[发明专利]减少蚀坑产生的钢胚热轧制程

说明书

技术领域

本发明涉及一种热轧制程，特别涉及一种减少蚀坑产生的钢胚热轧制程。

背景技术

一般钢胚的热轧制程包含一加热步骤、一粗轧步骤、一精轧步骤、一冷却步骤及一盘卷步骤。

该加热步骤是将一钢胚加热至高温，以软化该钢胚的金属组织，有利于后续的加工成形，再利用该粗轧步骤轧延该钢胚得到一厚度下降且长度变长的板胚，然后通过该精轧步骤再次轧延，得到一钢带，通过使该钢带的尺寸达到客户指定的规格，然后进行该冷却步骤，以大量的冷却水喷洒该钢带的表面，降低钢带的温度到达所预定的盘卷温度，最后再通过该盘卷步骤以卷取该钢带，得到一钢卷，以利后续的运送和储存。

然而，一般热轧制程在进行该盘卷步骤时，所设定的盘卷温度大多在500～750℃间，造成本来滞留在该钢带表面上的冷却水，在500～750℃的高温下很容易气化而离开该钢带表面，且不易停留在该钢带的表面上，所以该钢带的表面不易有蚀坑形成，确保该钢带表面呈现光滑态样的外貌。

但是，随着汽车工业朝向轻量化和高成形性的发展趋势，具有双相结构的双相钢将会被大量采用，然而，双相钢虽可满足汽车工业要求的轻量化和高成形性的需求，但是，双相钢在进行热轧制程时，为保有金属的良好机械性质，会要求以双相钢为钢材的盘卷温度需设定在350℃以下。

所以在以双相钢为钢材进行热轧制程时，盘卷温度必须设定在350℃以下，也就是说，双相钢所产制的钢带是在350℃以下的作业温度，进行其盘卷作业工作，然而，此种作业模式往往造成大量的冷却水，来不及在盘卷前被扫除或汽化蒸发，使得有部分冷却水在盘卷时被包入钢卷内，导致该等钢卷冷却至室温后仍含有液态残水，此种含有残水现象的钢卷，极易造成钢带表面的氯离子浓化，进而发生孔蚀现象，而于酸洗后的产品表面上产生蚀坑的缺陷，请参阅图6，如图中箭头所示，可在此现有钢带表面观察到有多量的黑点，所述黑点就是所述蚀坑；而该钢带表面的蚀坑，会使该钢带在后续加工而成为成品时，造成成品的耐疲劳性能劣化，机械性质下降，使得成品的良率下降，经本申请发明人于任职的中国钢铁股份有限公司(也就是本发明申请人)，统计该公司以常用热轧制程产制双相钢的钢卷，记录其经过酸洗和涂油后的成品品质，发现其剔退率高达19.8％(请参图5所示)。

参阅图1，本申请发明人将现有具蚀坑缺陷的钢带，利用能量散布分析仪(Energy Dispersive Spectrometer，EDS)对该钢带的蚀坑作分析，得到在蚀坑的位置上除了有多量的铁元素外，尚有钙、钾、硫、硅、锰、金等元素外，还有多量的氯元素。

参阅图7，利用具有化学分析及光学显微镜功能的电子微探分析(Electron Probe Microanalysis；EPMA)，经检测后成像得到钢带表面的氯离子含量的分析，在图7中右侧标示能量的分布是由能量较低的深(黑)色往上向能量较高的白色呈现，而能量较低的深(黑)色部分代表氯离子含量较低，而能量较高的白色部分代表氯离子含量较高，所以从图7左侧可以看出来，除了外围有大致呈灰色的低能量分布外，近中心的部分还有大范围呈现白色的高能量分布，显现出在蚀坑位置的氯离子含量甚高。

借此推测，在冷却过程中，因为带有大量氯离子的冷却水来不及在高温下被扫除或汽化，而有大量含氯离子的水滞留在钢带的表面上，再卷入钢卷内，导致盘卷后，钢卷在冷却到室温的过程中，残留冷却水逐渐干涸，氯离子浓化，氯离子对钢带表面进行侵蚀，而使钢带表面形成多量的蚀坑。

此外，本申请发明人为进一步验证盘卷温度对于钢带表面蚀坑的影响，遂以JSH590Y钢种针对不同的盘卷温度，作了一项以其盘卷温度对其机械性质及其表面品质对于钢带表面蚀坑的测试实验，结果如表1所示，该JSH590Y钢种的抗拉强度下限值为590Mpa。

表1

由表1呈现的数据与结果可知，只有在高盘卷温度下，其蚀坑程度方能达到无～轻微，然而，其抗拉强度只至604Mpa，较接近590Mpa下限值，此容易造成产制出的产品强度不足，何况，前述已提及双相钢的冶金设计必须是在低盘卷温度下，因此，利用减少冷却水的喷出量以提高盘卷温度的方式，无法满足双相钢的冶金需求且效果相当有限。

再者，也有轧钢业者在常用热轧制程的盘卷步骤前，利用大量的空气喷向钢带表面，从而扫除残留在该钢带上的冷却水，然而，输送该钢带的速度很快，以喷气扫除钢带上残留的冷却水，其效果十分有限，使得改善蚀坑产生的结果并不理想。另外，也有为了防止蚀坑形成而缩短后续的精整、酸洗、涂油等过程，然而这也只是治标不治本，同样地，减少蚀坑的效果仍然不佳。