本發(fā)明涉及熱軋板帶的生產(chǎn)領(lǐng)域，具體地指一種高效去除帶鋼表面氧化鐵皮的方法。

背景技術(shù)：
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，對(duì)高品質(zhì)鋼材的需求日益增加。為此，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)加大研發(fā)投入和技術(shù)改造的力度，生產(chǎn)裝備條件和工藝技術(shù)水平取得了長足進(jìn)步，開發(fā)生產(chǎn)出一大批高品質(zhì)汽車板、家電板、耐候鋼及工程機(jī)械用鋼等，在汽車、家電、建筑及工程機(jī)械等行業(yè)發(fā)揮了重要的支撐作用。我國熱軋板帶產(chǎn)品生產(chǎn)近年來雖然在品種結(jié)構(gòu)及質(zhì)量上取得了很大的進(jìn)展和成績，部分產(chǎn)品性能質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到或者接近國際先進(jìn)水平。但是，在產(chǎn)品的表面質(zhì)量方面，我國鋼鐵企業(yè)與國外先進(jìn)企業(yè)相比存在明顯的差距，尤其是熱軋板帶產(chǎn)品表面氧化鐵皮缺陷發(fā)生率偏高，使產(chǎn)品的表面質(zhì)量不穩(wěn)定，無法滿足用戶對(duì)高品質(zhì)鋼材高表面質(zhì)量的要求，降低了產(chǎn)品的競爭力，阻礙了鋼材產(chǎn)品檔次的提升。一般的，板坯在加熱爐中加熱，會(huì)在板坯表面形成1～3mm厚的氧化鐵皮，在粗軋前采用高壓水噴射來除鱗，但是氧化鐵皮能否完全去除與板坯的化學(xué)成分、加熱溫度、高壓水噴射壓力、除鱗溫度有密切的關(guān)系，這種水力除鱗機(jī)往往不能將氧化鐵皮完全去除。因此，需要提供一種在熱軋板帶生產(chǎn)過程中能夠高效去除氧化鐵皮的方法及裝置，避免在后續(xù)軋制過程中氧化鐵皮未除盡而形成帶鋼表面氧化鐵皮缺陷。目前，對(duì)熱軋過程中氧化鐵皮的去除，國內(nèi)外有高壓水除鱗、機(jī)械法除鱗、化學(xué)法除鱗、軋制除鱗和氣體除鱗等。較普遍的辦法就是高壓水除鱗，特殊情況下是高壓水除鱗加上機(jī)械法、或化學(xué)法、或軋制法、或氣體法并舉。申請(qǐng)?zhí)枮?00810238776.1的中國發(fā)明專利公開了一種公開了一種去盤條表面氧化鐵皮的方法，該方法通過機(jī)械方式除銹，用鋼絲刷將表面一層繡打磨，使用高壓水沖洗，再經(jīng)過酸度在20％的酸洗，150℃烘干就可簡便且準(zhǔn)確的將盤條表面的氧化鐵皮沖洗干凈。申請(qǐng)?zhí)枮?01010189410.7的中國發(fā)明專利公開了一種熱軋帶鋼表面氧化鐵皮柔性化控制方法，此發(fā)明針對(duì)不同氧化鐵皮結(jié)構(gòu)提出了熱軋工藝調(diào)整方案，控制冷卻速度和卷取溫度，通過控制FeO的共析反應(yīng)程度來達(dá)到氧化鐵皮結(jié)構(gòu)的合理控制，補(bǔ)償產(chǎn)品因高溫軋制而造成的力學(xué)性能損失，利用鋼廠現(xiàn)有設(shè)備和工藝條件，提高了生產(chǎn)效率，在保證鋼板的力學(xué)性能下提高表面質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)氧化鐵皮控制的柔性化生產(chǎn)。此方法主要是利用帶鋼表面的氧化鐵皮，根據(jù)后續(xù)不同的加工工藝要求，采取相應(yīng)的冷卻措施得到需要的氧化鐵皮厚度及結(jié)構(gòu)。申請(qǐng)?zhí)枮?01020169660.X的中國發(fā)明專利公開了一種用于鋼板矯直前的氧化鐵皮清除裝置，該裝置應(yīng)用在鋼板的矯直區(qū)域，通過在矯直機(jī)前設(shè)置高壓風(fēng)嘴和冷卻水噴淋頭，使鋼板出爐后，立即用冷卻水冷卻鋼板，由于高溫下的氧化鐵皮在冷卻水的急冷作用下使氧化鐵皮產(chǎn)生裂紋，再通過高壓風(fēng)的作用下將氧化鐵皮清除。此發(fā)明通過噴淋頭來冷卻鋼板，僅僅只是依靠水的重力，并沒有任何水量、水壓的說明，鋼板表面的急冷效果不好，且不能完全的去除帶鋼表面的氧化鐵皮。申請(qǐng)?zhí)枮?01020506365.9的中國實(shí)用新型專利公開了一種拉矯式機(jī)械破鱗機(jī)氧化鐵皮去除裝置，該裝置主要是應(yīng)用于冷軋聯(lián)合機(jī)組拉矯式機(jī)械破鱗機(jī)，通過拉矯機(jī)使帶鋼表面氧化鐵皮脫落，吹掃噴嘴將脫落的氧化鐵皮吹落到與設(shè)備本體相連接的除塵管道中。申請(qǐng)?zhí)枮?5108549的中國發(fā)明專利公開一種“水爆”除熱軋鋼坯表面氧化鐵皮工藝，該工藝應(yīng)用于熱軋產(chǎn)線上，以水作介質(zhì)，熱軋鋼坯的溫度在600～1000℃，水的調(diào)節(jié)溫度在50～100℃。由于熱軋鋼坯及其表面氧化鐵皮在高溫狀態(tài)下，遇水急冷而產(chǎn)生很強(qiáng)的冷縮應(yīng)力，從而產(chǎn)生爆裂，并隨之沖掉了氧化鐵皮。此發(fā)明僅僅通過較高溫度的水與高溫板坯接觸，沒有水壓要求，是不能完全去除帶鋼表面氧化鐵皮。綜上所述，在現(xiàn)有的熱連軋產(chǎn)線上，板坯進(jìn)入粗軋之前，僅僅通過高壓水方式除磷，但是，這種方式往往不能完全清除帶鋼表面氧化鐵皮，在帶鋼表面產(chǎn)生氧化鐵皮缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種高效去除帶鋼表面氧化鐵皮的方法。該方法解決現(xiàn)有技術(shù)中不能完全清除帶鋼表面氧化鐵皮，在帶鋼表面產(chǎn)生氧化鐵皮的缺陷。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種高效去除帶鋼表面氧化鐵皮的方法，該方法通過加熱爐加熱、板坯傳送、除鱗過程和粗軋?zhí)幚硭膫€(gè)階段完成，所述板坯傳送過程中，在加熱爐和除磷機(jī)之間設(shè)置有輥道，所述輥道正上方安裝有一組用于過冷的集管，板坯從加熱爐到過冷集管過程中的溫降△t＝△t1+△t2，上述集管所噴射的水流能量密度E＝P*Q*N0.7/(2tan(θ1/2)*cos(θ2)*h*ν)，其中，P為噴射水流壓力、Q為每個(gè)噴嘴的流量、N為噴嘴個(gè)數(shù)、h為噴嘴到板坯表面的間距、ν為板坯的速度、θ1為噴嘴的噴射角、θ2為噴嘴的傾角；板坯在輥道傳遞過程中的溫降：△t1＝-2*ε*σ*(t+273/100)4*(△τ)/(γ*C*h)，△t1為板坯從加熱爐到集管過程的溫降，ε為板坯表面的輻射系數(shù)，σ為斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)，t為帶鋼溫度，△τ＝△L/ν，△L為板坯運(yùn)動(dòng)的距離，ν為板坯速度，γ為板坯的比重，C為板坯的比熱容，h為板坯厚度；板坯在過冷過程中的溫降：△t2＝-2*α*L*(t-t水)/(γ*C*h*ν)，其中△t2：板坯通過過冷集管的溫降，α為強(qiáng)迫對(duì)流熱交換系數(shù)，L為板坯運(yùn)動(dòng)的距離，t為板坯溫度，t水為冷卻水的溫度，γ為板坯的比重，C為板坯的比熱容，h為板坯厚度，ν為板坯速度；進(jìn)一步地，所述板坯溫降△t＝30～80℃，△t為板坯從加熱爐到過冷集管過程中的溫降。再進(jìn)一步地，所述噴射水流壓力P為8～12MPa，噴嘴個(gè)數(shù)N為10～15個(gè)，噴嘴到板坯表面的間距h為0.8～1.0m；噴嘴的噴射角θ1為控制在20～40°，噴嘴的傾角θ2控制在8～15°，板坯速度ν為0.5～1.0m/s。再進(jìn)一步地，所述除鱗箱上安裝有兩組集管，每組集管上的噴嘴數(shù)量為40～44個(gè)，每個(gè)集管的水壓控制在20～25MPa，板坯速度控制在0.5～1.0m/s。本發(fā)明的原理本發(fā)明通過在常規(guī)熱連軋產(chǎn)線上，加熱爐與除鱗機(jī)之間增加布置一組集管，急速快冷板坯表面，高溫的表層氧化鐵皮遇冷產(chǎn)生收縮，由于高溫下氧化鐵皮沒有延展性，由水冷引起的熱應(yīng)力使氧化鐵皮表面產(chǎn)生裂紋，冷卻水滲入裂紋中，使裂紋沿板坯厚度放下擴(kuò)展，直至在氧化鐵皮內(nèi)部產(chǎn)生貫穿性的裂紋。后續(xù)噴射高壓水，在氧化鐵皮裂紋的底部，產(chǎn)生巨大的剪切力，使氧化鐵皮從基體上剝離掉并沖刷掉向上浮起的氧化鐵皮。由于在加熱爐與高壓水除鱗之間增加了一組集管，降低了板坯的溫度，因此在保證板坯的除磷溫度、粗軋入口溫度不下降的情況下，需要綜合考慮不同鋼種的溫降過程，合理的布置集管的位置、集管的噴嘴數(shù)量、集管的流量、冷卻的時(shí)間及板坯的速度，使熱軋板坯表面的氧化鐵皮產(chǎn)生貫穿性的裂紋，板坯再經(jīng)過除鱗機(jī)高壓水沖刷后完全去除掉表面氧化鐵皮，減少帶鋼表面氧化鐵皮缺陷的發(fā)生率，提高產(chǎn)品的表面質(zhì)量。本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的方法能夠有效的完全去除帶鋼表面氧化鐵皮，明顯減少了帶鋼表面氧化鐵皮缺陷的發(fā)生率，提高了產(chǎn)品的表面質(zhì)量，減少產(chǎn)品的質(zhì)量異議，增強(qiáng)產(chǎn)品的競爭力。附圖說明圖1為熱軋產(chǎn)線加熱爐與除鱗機(jī)常規(guī)布置示意圖；圖2為本發(fā)明布置示意圖；圖3為常規(guī)除鱗原理示意圖；圖4為本發(fā)明過冷除鱗原理示意圖；圖5本發(fā)明的噴射集管布置示意圖；圖中，加熱爐1、板坯2、輥道3、除鱗機(jī)4、粗軋機(jī)5、噴射集管6。具體實(shí)施方式為了更好地解釋本發(fā)明，以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的主要內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于以下實(shí)施例。實(shí)施例1高效去除帶鋼表面氧化鐵皮的方法，該方法通過加熱爐加熱、板坯傳送、除鱗過程和粗軋?zhí)幚硭膫€(gè)階段完成，在加熱爐1和除磷機(jī)之間設(shè)置有輥道3，離加熱爐1有5m的輥道3正上方布置一組噴射集管6，用來急冷帶鋼表面，使表面氧化鐵皮產(chǎn)生貫穿性裂紋。其急冷和除磷的工藝參數(shù)如下：1、為了確保超低碳軟M2A1系列鋼種的除磷溫度與粗軋出口溫度不變，其使帶鋼表面氧化鐵皮產(chǎn)生貫穿性裂紋，需要準(zhǔn)確的計(jì)算出增加一組噴射集管6后，帶鋼在輥道3傳遞過程中與高壓噴射過程中的溫降：(1)根據(jù)溫降模型計(jì)算板坯2在輥道3傳遞過程中的溫降：△t1＝-2*ε*σ*(t+273/100)4*(△τ)/(γ*C*h)，其中ε輻射率，σ為斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)，t為帶鋼溫度，△τ＝△L/ν,△L為距離，ν為板坯速度，γ為比重，C為比熱容，h為板坯厚度。(2)根據(jù)溫降模型來計(jì)算板坯2通過一組噴射集管6高壓噴水冷卻過程的溫降：△t2＝-2*α*L*(t-t水)/(γ*C*h*ν)，其中α為強(qiáng)迫對(duì)流熱交換系數(shù)，L為距離，t為板坯溫度，t水為冷卻水的溫度，γ為比重，C為比熱容，h為板坯厚度，ν為板坯速度。通過以上公式的計(jì)算，高溫板坯2從加熱爐1到除鱗機(jī)，整個(gè)溫度過程溫降△t1+△t2應(yīng)為30℃。2、根據(jù)從加熱爐1到除磷機(jī)過程的溫降，對(duì)布置的一組噴射集管6所噴射的水流能量密度E按照以下公式計(jì)算：E＝P*Q*N0.7/(2tan(θ1/2)*cos(θ2)*h*ν)，其中，P為噴射水流壓力，Q為每根噴嘴的流量Q，N為噴嘴個(gè)數(shù)，h為噴嘴到板坯表面的間距，ν為鋼板的速度，θ1為噴嘴的噴射角，θ2為噴嘴的傾角。為了使板坯2表面氧化鐵皮產(chǎn)生貫穿性的裂紋，一組噴射集管6的噴嘴數(shù)量為10個(gè)，每個(gè)噴射集管6的水壓為8MPa，噴射集管6噴嘴距離板坯2的高度為0.8m，噴嘴的噴射角θ1為20°，噴嘴的傾角θ2為8°，板坯速度為1.0m/s。一組噴射集管6所噴射的水流能量密度E為2000(KJ/m2)。3、除鱗箱4上安裝有兩組噴射集管，每根噴射集管上的噴嘴數(shù)量為40個(gè)，每個(gè)噴射集管的水壓為20MPa，板坯速度為0.5m/s。上述方法得到的超低碳軟M2A1系列鋼種的力學(xué)性能及表面氧化鐵皮改判率見下表1所示。表1組織、力學(xué)性能及表面氧化鐵皮改判率對(duì)比如表1所示，可以看出采用本發(fā)明方法進(jìn)行高效除鱗，超低碳軟M2A1系列鋼種的力學(xué)性能滿足于標(biāo)準(zhǔn)的要求，且?guī)т摫砻嫜趸F皮的改判率下降到0.11％。因而，根據(jù)上述方法制造出表面質(zhì)量更好的鋼板，提高產(chǎn)品競爭力。實(shí)施例2高效去除帶鋼表面氧化鐵皮的方法，該方法通過加熱爐加熱、板坯傳送、除鱗過程和粗軋?zhí)幚硭膫€(gè)階段完成，所述板坯傳送過程中，在加熱爐1和除磷機(jī)之間設(shè)置有輥道3，離加熱爐有5m的輥道3正上方布置一組噴射集管6，用來急冷帶鋼表面，使表面氧化鐵皮產(chǎn)生貫穿性裂紋。其急冷和除磷的工藝參數(shù)如下：1、為了確保低合金鋼(Q345B)的除磷溫度與粗軋出口溫度不變，其使帶鋼表面氧化鐵皮產(chǎn)生貫穿性裂紋，需要準(zhǔn)確的計(jì)算出增加一組噴射集管6后，帶鋼在輥道3傳遞過程中與高壓噴射過程中的溫降：(1)根據(jù)溫降模型計(jì)算板坯2在輥道3傳遞過程中的溫降：Δt1＝-2*ε*σ*(t+273/100)4*(Δτ)/(γ*C*h)，其中ε輻射率，σ為斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)，t為帶鋼溫度，Δτ＝ΔL/ν,ΔL為距離，ν為板坯速度，γ為比重，C為比熱容，h為板坯厚度。(2)根據(jù)溫降模型來計(jì)算板坯2通過一組噴射集管6高壓噴水冷卻過程的溫降：Δt2＝-2*α*L*(t-t水)/(γ*C*h*ν)，其中α為強(qiáng)迫對(duì)流熱交換系數(shù)，L為距離，t為板坯溫度，t水為冷卻水的溫度，γ為比重，C為比熱容，h為板坯厚度，ν為板坯速度。通過以上公式的計(jì)算，高溫板坯2從加熱爐1到除鱗機(jī)，整個(gè)溫度過程溫降Δt1+Δt2應(yīng)為50℃。2、根據(jù)從加熱爐1到除磷機(jī)過程的溫降，對(duì)布置的一組噴射集管6所噴射的水流能量密度E按照以下公式計(jì)算：E＝P*Q*N0.7/(2tan(θ1/2)*cos(θ2)*h*ν)，其中，P為噴射水流壓力，Q為每根噴嘴的流量Q，N為噴嘴個(gè)數(shù)，h為噴嘴到板坯表面的間距，ν為鋼板的速度，θ1為噴嘴的噴射角，θ2為噴嘴的傾角。為了使板坯2表面氧化鐵皮產(chǎn)生貫穿性的裂紋，一組噴射集管6的噴嘴數(shù)量在10個(gè)，每個(gè)噴射集管6的水壓為8MPa，噴射集管6噴嘴距離板坯2的高度為0.8m，噴嘴的噴射角θ1為30°，噴嘴的傾角θ2為12°，板坯速度為0.8m/s。一組噴射集管6所噴射的水流能量密度E為3000(KJ/m2)。3、除鱗箱4安裝有兩組噴射集管，每根噴射集管上的噴嘴數(shù)量為42個(gè)，每個(gè)噴射集管的水壓為23MPa，板坯速度為0.8m/s。上述方法制備得到的低合金鋼(Q345B)的力學(xué)性能及表面氧化鐵皮改判率見下表2所示。表2組織、力學(xué)性能及表面氧化鐵皮改判率對(duì)比如表2所示，可以看出采用本發(fā)明方法進(jìn)行高效除鱗，Q345B的力學(xué)性能滿足于標(biāo)準(zhǔn)的要求，且?guī)т摫砻嫜趸F皮的改判率下降到0.71％。因而，根據(jù)上述方法制造出表面質(zhì)量更好的鋼板，提高產(chǎn)品競爭力。實(shí)施例3高效去除帶鋼表面氧化鐵皮的方法，該方法通過加熱爐加熱、板坯傳送、除鱗過程和粗軋?zhí)幚硭膫€(gè)階段完成，所述板坯傳送過程中，在加熱爐1和除磷機(jī)之間設(shè)置有輥道3，離加熱爐有10m的輥道3正上方布置一組噴射集管6，用來急冷帶鋼表面，使表面氧化鐵皮產(chǎn)生貫穿性裂紋。其急冷和除磷的工藝參數(shù)如下：1、為了確保C-Mn系列鋼種的除磷溫度與粗軋出口溫度不變，其使帶鋼表面氧化鐵皮產(chǎn)生貫穿性裂紋，需要準(zhǔn)確的計(jì)算出增加一組噴射集管6后，帶鋼在輥道3傳遞過程中與高壓噴射過程中的溫降：(1)根據(jù)溫降模型計(jì)算板坯2在輥道3傳遞過程中的溫降：Δt1＝-2*ε*σ*(t+273/100)4*(Δτ)/(γ*C*h)，其中ε輻射率，σ為斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)，t為帶鋼溫度，Δτ＝ΔL/ν,ΔL為距離，ν為板坯速度，γ為比重，C為比熱容，h為板坯厚度。(2)根據(jù)溫降模型來計(jì)算板坯2通過一組噴射集管6高壓噴水冷卻過程的溫降：Δt2＝-2*α*L*(t-t水)/(γ*C*h*ν)，其中α為強(qiáng)迫對(duì)流熱交換系數(shù)，L為距離，t為板坯溫度，t水為冷卻水的溫度，γ為比重，C為比熱容，h為板坯厚度，ν為板坯速度。通過以上公式的計(jì)算，高溫板坯2從加熱爐1到除鱗機(jī)，整個(gè)溫度過程溫降Δt1+Δt2應(yīng)為80℃。2、根據(jù)從加熱爐1到除磷機(jī)過程的溫降，對(duì)布置的一組噴射集管6所噴射的水流能量密度E按照以下公式計(jì)算：E＝P*Q*N0.7/(2tan(θ1/2)*cos(θ2)*h*ν)，其中，P為噴射水流壓力，Q為每根噴嘴的流量Q，N為噴嘴個(gè)數(shù)，h為噴嘴到板坯表面的間距，ν為鋼板的速度，θ1為噴嘴的噴射角，θ2為噴嘴的傾角。為了使板坯2表面氧化鐵皮產(chǎn)生貫穿性的裂紋，一組噴射集管6的噴嘴數(shù)量在15個(gè)，每個(gè)噴射集管6的水壓為15MPa，噴射集管6噴嘴距離板坯2的高度為1m，噴嘴的噴射角θ1為40°，噴嘴的傾角θ2為15°，板坯速度為1.0m/s。一組噴射集管6所噴射的水流能量密度E為4000(KJ/m2)。3、除鱗箱4上安裝有兩組噴射集管，每根噴射集管上的噴嘴數(shù)量為44個(gè)，每個(gè)噴射集管的水壓為25MPa，板坯速度為1.0m/s。上述方法制備得到的C-Mn系列鋼種的力學(xué)性能及表面氧化鐵皮改判率見下表3所示。表3組織、力學(xué)性能及表面氧化鐵皮改判率對(duì)比如表3所示，可以看出采用本發(fā)明方法進(jìn)行高效除鱗，C-Mn系列鋼種的力學(xué)性能滿足于標(biāo)準(zhǔn)的要求，且?guī)т摫砻嫜趸F皮的改判率下降到0.23％。因而，根據(jù)上述方法制造出表面質(zhì)量更好的鋼板，提高產(chǎn)品競爭力。其它未詳細(xì)說明的部分均為現(xiàn)有技術(shù)。盡管上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出了詳盡的描述，但它僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，人們還可以根據(jù)本實(shí)施例在不經(jīng)創(chuàng)造性前提下獲得其他實(shí)施例，這些實(shí)施例都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。