤：

1）条件：短流程运行由于产线故障原因导致铸坯在加热炉内停置1个小时35分钟；

2）当故障排出后准备恢复生产时，除加热炉外其它按照正常进行启动操作；对于加热炉阶段按照以下方式进行处理：

A、对加热炉各段温度的操作

停炉后首先对以下所述各段温度进行降温操作调整：

预热段在原设定的该段温度基础上降低57℃；

加热一段在原设定的该段温度基础上降低41℃；

加热二段在原设定的该段温度基础上降低31℃；

均热段在原设定的该段温度基础上降低20℃；

当接到恢复生产通知时间后，加热炉的恢复正常时间按照以下要求进行的：

由于停炉时间T在60分钟≤T＜120分钟范围，即95分钟，所以在开轧前13分钟时恢复到正常操作温度；

B、空气过剩系数控制

停炉后如下对各段空气过剩系数按照以下参数进行调整操作：

通知停炉时间为T≥60分钟时，则将预热段、加热一段、加热二段、均热段各段的空气过剩系数在各自正常设定基础上依次降低0.12、0.11、0.13、0.15；

在接到要进行恢复启动时间后：则将预热段及加热一段空气过剩系数在开轧前15分钟时恢复到正常设定值，将加热二段及均热段的空气过剩系数均调整到1.48；

C、进行炉压控制调整操作

停炉后如下对各段炉内压力按照调整要求进行操作：

通知停炉时间位T≥60分钟，预热段、加热一段、加热二段、均热段各段按照在各钢种设定的目标压力基础上，对各段分别进行增压操作，依次增加0.22、0.26、0.24、0.28dpa；

在接到要进行恢复启动时间后：在开轧前15分钟时恢复到正常设定压力值；期间，均热段的压力相对最高，其余依次是加热一段、加热二段、预热段，因此恢复程序，是从均热段开始，再依次调整加热一段、加热二段、预热段；

3）对高压除鳞水压力调整操作

在接到要进行恢复启动时间后：在开轧前4分钟时，将除鳞水入口压力调整至251bar，除鳞水出口压力调整至315bar；

4）加热炉步入正常运行；

5）后工序步入正常运行。

经检测及统计，本实施例共有280吨的铸坯，其表面氧化铁皮压入量10块中，8块板坯被判为A级，2块板坯被判为B级，产品合格，满足用户要求。

以上实施例仅为最佳例举，而并非是对本发明的实施方式的限定。