一种带钢热轧过程中脱碳衍变模拟研究方法与流程

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1.本发明属于带钢热轧研究技术领域，具体涉及一种带钢热轧过程中脱碳衍变模拟研究方法。

背景技术：

2.钢坯的脱碳不仅在加热过程中会出现，在冷却过程中也会出现，不同之处是冷却方式会造成不同深度的脱碳层。钢坯在热轧的生成过程中先后经过加热、轧制、冷却再到卷取，整个生产过程为连续化生产模式，钢坯从入炉到轧制再到成卷只经历一个较短的时间，而在此连续化生产期间，无法对其在轧线的各个关键区间进行取样分析脱碳层的变化情况，因而不能深入研究分析带钢在热轧生产过程中的脱碳衍变过程，进而无法提出针对性的减小带钢脱碳层的解决措施。如何弄清热轧过程中带钢脱碳衍变成为了行业内的技术难题。

技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本技术提供了一种带钢热轧过程中脱碳衍变模拟研究方法。，
4.本技术实施例提供了一种带钢热轧过程中脱碳衍变模拟研究方法，所述方法包括步骤：
5.制备带钢铸坯；
6.根据热轧工艺温度区间个数制备同等数量的带钢中间坯；
7.在第一气体气氛中对所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯加热至目标温度；
8.对所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯进行第一冷却处理；
9.对第一冷却处理后的所述带钢铸坯进行脱碳层检测，得到第一脱碳层检测结果；
10.在第一气体气氛中将第一冷却处理后的每一所述带钢中间坯分别加热至对应的目标温度，并在第二气体气氛中对具有目标温度的每一所述带钢中间坯进行保温；
11.对每一所述带钢中间坯进行第二冷却处理；
12.对第二冷却处理后的每一所述带钢中间坯进行脱碳层检测，得到第二脱碳层检测结果；
13.根据所述第一脱碳层检测结果和所述第二脱碳层检测结果输出检测报告，以实现模拟热轧产线带钢脱碳衍变过程的分析研究。
14.可选的，所述第一气体气氛为惰性气体气氛。
15.可选的，所述将所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯取出加热炉的出炉温度为1100℃-1300℃。
16.可选的，所述对所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯进行第一冷却处理包括步骤：
17.对所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯进行水淬或风冷；
18.去除所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯的氧化铁皮；
19.对所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯进行干燥，以完成第一冷却处理。
20.可选的，所述第二气体气氛为空气和水蒸汽的混合气体。
21.可选的，所述水蒸汽的质量为所述空气的5％-30％。
22.可选的，所述在第二气体气氛中对第一冷却处理后的每一所述带钢中间坯进行保温的保温温度为500℃-1300℃。
23.可选的，所述在第二气体气氛中对具有目标温度的每一所述带钢中间坯进行保温的保温时间为1min-40min。
24.可选的，所述对每一所述带钢中间坯进行第二冷却处理包括步骤：
25.对每一所述带钢中间坯进行水淬或风冷；
26.去除每一所述带钢中间坯的氧化铁皮；
27.对每一所述带钢中间坯进行干燥，以完成第二冷却处理。
28.本技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
29.本技术实施例提供的该方法，适用于热轧钢种生产质量基础技术研究工作，实施后对于热轧产线带钢脱碳衍变过程可进行实时研究，从而克服了在整个热轧生产过程连续化生产模式下无法对其在轧线的各个关键区间进行取样分析脱碳层的变化情况的技术性难题，从而为彻底摸清热轧生产过程中的带钢脱碳衍变情况奠定了坚实的基础。该发明为碳含量高或一些特殊钢种的在热轧生产过程中更深入的技术研究奠定了坚实的基础，解决了特殊钢种在连续化生产过程中无法在各个工艺区间取样研究脱碳层状况的行业内技术难题。
附图说明
30.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本技术实施例提供的一种带钢热轧过程中脱碳衍变模拟研究方法的流程示意图。
具体实施方式
33.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
34.图1为本技术实施例提供的一种带钢热轧过程中脱碳衍变模拟研究方法的流程示意图。
35.本技术提供了一种带钢热轧过程中脱碳衍变模拟研究方法，所述方法包括步骤：
36.制备带钢铸坯；
37.根据热轧工艺温度区间个数制备同等数量的带钢中间坯；
38.在第一气体气氛中对所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯加热至目标温度；
39.对所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯进行第一冷却处理；
40.对第一冷却处理后的所述带钢铸坯进行脱碳层检测，得到第一脱碳层检测结果；
41.在第一气体气氛中将第一冷却处理后的每一所述带钢中间坯分别加热至对应的目标温度，并在第二气体气氛中对具有目标温度的每一所述带钢中间坯进行保温；
42.对每一所述带钢中间坯进行第二冷却处理；
43.对第二冷却处理后的每一所述带钢中间坯进行脱碳层检测，得到第二脱碳层检测结果；
44.根据所述第一脱碳层检测结果和所述第二脱碳层检测结果输出检测报告，以实现模拟热轧产线带钢脱碳衍变过程的分析研究
45.s1：制备带钢铸坯；
46.具体而言，在本技术中实施例中，制备带钢铸坯的方式有多种，可以选择切削或者浇筑等方式进行，制备带钢铸坯的数量为1个。
47.s2：根据热轧工艺温度区间个数制备同等数量的带钢中间坯；
48.具体而言，在本技术中实施例中，制备带钢中间坯的方式有多种，可以选择切削或者浇筑等方式进行，带钢中间坯的数量和热轧工艺温度区间个数相同，比如热轧工艺温度区间个数为4个，则制备4个带钢中间坯。
49.s3：在第一气体气氛中对所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯加热至目标温度
50.具体而言，在本技术中实施例中，加热炉中充满第一气体，可以用于对待加热物体进行加热。当制备得到1个带钢铸坯和4个带钢中间坯后，可以将1个带钢铸坯和4个带钢中间坯放入加热炉中。
51.所述第一气体气氛为惰性气体气氛，加热炉中充满惰性气体，比如为氩气等惰性气体，当加热时，惰性气体不会与带钢铸坯和带钢中间坯发生反应，而且也可以对带钢铸坯和带钢中间坯起到保护作用，防止其与空气、氧气等气体在高温条件下发生反应。
52.所述将所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯取出加热炉的出炉温度为1100℃-1300℃。需要指出的是，选择1100℃-1300℃作为出炉温度时，则意味着加热炉的加热温度高于或者至少等于1100℃-1300℃，在此温度下，带钢铸坯和所有带钢中间坯能够充分模拟实际情况下的工艺温度得到充分的加热，保证后续的分析结果真实可靠。
53.s4：对所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯进行第一冷却处理；
54.在本技术实施例中，所述对所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯进行冷却处理包括步骤：
55.对所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯进行水淬或风冷；
56.去除所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯的氧化铁皮；
57.对所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯进行干燥。
58.具体而言，在本技术实施例中，待对带钢铸坯和所有带钢中间坯进行加热后，此时为了对带钢铸坯和所有带钢中间坯进行冷却，可以选择水淬或者风冷的方式作用于带钢铸坯和所有带钢中间坯，以带走带钢铸坯和所有带钢中间坯上的热量，降低带钢铸坯和所有带钢中间坯的温度，而后采用刮刀去除带钢铸坯和所有带钢中间坯的氧化铁皮，并使用干
燥剂等试剂对带钢铸坯和所有带钢中间坯进行干燥，以去除其表面的水分，防止带钢铸坯和所有带钢中间坯与空气进行氧化反应，保证后续的分析结果真实可靠。
59.s5：对第一冷却处理后的所述带钢铸坯进行脱碳层检测，得到第一脱碳层检测结果；
60.具体而言，在本技术实施例中，当对带钢铸坯和所有带钢中间坯进行干燥后，将所有带钢中间坯放入加热炉中，等待进行后续反应，对带钢铸坯进行脱碳层检测，可以得到第一个检测数据。
61.s6：在第一气体气氛中将第一冷却处理后的每一所述带钢中间坯分别加热至对应的目标温度，并在第二气体气氛中对具有目标温度的每一所述带钢中间坯进行保温；
62.具体而言，在本技术实施例中，由于整个热轧工艺温度区间个数为4个，分别为a、b、c和d，此时将加热炉内部目标温度调整为a，并在第一气体气氛中加热1个带钢中间坯，而后将加热炉内部目标温度调整为b，并在第一气体气氛中加热1个带钢中间坯，而后将加热炉内部目标温度调整为c，并在第一气体气氛中加热1个带钢中间坯，而后将加热炉内部目标温度调整为d，并在第一气体气氛中加热1个带钢中间坯，也就是说，4个带钢中间坯分别在a、b、c和d的目标温度下进行了加热操作。
63.所述第二气体气氛为空气和水蒸汽的混合气体。在高温下，空气和水蒸汽的混合气体与带钢进行氧化反应，并在保温情况下持续保证氧化反应充分。
64.在本技术实施例中，所述水蒸汽的质量为所述空气的5％-30％。
65.具体而言，在本技术实施例中，当水蒸汽的质量为空气的5％-30％时，可以保证带钢的氧化反应充分。
66.在本技术实施例中，所述在第二气体气氛中对每一所述带钢中间坯进行保温的保温温度为500℃-1300℃。
67.在本技术实施例中，所述在第二气体气氛中对每一所述带钢中间坯进行保温的保温时间为1min-40min。
68.具体而言，在本技术实施例中，当保温温度为500℃-1300℃且保温时间为1min-40min时，可以保证带钢的氧化反应充分。
69.s7：对每一所述带钢中间坯进行第二冷却处理；
70.在本技术实施例中，所述对每一所述带钢中间坯进行冷却处理包括步骤：
71.对每一所述带钢中间坯进行水淬；
72.去除每一所述带钢中间坯的氧化铁皮；
73.对每一所述带钢中间坯进行干燥。
74.具体而言，在本技术实施例中，待对每一带钢中间坯进行加热后，此时为了对每一带钢中间坯进行冷却，可以选择水淬的方式作用于每一带钢中间坯，以带走每一带钢中间坯上的热量，降低每一带钢中间坯的温度，而后采用刮刀去除每一带钢中间坯的氧化铁皮，并使用干燥剂等试剂对每一带钢中间坯进行干燥，以去除其表面的水分，防止每一带钢中间坯与空气进行氧化反应，保证后续的分析结果真实可靠。
75.在本技术实施例中，所述对每一所述带钢中间坯进行冷却处理包括步骤：
76.对每一所述带钢中间坯进行风冷；
77.去除每一所述带钢中间坯的氧化铁皮；
78.对每一所述带钢中间坯进行干燥。
79.具体而言，在本技术实施例中，待对每一带钢中间坯进行加热后，此时为了对每一带钢中间坯进行冷却，可以选择风冷的方式作用于每一带钢中间坯，以带走每一带钢中间坯上的热量，降低每一带钢中间坯的温度，而后采用刮刀去除每一带钢中间坯的氧化铁皮，并使用干燥剂等试剂对每一带钢中间坯进行干燥，以去除其表面的水分，防止每一带钢中间坯与空气进行氧化反应，保证后续的分析结果真实可靠。
80.s8：对第二冷却处理后的每一所述带钢中间坯进行脱碳层检测，得到第二脱碳层检测结果；
81.s9：根据所述第一脱碳层检测结果和所述第二脱碳层检测结果输出检测报告，以实现模拟热轧产线带钢脱碳衍变过程的分析研究
82.具体而言，在本技术实施例中，当对每一带钢中间坯进行干燥后，将每一带钢中间坯进行脱碳层检测，可以得到第二个检测数据，并汇聚前述得到的第一个检测数据可以得到检测报告。
83.实施例1：
84.利用搭建的实验炉平台，依据热轧实际生产中各个工艺区间的温度范围制定出铸坯、中间坯样品的出炉温度为1100～1300℃、保温温度为300～500℃、保温时的保护气氛为防止氧化脱碳的惰性气体、空气气氛下的保温时间为1min-40min，并根据需要模拟的工艺温度区间个数提前制作好对应钢种样块的数量并进行实验前的称重记录。
85.每次实验时，将打磨后的中间坯样品连同铸坯样加热至出炉温度后，一起取出进行水淬或风冷，去除氧化铁皮，并用进行干燥。
86.铸坯样进行脱碳层检测。
87.剩余中间坯样品一同放入炉内继续在全保护气气氛中加热至目标温度，之后切换成在空气+水蒸汽(5％-30％)气氛条件下按照目标温度进行保温，之后立即进行水淬或风冷，去除氧化铁皮进行干燥留下一个样品进行脱碳层检测。剩余中间坯样品依次按照轧线不同工艺区间温度重复进行上述实验过程。待所有样品检测完成后，即可实现模拟热轧产线带钢脱碳衍变过程的分析研究。
88.本技术提供的一种带钢热轧过程中脱碳衍变模拟研究方法，适用于热轧钢种生产质量基础技术研究工作，实施后对于热轧产线带钢脱碳衍变过程可进行实时研究，从而克服了在整个热轧生产过程连续化生产模式下无法对其在轧线的各个关键区间进行取样分析脱碳层的变化情况的技术性难题，从而为彻底摸清热轧生产过程中的带钢脱碳衍变情况奠定了坚实的基础。该发明为碳含量高或一些特殊钢种的在热轧生产过程中更深入的技术研究奠定了坚实的基础，解决了特殊钢种在连续化生产过程中无法在各个工艺区间取样研究脱碳层状况的行业内技术难题。
89.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除
在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
90.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：

1.一种带钢热轧过程中脱碳衍变模拟研究方法，其特征在于，所述方法包括步骤：制备带钢铸坯；根据热轧工艺温度区间个数制备同等数量的带钢中间坯；在第一气体气氛中对所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯加热至目标温度；对所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯进行第一冷却处理；对第一冷却处理后的所述带钢铸坯进行脱碳层检测，得到第一脱碳层检测结果；在第一气体气氛中将第一冷却处理后的每一所述带钢中间坯分别加热至对应的目标温度，并在第二气体气氛中对具有目标温度的每一所述带钢中间坯进行保温；对每一所述带钢中间坯进行第二冷却处理；对第二冷却处理后的每一所述带钢中间坯进行脱碳层检测，得到第二脱碳层检测结果；根据所述第一脱碳层检测结果和所述第二脱碳层检测结果输出检测报告，以实现模拟热轧产线带钢脱碳衍变过程的分析研究。2.根据权利要求1所述的带钢热轧过程中脱碳衍变模拟研究方法，其特征在于，所述第一气体气氛为惰性气体气氛。3.根据权利要求1所述的带钢热轧过程中脱碳衍变模拟研究方法，其特征在于，所述将所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯取出加热炉的出炉温度为1100℃-1300℃。4.根据权利要求1所述的带钢热轧过程中脱碳衍变模拟研究方法，其特征在于，所述对所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯进行第一冷却处理包括步骤：对所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯进行水淬或风冷；去除所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯的氧化铁皮；对所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯进行干燥，以完成第一冷却处理。5.根据权利要求1所述的带钢热轧过程中脱碳衍变模拟研究方法，其特征在于，所述第二气体气氛为空气和水蒸汽的混合气体。6.根据权利要求5所述的带钢热轧过程中脱碳衍变模拟研究方法，其特征在于，所述水蒸汽的质量为所述空气的5％-30％。7.根据权利要求1所述的带钢热轧过程中脱碳衍变模拟研究方法，其特征在于，所述在第二气体气氛中对第一冷却处理后的每一所述带钢中间坯进行保温的保温温度为500℃-1300℃。8.根据权利要求1所述的带钢热轧过程中脱碳衍变模拟研究方法，其特征在于，所述在第二气体气氛中对具有目标温度的每一所述带钢中间坯进行保温的保温时间为1min-40min。9.根据权利要求1所述的带钢热轧过程中脱碳衍变模拟研究方法，其特征在于，所述对每一所述带钢中间坯进行第二冷却处理包括步骤：对每一所述带钢中间坯进行水淬或风冷；去除每一所述带钢中间坯的氧化铁皮；对每一所述带钢中间坯进行干燥，以完成第二冷却处理。

技术总结

本申请涉及一种带钢热轧过程中脱碳衍变模拟研究方法，包括：制备带钢铸坯和带钢中间坯；在第一气体气氛中对所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯加热至目标温度；对所述带钢铸坯和所有所述带钢中间坯进行冷却处理；将所有所述带钢中间坯放入加热炉中；对所述带钢铸坯进行脱碳层检测；在第一气体气氛中将每一所述带钢中间坯分别加热至对应的目标温度；在第二气体气氛中对每一所述带钢中间坯进行保温；对每一所述带钢中间坯进行冷却处理；对每一所述带钢中间坯进行脱碳层检测；根据脱碳层检测结果输出检测报告。输出检测报告。输出检测报告。