(整理)乳化液斑迹的形成机理及对策.
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乳化液知识培训1.油浓度它是指分散在乳化液中的油含量。
它对轧制油的性能有很大的影响,浓度越高,轧制润滑性越好,反之亦然。
2.PH值它是指乳化液中的H+浓度。
PH值小于7呈酸性,PH值大于7呈碱性,PH值等于7呈中性。
一般地乳化液的PH值呈酸性。
3.皂化值皂化值的数字是指轧制油中油脂、酯的份量。
由乳化液的皂化值的变化可推算出乳化液中杂油的含量,一般地乳化液中杂油的含量应≤20%。
4.铁皂在轧制中生成的RCOOFe称为铁皂(脂肪酸铁)。
铁皂值达到一定程度后会出现以下问题:1)钢板表面脏污现象严重;2)新油补充后,浓度的应答性很差。
5.铁粉铁粉是吸附在油滴表面混杂在乳化液中的,吸附在油滴上的铁粉越来越多,就容易引起油滴间的结合,使乳化液的粒径变大。
乳化液浓度越高,乳化液中的铁粉也就越多,反之亦然。
铁粉多时有利于轧制润滑,过多时会出现钢板脏污现象,磁棒过滤器的功率对乳化液中铁含量有较大影响。
6.酸值酸值的数值表示轧制油中脂肪酸的量。
1)脂肪酸的优点:酸基对钢板表面有较强的附着力,因此它对润滑性和防锈性都很好。
2)脂肪酸的缺点:脂肪酸过多,将会促进油箱以及管道的腐蚀,此外还将生成大量铁油泥,使钢板表面及轧机机组的脏污急剧增加。
7.电导率一般指乳化液的导电能力,是电阻的倒数。
8.温度温度是个管理项目,它对性能有很大的影响。
1)温度较低时容易出现的问题:①润滑不良,轧制力升高,振动现象多发;②容易产生轧后钢板表面脏污现象;③钢板表面水分蒸发困难,钢板容易生锈。
2)温度较高时容易出现的问题:①乳化不安定,附着量增加,容易产生打滑现象;②蒸汽大量产生,污染工作环境。
乳化液在轧制过程中的润滑和冷却乳化液在冷轧中的主要作用是润滑和冷却。
在轧制过程中,轧制变形区产生的高温使乳化液产生油水分离,油吸附在轧辊与钢板表面形成油膜,起到润滑作用。
冷轧过程中的主要润滑方式有:①边界润滑:它一般是在低速及高速轧制时形成,膜厚一般为0.008μm。
5.3 乳化液斑(Emulsion marks)【定义与特征】是残留在钢带表面的裂化乳化液,随机的分布在钢带表面,形状不规则,颜色发暗。
经退火的钢板表面呈现不规则的或像小岛状的黑斑或褐色图形.实例见图5-4~图5-7【原因分析】由于冷轧带卷进罩式炉前,局部表面存在浓缩乳化液。
这种浓缩乳化液以油为主包含少量水份,油层中水份在室温下与铁氧化的速度很低,随着温度升高、氧化的速度迅速增大,若气化成为水蒸汽,则与带钢表面发生强烈的化学反应,不断生成氧化铁。
在轧后存放和退火低温预热阶段,氧化铁已经形成。
钢卷被加热到油的蒸发温度时,少量油被保护气氛带走,大部分油进入或浮在早己生成的疏松氧化铁上面形成斑迹1、板型不良,乳化液易在浪形部位浓缩;2、带钢表面残留乳化液多,浓度大,提供浓缩乳化液的来源;3、温度高、时间长,温度高浓缩快,时间长浓度高;只有当乳化液浓缩成油状,才会产生斑迹以上三个条件产生局部浓缩的乳化斑必要条件,缺一不可【鉴别与判定】根据定义特征可用肉眼判定,不易与其他缺陷混淆。
【检查与判断】1、精整生产发现时应退料处理,重新返修平整以挽救;2、成品板表面轻微乳化斑可做成品或降级处理,严重者,由于不利涂漆焊接,易生锈,需判不合格【预防措施】1、加强吹扫通过强有力的压缩空气吹扫,可以减少或消除板面残留的乳化液、消除浓缩乳化液的来源。
2、减少漏油通过加强管理,减少系统漏油,提高残留乳化液的蒸发速度。
3、控制板型中间浪的部位是积存乳化液的部位,也是保护气体不易进人的封闭紧贴区域,轧制时应避免产生中间浪的板型。
4、疏通物流加强物流管理、缩短罩式炉前库库存周期,减少残留乳化液的浓缩。
对可能36产生乳化液斑迹的钢卷提前装炉。
5、控制退火退火过程中在300℃保温提高油的蒸发率,可减轻乳化液斑迹。
6、采用新型乳化液采用抗碳化性能和抗氧化性能强、流动性好(倾点温度低)的乳化液,以降低乳化斑形成机率。
【图片】图5-4 ↑(有斑)图5-5↑(无斑)图5-6 附着物乳化液斑缺陷图5-75.4 氧化色(Oxidation Color)【定义与特征】冷轧钢带退火后在钢带表面呈现的黄色或蓝色痕迹,罩式炉退火后在钢带边部呈S 形,在连续退火情况下,变色痕迹会均匀的分布在整个钢带表面。
乳化液斑迹的形成机理及控制作者:陈治国来源:《中国科技博览》2017年第15期[摘要]乳化液斑迹是长期困优冷轧产品的一种表面缺陷,一直得不到根本解决,本文在分析和模拟试脸数据的基础上,分析了乳化液斑迹的成因及形成机理,并提出了控制乳化斑的对策。
[关键词]乳化液斑迹;形成机理;控制措施;中图分类号:U381 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)15-0021-01引言乳化液斑迹是一个长期困扰冷轧产品表面质量的问题,自开工以来虽几经攻关,但一直未取得突破,主要是因为未弄清其产生的原因和机理。
乳化液斑迹仍是影响带钢表面质量的主要缺陷。
为此我们再次组织攻关,研究乳化液斑迹的形成机理并在此基础上进一步研究其对策。
一、乳化液概述1、乳化液的功能乳化液的主要功能有冷却、润滑、防锈等,不同的化学性能对其功能都有一定的影响。
冷却功能主要是冷却轧件和轧辊,减少轧件变形,提高板形精度,延长轧辊寿命,进而能提高轧制速度和压下量,提高生产率。
水基的合成乳化液冷却性能相对较好,但如受杂油、污垢污染或有油乳析出,会降低冷却性能。
冷却性能还和乳化液系统的设计,如乳化液流量、喷射方式和系统容积等有关。
现有的乳化液中均加有各种润滑添加剂,如脂肪酸油、酸胺酷、聚合物等,它们可起到轧制润滑的作用,能有效降低轧辊和轧件之间的摩擦,提高产品精度和表面光洁度,延长轧辊寿命。
乳化液的防锈功能主要来自配方中的有机胺盐或无机盐类防锈添加剂及钝化剂,它对轧件的防锈保护仅为工序间的防锈,一般为一周左右,并视环境温度和湿度而不同,此外也防止轧机的锈蚀。
乳化液有一个最低防锈粘度,它视产品而异,一般约4环。
如配液中的Cl-含量较高,则Cl-会穿透金属表面钝化膜,造成轧件点蚀,此时应设法降低其含量。
2、乳化液的指标要求(见表1)二、乳化液斑迹的形成机理1、乳化液斑的形成过程带钢在轧制卷取时,有乳化液卷人带卷层之间,严重时可用肉眼看到层与层之间有乳化液挤出,在卸卷后到重卷的存放时间内,因带卷的温度较高达到110~130℃,加之带钢表面和残留乳化液中有铁粉存在,随着乳化液水分的蒸发,乳化液中各种化学成分浓度增加,加速了各种化学反应的进行.最后各种反应物与带钢机体形成的锈蚀结合,沉积在带钢表面形成难以擦除的乳化液斑迹。
乳化液润滑冷轧铝板表面缺陷分析乳化液作为润滑剂在冷轧铝板表面中起着至关重要的作用,能够有效地降低摩擦系数和延长轧辊的使用寿命。
但是,在实际生产过程中,乳化液的使用也会引起一些表面缺陷,如泡沫、异色、花印等问题,严重影响铝板表面质量。
因此,本文将对乳化液润滑冷轧铝板表面缺陷进行分析和探讨,以期对于乳化液的正确使用和表面质量的提升提供一些参考和帮助。
一、缺陷种类与特征1、泡沫缺陷泡沫缺陷是最常见的表面缺陷之一,其主要特征为涂层表面出现不规则的气泡,严重时会影响铝板表面的质量。
通常泡沫缺陷的成因是由于乳化液在使用过程中,乳化剂的稳定性不足,表面张力较小,容易产生泡沫。
此外,还可能是由于空气污染、杂质等因素引起的。
2、异色缺陷异色缺陷是指涂层表面明显出现色差现象,主要是因为乳化剂、添加剂等的不同,导致涂层颜色变化,对于铝板表面的美观性和涂层掩盖力有着很大的影响。
3、花印缺陷花印缺陷是指涂层表面出现明显的桔皮状和波纹状纹路,这是由于乳化液分散性不均匀,导致涂层中局部的乳化液浓度过高或过低所引起,极大地降低了铝板表面的质量。
二、缺陷成因分析1、泡沫缺陷成因分析泡沫缺陷的成因主要可归为以下几点:(1)乳化剂稳定性差:乳化剂在使用过程中,容易受到环境变化的影响,其稳定性会发生改变,从而导致乳化液泡沫化现象的发生。
(2)表面张力小:乳化液属于表面活性剂的范畴,表面张力小的情况下,其表面上的液体分子就更容易发生聚集,产生气泡和泡沫。
(3)污染:乳化液在使用过程中会受到空气、尘埃等污染物的影响,从而使得泡沫的产生加剧。
2、异色缺陷成因分析异色缺陷的成因主要可归为以下几点:(1)乳化剂不同:乳化剂的配方不同,其对于铝板表面的涂层颜色也会产生不同的影响,导致出现异色缺陷。
(2)添加剂杂质:添加剂杂质的含量会影响涂料的颜色稳定性,从而引起铝板表面的质量问题。
3、花印缺陷成因分析花印缺陷的成因主要可归为以下几点:(1)乳化液分散性不均匀:乳化液在冷轧过程中不易完全分散开来,会留下一些局部的浓度差异,从而引起花印的产生。
-70- 浅析冷轧带钢表面缺陷成因及控制措施 □新余钢铁股份有限公司 廖海秋 刘胜赫 / 文冷轧产品表面的质量对提高整个产品质量有重要作用,也使对其市场的前景有决定作用的关键因素,本文主要对冷轧带钢表面的缺陷进行分析,然后提出一些控制的措施,进而促进行业发展。
冷轧带钢 表面缺陷 成因 控制措施自2011年新钢冷轧厂投产以来,通过不断摸索和改进,取得骄人的成绩,被广泛用于汽车、家电、建筑、食品等行业。
社会在不断发展,人们对冷轧带钢的表面要求也不断提高,对表面的缺陷进行控制受到更多的关注,控制的水平高低已经成为向高端客户供货的重要因素。
表面缺陷种类与形成的原因比较复杂,炼钢和热轧以及冷轧甚至用户的使用,各个环节都可能使表面出现缺陷,成因会涉及组织生产、技术和设备,以及管理操作和工艺等,通过在处理质量异议中,收集并分析部分表面质量缺陷。
冷轧带钢表面出现的缺陷的及成因(A)孔洞翘皮(B)夹杂(1)炼钢来料方面的缺陷,比如孔洞、夹杂、翘皮等这一缺陷在炼钢和热轧时就已经出现,在进行冷轧是不能消除并暴露。
孔洞在规格比较薄的冷轧带钢内,是一种比较常见的缺陷,一般在铸坯内表面的裂纹、卷渣和夹杂等在轧制时形成,孔洞可以使用肉眼进行识别,对于高速运行的带钢而言,可以使用一些仪器设备进行检测。
夹杂则是因为在板坯内残留的颗粒状夹杂物质,经过冷轧之后,沿着轧制的方向,颜色为灰白、灰黑或者黑色的长条状的缺陷,没有规律的在带钢的表面分布,一些夹杂在经过热轧是就会在表面暴露,但是一些夹杂只有经过冷轧后在可以在表面暴露。
出现夹杂的原因主要是:钢液在凝固时,夹杂物逐渐向内弧侧不断上浮,然后集聚形成;或者因为结晶器钢水出口角度出现了偏差,造成保护渣被卷进铸坯的表层然后形成;热轧加热炉内耐火的材料落入带钢的表面形成。
(2)热轧来料方面缺陷氧化铁皮压入。
直接在厚度为12毫米的胚料表面,黏上热轧氧化铁皮,热轧到1毫米,然后冷轧到0.4毫米。
冷轧板锈斑、板面发黄原因及解决方案摘要:本文阐述了从冷轧机至平整机整个生产过程中冷轧板表面质量缺陷黄带的形成机理和改进工艺提高表面质量的过程关键词:锈斑板面发黄;冷轧退火平整;乳化液DISCUSSION ABOUT FORM MECHANISM ANDTECHNIC IMPROVING ON WET TEMPER STAINING AND RUST OF COLD ROLLINGPLATEZhang QingHua Huang RuiXiang Liu QianLiang(Cold Rolling Plate,HBIS Group Hansteel Company ,Handan Hebei056015 )1前言:冷轧卷锈斑、板面发黄、平整液残留多,一直是制约冷轧产品质量提高的关键问题。
另外,平整液大量残留导致冷轧板面污迹斑斑。
这使得冷轧板生产组织相当被动,给我厂冷轧板的生产特别是产品质量带来了很大影响。
因此减少冷轧板锈斑、表面发黄和平整液斑迹,对于提高产品质量、优化生产组织具有重要现实意义,必将产生巨大的经济效益。
2 板面发黄的成因分析2.1板面发黄和锈斑的形成机理目前,国内外关于冷轧板黄带和锈蚀的成因,有两种解释理论。
扼要概述为:2.1.1氧化锈蚀机理:钢板的锈蚀过程是一种化学反应过程,锈蚀产物为铁的氧化物。
产生锈蚀应具备两个条件:(1)板面有水存在。
(2)板带直接与空气接触,环境有氧气。
此外,环境温度、湿度、板面表面缺陷(夹杂、麻面、划伤等缺陷)、存放时间等都会导致锈蚀的迅速生成并扩大。
锈蚀产生机理见图1。
图1图12.1.2电腐蚀机理(1)钢板表面清洁度差:钢板中部残留的铁粉、残碳多于两侧,因此,中部与两侧自然形成电位差。
在被污染的部位产生电腐蚀反应。
(2)钢板平整过程中,原氧化膜部分被破坏,新老界面间形成电位差。
(3)钢板结构差异,正常部位与缺陷部位形成电位差。
(4)钢板表面残留的平整液成为电腐蚀过程的电解质。
工艺润滑对冷轧板乳化液斑的影响昆钢板带冷轧车间代杰摘要本文着重分析昆钢四辊可逆冷轧机组对带钢乳化液斑残留的影响及原因,并提出采取的措施。
关健词乳化液斑冷轧板清洁度1.引言随着工业的发展和产品竞争的加剧,生产厂商更加重视冷轧带钢表面质量,表面清洁度已成冷轧带钢的一项关键指标。
2. 乳化液斑的产生及过程处理变形前滑区,形成滑动摩擦,产生大量小于1μm的铁粉微粒,这些铁粉微粒同时存在磨粒磨损,又增加表面吸附面积,吸附更多的轧制油及其它碳氢化合物。
其中水分形成水蒸气同铁粉微粒发生化学反应生成氧化铁,这样在铁粉微粒间就产生空隙,使水蒸气与添加剂和钢板产生氧化反应,板面氧化部位形成疏松氧化铁层,存留在带钢表面乳化液斑的缺陷特征:带钢表面呈不规则的斑点、象小岛状的灰黑色或黄褐色的大小不等的长条图形。
斑迹的轮廓线圆滑,轻微的用手可以擦除。
缺陷一般出现在带钢的边部或中部的浪形区,及板形不良区。
全氢罩式炉退火可大量降低表面残留物,但由于钢卷板面卷紧部位有浓乳化液的存在,产生部分乳化液斑迹,影响带钢表面质量。
由于轧后工序使用罩式退火炉,无其它清洗工序,因此在轧制工序减少表面残留物,是冷轧板表面质量的重要环节。
3.可能存在问题问题一:现使用乳化液明显润滑不足,为改善润滑状况使用乳化液浓度过高,使轧制后带钢表面铁粉微粒吸附更多更浓的轧制油。
问题二:酸洗后的带钢板面由于粗糙度大,到轧机有时残留物多。
轧辊虽有镀铬辊,但粗糙度相对大,工作辊毛化不理想。
问题三:轧机漏油较多,虽然经治漏成效显著,但由于设备原因,出现不稳定漏油,乳化液中杂油很难分离。
降低杂油含量就要增加轧制油消耗。
问题四:轧后板形控制相对差,容易在边浪部位带乳化液,轧机出口防溅板位置不准,工作辊直径大,产生轧制前滑区滑动位置多,产生轧制铁粉多,要求乳化液润滑性高。
问题五:轧后板温度低,不利于板面残油挥发。
问题六:乳化液没有备用箱,更换乳液时间长,不能做到彻底清洗,清洗轧机后杂物很大一部分存在机架下,生产后又冲回乳液箱,造成清洗轧机后乳化液指标超。
宝钢经验乳化液斑迹的形成机理及对策摘要乳化液斑迹是长期困优宝钢冷札产品的一种表面缺陷,一直得不到根本解决,本文在大全理化分析和模拟试脸数据的基础上,分析了乳化液斑迹的成因及形成机理,并提出了减少斑述发生率应采取的对策。
关健词冷轧带钢表面缺陷乳化液班迹1 引言乳化液斑迹是一个长期困扰宝钢冷轧产品表面质量的问题,自开工以来虽几经攻关,但一直未取得突破、主要是因为未弄清其产生的原因和机理.乳化液斑迹仍是影响带钢表面质量的危敌。
为此我们再次组织攻关,研究乳化液斑迹的形成机理并在此基础上进一步研究其对策。
2 斑迹的物理化学检验分析我们这次攻关重在研究清楚斑迹形成的机理,为此我们课题组做了大量的理化分析试验,以确定乳化液斑迹的成份2.1 电子探针能谱分析从能谱分析上看,斑迹的主要组成元素是C、0、Fe.其它元素均没有明显的峰值:与此相比,无斑迹但有锈迹的冷轧板表面C含量非常低。
2.2 俄歇(AFS)电子谱定量分析俄歇电子能谱分析斑迹表面的主要组成元素也是C、0、Fe(98%),这与电子探针分折一致;斑迹表面C元素含量都很高,超过了Fe元素:由表面向钢板内、C元素含量随深度增加而递减,Fe元素随深度增加而递增,我们课题组认为C 元水来自油,覆在班迹表面,下面的Fe、O元素为化合态,即氧化铁。
2.3 X-射线光电子能谱(XPS)X-射线光电子能谱检测证实斑迹物质结构为氧化铁,其中混合有碳(油);碳铁比与斑迹的厚度、色泽有关,斑迹厚和色泽浓的C/Fe比高,这表明斑迹是油和氧化铁的混合物,表层是油渍,里层是氧化铁。
2.4 穆斯堡尔背散射谱检测穆斯堡尔背散射谱检侧进一步证实斑迹中的氧化铁以四氧化三铁为主,并证实斑迹中虽然含有Fe、C元素.但没有铁碳化合物,表明铁和油没有发生化学反应。
2.5 表面碳分析表面碳分析显示:有斑迹试样表面与班迹带钢相比,表面有机碳的量和峰值要高出几倍至几十倍,即斑迹表面的含油量比无斑迹的高出几倍至几十倍;有斑迹试样表面的有机碳挥发较慢,峰值向右移,表明该有机碳代表的油挥发较慢;有斑迹试样表面有机碳的挥发曲线右侧出现拐点.说明斑迹中存在两种以上的油:该分折还说明油并未与铁发生化学反应而生成某种铁碳化合物,而是独立存在的.被加热时油仍能自由挥发出来2.6 热重分析(TGA)经分析发现轧机所使用的其它油种,蒸发开始温度均高于N428轧制油.蒸发率除液压油DTE-26以外均低于N128轧制油,即这些油的挥发性能低于N428轧制油,另外发现各种油在315°C时均有较大的挥发速率。
3 模拟试验为进一步研究斑迹形成机理,验证物化检验的结果,课题组进行了一系列模拟试验:3.1 含杂油的乳化液蒸发试验物理化学分析表明油参与了斑迹形成过程,对于乳化液斑迹来说,油是通过乳化液而进人带钢表面的,因此有必要研究杂油进人乳化液后的挥发特性。
蒸发试验以油膜轴承油:液压油:稀油=3:2:1配制成杂油,以N428轧制油为基油配制杂油量分别为10%,20%,30%,40%,50%,60%的七种试验油,再分别配制成浓度3%的乳化液,在老化试验箱内分别进行60°C保温15小时及在室温、50°C,70°C,90°C,120°C进行不同时间蒸发两种试验。
试验表明:•在低温下乳化液中混人杂油后其中水份蒸发速度大大降低;•在相同温度相同时间内乳化液中杂油越多蒸发份越少,成线性关系;•在试验条件下没有杂油的乳化液中水份可以完全挥发,含有杂油的乳化液不能完全挥发。
模拟钢卷卷内乳化液蒸发试验也得出相同的结论。
清净轧制油的一个特点就是配制成乳化液后其中的水份可以在低温条件下较快的挥发。
如果附在带钢表面的乳化液混有杂油。
则油膜下面的水份较难蒸发,要等油挥发之后才能够完全蒸发。
在此之前包括存放和低温预热阶段,水份以水蒸汽的状态存在,对铁是强氧化剂,将使带钢局部氧化。
3.2 模拟带钢表面斑迹退火试验将叠层试样用螺栓装订成叠,并在每两片之间的两头各夹一块方形垫片,在中部形成0.7mm的空隙,在方形垫片部位则处子压紧状态。
在方形垫片和空隙间分别涂上试验用乳化液,然后在自动温控管式炉中进行模拟退火。
试验表明:•只有叠层中被压紧部位才产生斑迹;•产生斑迹的部位在退火前有可见油迹,有油迹被压紧的部位必有斑迹形成。
•在试验条件下,适当延长退火升温各阶段保温时间,可使斑迹减轻、减薄。
•在同样条件下,含杂油量多的乳化液易产生斑迹且斑迹厚而浓,呈油黑色,含杂油少的斑迹薄而淡.呈黄色。
•经搅拌均匀、无蒸发期、含不同浓度杂油的各乳化液、在退火中均不产生斑迹,. •经搅拌后经过不同时间静止后在乳化液表面取液进行试验的,叠层中均产生斑迹,静止时间越长斑迹越厚;4 斑迹产生的原因和机理分析4.1斑迹产生的原因由理化试验和模拟试验推断带钢表面产生乳化液斑迹的主要原因是由于冷轧带卷进罩式炉前,局部表面存在浓缩乳化液。
这种浓缩乳化液以油为主包含少量水份,油层中水份在室温下与铁氧化的速度很低,随着温度升高、氧化的速度迅速增大,若气化成为水蒸汽,则与带钢表面发生强烈的化学反应,不断生成氧化铁。
在轧后存放和退火低温预热阶段,氧化铁已经形成。
钢卷被加热到油的蒸发温度时,少量油被保护气氛带走,大部分油进入或浮在早己生成的疏松氧化铁上面形成斑迹。
经调查分析以下三种情况并存容易产生局部浓缩的乳化液:•板型不良.乳化液易在浪形部侧浓缩。
•带钢表面残留乳化液多,浓度大.。
•提供浓缩乳化液的来源温度高、时间长,温度高浓缩快,时间长浓度高;只有当乳化液浓缩成油状,才会产生斑迹。
这三条都是必要条件,缺一不可。
4.2 斑迹形成机理分析综合各种现代化学方法分析结果,表明带钢斑迹是由氧化铁和油组成,氧化铁分布在斑迹内层,紧靠基体,油分布在斑迹外层,浮在表面。
氧化铁和油两种物质之间并未发生化学反应,仅仅是一种混合物。
这一认识可以使斑迹机理研究从分别研究油的物理过程和铁的化学反应入手。
4.2.1 油的物理过程含有轧制油和杂油的乳化液残留在带钢表面,卷取时积存于由板型缺陷而形成的封闭紧贴区域。
在温度和时间的影响下,乳化液中的大部分水份蒸发,形成浓缩乳化液,在退火过程中,由于杂油的混人,延长了油的蒸发时间,故浓缩油开始蒸发时油层中的水份早已成为水热汽,油层阻止水蒸汽蒸发.从而加强了水蒸气与带钢表面的氧化反应,而且在油蒸发结束之前有足够的时问进行氧化反应。
另一方面,浓缩杂油总是积存在带卷的封闭紧贴部位.退火时虽经历一个蒸发过程,但一部分油汽被封闭在紧贴部位蒸发不出来,而滞留在疏松的氧化铁层里、与氧化铁一起形成带钢表面的斑迹。
4.2.2 铁的氧化过程宝钢2030冷轧罩式炉退火保护气体大部分是高度纯净的95%N+5%H,流量,进口露点一42,炉内露点一30~40。
炉内整体为还原性保护气氛,铁的氧化反应自由能>0,氧化铁趋向被分解。
因此,从整体上看罩式炉退火工艺是光亮退火,不会产生斑迹。
对于某个钢卷局部,即积存浓缩乳化液的紧贴部位。
在退火过程中,浓缩乳化液中的水份形成水蒸汽使铁发生氧化反应:在570°C 以上在570°C 以下水蒸汽使铁氧化在570°C以下生成四氧化三铁,借助氧化热力学来判断反应的方向。
反应的吉布斯自由能变化为:――反应平衡常数――退火过程中水蒸汽和氢的分压比就罩式炉整体而言,炉内露点很低,还原气氛强,>,氧化铁分解被氢气还原。
但在积存浓缩乳化液的局部,在退火过程中,浓缩乳化液完全蒸发之前,油层中的水份己处于水蒸汽状态。
在那里<,反应向生成氧化铁方向进行,同时氧化动力学原理告诉我们随着反应温度的上升,氧化反应会越发强烈.随着反应时间的延长氧化膜的厚度会增加。
4.2.3 浓缩油和氧化铁的相互作用乳化液斑迹形成过程中油和氧化铁互为因果.只有带钢表面发生氧化并且油浸润到氧化铁里,才形成斑迹。
有提供了产生氧化铁的反应物.氧化铁成为有的寄生地,两者缺一都不会形成斑迹5 减少乳化液斑迹的对策从以上理论分析可以看出,形成斑迹的主要原因是局部存在浓缩乳化液,要减少斑迹首要任务就是要减少浓缩乳化液形成的机率,对此课题组制定了以下对策: •加强吹扫通过强有力的压缩空气吹扫,可以减少或消除板面残留的乳化液、消除浓缩乳化液的来源•减少漏油通过加强管理.减少系统漏油,提高残留乳化液的蒸发速度。
•控制板型中间浪的部位是积存乳化液的部位,也是保护气体不易进人的封闭紧贴区域,轧制时应避免产生中间浪的板型。
•疏通物流加强物流管理、减少罩式炉前库库存周期,减少残留乳化液的浓缩。
对可能产生乳化液斑迹的钢卷提前装炉。
•控制退火退火过程中在315°C保温提高油的蒸发率,可减轻乳化液斑迹。
6 应用效果根据理论研究的结果和提出的对策,我们从1996年下半年起在现场逐步采取相应的改进措施,乳化液斑迹发生串逐年下降,取得了明显的效果。
7 结论形成带钢表面乳化液斑迹的原因是钢卷内部存在浓缩乳化液。
形成机理是浓缩乳化液中的水份在较高温度下变为水蒸汽与带钢表面发生强烈的氧化反应生成氧化铁。
浓缩油既是氧化剂又阻碍水份蒸发,并溶人氧化铁成为斑迹。
减少斑迹应从加强吹扫、减少漏油、控制板型、疏通物流和控制退火五个方面加以解决。
实践证明,采取上述对策措施,可使乳化液斑迹发生率大幅下降,达到较为令人满意的效果。
唐钢经验唐钢冷轧薄板厂“乳化液斑”攻关成效显著年可创效六百多万元唐钢冷轧薄板厂生产技术部QC小组为不断提高冷轧产品精度和档次,针对带钢表面“乳化液斑”现象开展攻关,并获得成功,年可创效600多万元。
近日,该小组荣获全国冶金行业全面质量管理小组优秀奖。
该厂冷轧生产线是国内引进的首台产量最高的可逆式冷轧机组。
该生产线试车投产以来,由于吹扫系统设计缺陷等原因,产品存在带钢表面“乳化液斑”现象,直接影响下道工序的镀锌板和退火板的表面质量,并导致轧制油消耗偏高和环境污染。
针对这一问题,该厂从今年2月份开始组织开展QC小组攻关活动,技术人员现场跟班观测研究,对现有设备和自动化程序进行改进。
他们完善原设计方案,修订了系统参数,严格工艺执行规程。
经过5个月的艰苦攻关,到8月份成功解决了这个难题。
目前,冷硬卷板表面质量光亮洁净,轧制油消耗由0.8kg/吨钢降到0.5kg/吨钢,达到行业领先水平,每年可多创效600多万元。
攀钢经验攀钢冷轧厂提升产品质量出新招进入3月份后,冷轧厂在认真总结上月产品质量工作的同时,根据新钢钒下发的《2007年质量改进项目计划》,有步骤地改进产品质量缺陷,着力提升冷轧产品的实物质量,增强冷轧产品的市场竞争力。
在轧制工艺上,冷轧厂大规模实行轧机下线薄料内圈的点焊工作,防止下线钢卷内圈松动,在原料吊运过程中和开卷过程中产生划伤质量缺陷,提高成材率;完善在线乳化液浓度检测仪的功能,极力控制平整斑缺陷产生;优化酸洗切边定尺和轧制工艺,提高轧制宽度精度,杜绝窄尺、锯齿边等质量缺陷产生。