SPHC
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SPHC热轧带钢氧化铁皮难酸洗的原因及对策
作者:宋凤莲
来源:《职业·中旬》2011年第11期
SPHC带钢氧化铁皮“难酸洗”主要表现为:带钢边部酸洗“黑带”、部分带钢氧化铁皮难酸洗去除、酸洗后表面色泽发灰。
“难酸洗”造成酸洗机组的生产速度、产能降低,还会影响冷轧机组的乳化液、轧辊的使用。
笔者应用多种试验分析方法,探讨SPHC带钢氧化铁皮难酸洗的原因及其有效的改进措施。
一、试验方法
试样为2.3~3.0mm的SPHC热轧带钢。
在热轧各轧机机架出口处,分别取样,分析热轧精轧机架对SPHC热轧板表面氧化铁皮的影响。
用扫描电镜测量氧化铁皮厚度,观察带钢酸洗后的表面形貌、氧化铁皮与基体的界面结合形态,并分析氧化铁皮内部各相成分,定量分析氧化铁皮中的氧化物相的组成。
用粗糙度仪测定带钢表面粗糙度。
二、试验结果分析
1.氧化铁皮厚度的扫描电镜测量分析
对常规热轧工艺的MPHC带钢,沿板宽方向,距带钢边缘100mm处、板中央测量氧化铁皮平均厚度依次为:18µm、11µm。
带钢边部氧化铁皮增厚,是由于带钢卷取后冷却缓慢,带钢边缘100mm处为高温、富氧状态,氧化铁皮会继续增厚、相变,从而使该处氧化铁皮较其他部位难酸洗,容易形成边部酸洗“黑带”。
“CT550℃前段层流冷却”工艺的氧化铁皮厚度明显减薄,仅约6~8mm,SPHC带钢氧化铁皮厚度约8µm,减薄有利于酸洗。
2.氧化铁皮与基体结合面的粗糙度分析
各机架出口处热轧板取样观察,氧化铁皮与基体的界面在F1机架后变得粗糙.且F1-F6各机架后的板表面粗糙度相近,相同条件下酸洗后的带钢表面粗糙度值较大。
除鳞水的水质碱性可造成带钢表面氧化趋势增加,带钢氧化铁皮易于生长。
Fl机架残留,甚至轻微浅压入,带钢氧化铁皮与基体的界面在F1机架后变得较粗糙,提高了氧化铁皮的粘附性,导致酸洗后的氧化铁皮不易脱落、出现灰暗色泽,难酸洗。
3.酸洗试验分析
酸洗试验表明,“CT640后冷”酸洗板表面有大量的、较深的麻坑,“CT550前冷”酸洗板表面呈较扁平、狭长的“皱印”,酸洗后表面“皱印”细腻、均匀。
前者氧化铁皮与基体粘附性强,难酸洗。
后一种氧化铁皮与基体粘附性较差,易酸洗。
4.氧化铁皮的相组成和结构分析
后段层流冷却(常规工艺)的氧化铁皮容易形成交织形结构,局部有时形成增厚的、具有发达的菊花状微观结构的红色氧化铁皮。
“CT550℃前段层流冷却”工艺的氧化铁皮更容易形成明显的2层微观结构。
氧化铁皮一般由2-3种成分不同的氧化物相组成,分别是FeO、
Fe304、Fe203,一定条件下,还有游离Fe的析出。
用能谱仪进行能谱分析,氧化铁皮背散射电子相中的深灰色相、浅灰色相、白色亮点相的氧含量逐渐减少。
x衍射分析表明,氧化物相含量在不同工艺条件下也存在差别。
宝钢试样中的Fe304含量很高,却容易酸洗,其原因是氧化铁皮厚度薄、氧化铁皮与基体界面粗糙度低、氧化铁皮与基体的粘附性较差。
也有研究认为,薄板表面氧化铁皮酸洗质量取决于氧化铁皮中FeO含量和形貌,FeO含量高的氧化铁皮致密,不易酸洗干净,FeO含量低的氧化铁皮疏松,易酸洗干净。
实际上,带钢氧化铁皮的酸洗难易程度是由其厚度、致密度、各氧化物相的含量比例、显微结构、氧化铁皮与带钢基体的粘附性等因素决定的。
三、改善带钢可酸洗性的对策
带钢表面氧化层的厚度及组成决定于热轧后其表面的氧化及冷却条件。
在热轧设备无法改变情况下,主要尝试优化层流冷却工艺的方法,同时降低单位轧制计划的里程数,降低氧化铁皮与带钢基体界面的粗糙度。
采用“CT550前层流冷”工艺时,使氧化铁皮的厚度明显减薄,改善可酸洗性,同时保证满足冷轧供料的力学性能和冷轧轧制力要求。
“CT550前层流冷”工艺生产的SPtIC带钢平均酸洗速度基本达到酸洗机组的最大酸洗速度,酸洗后表面色泽也明显改善,产品的主要力学性能符合冷轧原料标准要求,冷轧的轧制力上升不明显,对冷轧机架的轧制负荷影响不大。
四、结论
第一,带钢成分不是SPHC带钢氧化铁皮“难酸洗”的根本原因。
带钢边缘酸洗“黑带”缺陷的主要原因是局部氧化铁皮增厚。
第二,氧化铁皮与带钢基件的界面越粗糙,氧化铁皮与带钢基体的粘附性越强,越容易形成微观氧化铁皮浅压入,导致带钢酸洗后的氧化铁皮不易脱落、酸洗后出现灰暗色泽,难酸洗。
第三,带钢氧化铁皮的酸洗难易程度由其厚度、致密度、各氧化物相的含量比例、显微结构、氧化铁皮与带钢基体的粘附性等因素决定。
第四,调整层流冷却工艺、降低单位轧制计划的里程数可改善带钢氧化铁皮的可酸洗性,同时又能保证满足冷轧供料的力学性能和冷轧轧制力要求。
(作者单位:开封技师学院)。