氧化铁皮控制技术的研究与发展

区域治理综合信息热轧时钢铁材料高温氧化铁皮的研究进展王彦成吉林建龙钢铁有限公司，吉林 吉林 132000摘要：我国自改革开放以来，铁制品的发展较为迅速，钢在冶炼过程中需要通过热轧环节，其中会产生不同程度的氧化反应，形成氧化铁皮，这在较大程度对资源造成较大的浪费，不但在一定程度上会降低表面质量，而且耐蚀性也会有一定的下降，这就需要对氧化铁皮的厚度与结构采取必要措施并实施有效的控制。

关键词：热轧；钢铁材料；高温氧化铁皮一、钢的热轧步骤钢在热轧过程中需要先对钢实施加热过程，当轧制的加热需要均衡的加热速度，达到一定温度时将钢柸取出并采用高压水去除表面的鳞，再将其放入粗轧机实施粗轧程序，再对其实施二次同时进行精轧，最后对其进行冷却与卷取。

此外，在对钢进行热轧时会形成不同类型的氧化铁皮[1]。

二、氧化铁皮的种类一次氧化铁皮：将板坯放于加热炉中进行加温至1200℃，在保温过程中钢坯表面氧离子与铁离子进行双向扩散，通过化学反应生成氧化铁皮，此种高温加热过程中形成的氧化铁皮由于是第一次产生氧化反应，形成“一次氧化铁皮”；二次氧化铁皮。

二次氧化铁皮是在第一次钢材氧化反应的基础上形成的，此阶段主要产生于坯料出炉后的粗轧环节，其中热轧环节需要去除一次氧化铁皮，并且坯料需要通过粗轧环节，在轧制过程中，高温状态中的粗轧与空气产生氧化反应，生成二次氧化铁皮；三次氧化铁皮。

钢坯粗轧后需要进行精轧才能制成成品板材，在进行精轧时，由于轧辊速度相对比较高，并且轧制时间相对比较短，会形成较薄的氧化铁皮，此种氧化铁皮叫作“三次氧化皮”[2]。

三、氧化铁皮的形成与结构氧化铁皮在形成过程中需要通过加热形成不同类型的氧化铁皮结构，如图1所示[3]。

图1中的氧化铁皮一共包含三层，其中包含外层、中间层以及内层，化学反应方程式分别为：2Fe+O2=2FeO；3Fe+2O2=Fe3O4；2Fe3O4+1/2O2=3Fe2O3；外层的Fe2O3主要是以红色为主，结构主要是密排六方结晶结构，结构相对致密，并且无法与酸性溶液相溶。

热轧带钢表面氧化铁皮控制与消除随着国民经济的快速发展，各种新技术的层出不穷都大大推动了钢铁行业的发展，作为国民经济的主导行业之一，钢铁行业对我国经济建设的发展有着极其重要的影响和作用，对此，必须引起高度的重视。

文章主要针对作为钢铁行业重要品种之一的热轧带钢在现阶段存在的一些问题进行简要的分析与总结，并针对其质量问题提出了相应的解决措施，从而减少成本的大量输出，提高整体的综合效益。

标签：热轧带钢；表面氧化；控制分析1 热轧带钢氧化铁皮控制技术及其发展1.1 热轧带钢生产工艺流程在进行生产工艺前，必须清楚的了解每一个板坯连轧施工作业方式，通常情况下，板坯是经由炼钢连铸车间的连铸机将其直接推入热轧板坯库，然后再经由加热炉加热进行连铸作业。

针对不能直接进行加热的板坯，可先将放入保温库然后通过吊车直接运送加热炉内进行加热。

这样做的目的不仅仅可以保证板坯不被损害且为直接轧制创造了可能。

连铸板坯是利用计算机技术进行数据的整合，通过辊道将其直接运送至板坯库，操作人员可以在其监视器上进行板坯相关问题的处理，针对不合格板坯可以直接进行核对，并进行登记输入，这样不仅仅提高了工作效率，还有效的避免了不合格板坯在生产过程中的使用，大大提高了质量，避免不必要损失的发生。

利用计算机进行整合管理也将成为未来钢铁行业发展的趋势之一。

普通板坯进行装炉连轧时，要按照相应的步骤进行连轧，这样才能保证其质量。

连轧过程中，要针对连轧板坯的数量、重量进行一一的核对，保证没有错漏的情况下就可以直接推入炉内进行辊道连轧，然后经过测试、定位再进行加热。

连铸和热轧作为不同的两种工艺，在直接热装轧制中都起到了至关重要的作用。

为了有效的降低生产成本，提高工作效率可以制定相同的生产计划，将合格的连铸板坯在指定的加热炉内进行加热，这样就减少了板坯反复运送的吊车作业，可以通过卸料直接进行热装板坯至加热炉内，板坯在经过了加热以后通过上料辊道由装钢机进行加热一定温度后，就可以按照轧制的要求拖钢，最后放在加热炉出炉的辊道上。

钢铁厂氧化铁皮绿色资源化处理技术研究专业：金属材料工程作者：李智涛导师：胡平摘要氧化铁皮（铁鳞）是轧钢厂在轧制过程中轧件遇水急剧冷却后钢材表面产生的含铁氧化物。

它占所处理钢材的3％～5％之间，其w(Fe)高达80％～90％，因此对氧化铁皮的综合利用很有必要。

利用氧化铁皮制备提纯氧化铁红粉末，可以用于生产高附加值的磁性材料。

既增加企业经济效益，又能减轻环境污染，还能缓解当前永磁铁氧体原料供应紧张的局势，具有非常重要的现实意义。

本文以钢铁厂固体废弃物氧化铁皮为研究对象，通过一系列的工艺过程制备提纯出氧化铁红粉末，此粉可用于生产高附加值的氧化铁红磁性材料，为氧化铁皮的无害化资源化综合利用提供一条有效途径。

取得的主要结论如下：（1）探索出提纯氧化铁红的工艺为：先进行铁鳞除油，然后是铁鳞盐酸溶解，再经过除杂，把得到较纯的亚离子溶液合成FeCO3，最后煅烧FeCO3得到氧化铁红粉末。

（2）具体工艺参数为：酸浸盐酸浓度6mol／l，酸浸温度80℃，酸浸时间30min，盐酸过量系数1.5。

此工艺条件下，铁的浸出率达94.5％。

制备FeCO3的工艺条件：FeCl2的初始浓度为0．8mol／l；CO32-：Fe2+摩尔比为2；反应时间为60min；反应温度80℃；搅拌速度为250r／rain；沉淀物在60℃下干燥1h。

所得FeCO3在600℃下煅烧2h，获得椭球形分散性较好的，平均粒径为50µm 的氧化铁红粉末。

（3）通过对钢铁厂氧化铁皮提纯得到的氧化铁红为纯相的Fe2O3，平均粒度为50µm，组织形貌为片层状且均匀，最后的化学成分也是含其他杂质元素较少，较为纯净，可用于磁性材料的生产。

关键词：氧化铁皮；资源化处理；氧化铁红。

Research on the treatment technology of iron and steel plant iron oxide green resourcesProfession: Metal material engineeringAuthor:LizhitaoSupervisor:HupingAbstractIr on oxide is a steel mill in the rolling process of iron oxide containing water rapid cooling after steel surface generation. It accounts for the treatment of steel 3% ~ 5%, the w (Fe) up to 80% ~ 90%, so the comprehensive utilization of the iron oxide is very necessary.The comprehensive utilization of iron scale, Its significance lies in the hot byproduct iron oxide into high value-added high-quality raw materials for producing magnetic material.High-grade production of high-purity iron oxide red by using these materials,Not only increase the economic efficiency of enterprises, but also can reduce the environmental pollution, but also alleviate the current permanent ferrite materials supply tensions, has very important practical significance.Iron oxide in iron and steel plant waste as the research object, through the process of preparing a series of purification of the iron oxide red this powder can be used for the production of red iron oxide magnetic materials with high added value, thus providing an effective way to scale the harmless resource utilization. The main results are as follows:(1)To explore the purification process of iron oxide redThe first iron scale removal of oil, and then the iron scale dissolving with hydrochloric acid, then after impurity removal, the synthesized FeCO3 ion solution of relatively pure, finally calcined FeCO3 iron oxide red powder .(2)The specific parameters of the experimental process1）The optimal reaction condition for preparing clean ferrous chloride solution: hydrochoric acid concentration is 6moL／l; leaching temperature is 80℃;leaching time is 30min; hydrochloric acid achieved while coefficient acid is1.5．The leaching recovery of iron could be 94．5％under the above reaction conditions.2) The optimal reaction condition for preparing iron oxide using sodium carbonate as precipitator is as follow:FeCl2concentration is 0.8mol／l; CO32-：Fe2+mole ratio 2;reaction time 60min;reaction temperature 80℃;agitating rate250r／min; The precipitate is desiccated l hour at the temperature of 60℃.Then the FeCO3be calcined 2 hour at 700℃．The powder of the ferric oxide obtained is spindle and well dispersed and the average grain size of the powder is around 50µm．（3）Based on the oxidation of iron steel plant pure iron oxide red pure phase of Fe2O3, the average particle size is 50 µ m, microstructure of lamellar and uniform chemical composition, last and other impurities containing fewer elements, more pure, can be used in magnetic materials production.Keywords：Mill scale；Resources processing ;Ferric oxide.目录1 综述 (1)1.1引言 (1)1.1.1 热轧氧化铁皮的形成机理与影响因素 (1)1.1.2 氧化铁皮的分类 (2)1.1.3 氧化铁皮的去除方法 (3)1.2铁鳞绿色资源化利用技术 (5)1.2.1铁鳞绿色资源化利用的常规方法 (5)1.2.2 铁鳞绿色资源化利用的新方法 (7)1.2.3铁鳞除油 (14)1.3本文研究内容及意义 (16)2 实验内容 (17)2.1实验原料 (17)2.2实验设备 (17)2.3实验工艺流程 (18)2.4实验过程 (19)2.4.1原料分析 (19)2.4.2铁鳞除油 (26)2.4.3铁鳞盐酸溶解，得到FeCl2溶液 (26)2.4.4进一步得到更加纯净的FeCl2溶液（除杂） (26)2.4.5 FeCO3的合成 (26)2.4.6煅烧FeCO3得到Fe2O3 (27)2.5测试表征 (27)2.6小结 (27)3 实验结果与分析 (28)3.1原料检测结果 (28)3.2全套湿法提纯工艺结果 (29)3.2.1铁鳞除油 (29)3.2.2铁鳞盐酸溶解，得到FeCl2溶液 (29)3.2.3进一步得到更加纯净的FeCl2溶液（除杂） (31)3.2.4 FeCO3的合成 (33)3.2.5煅烧FeCO3得到Fe2O3 (34)3.3氧化铁红粉末检测分析 (34)3.4本章小结 (36)4结论 (37)参考文献 (38)致谢 (41)1综述1.1引言氧化铁皮是轧钢厂在轧制过程中轧件遇水急剧冷却后钢材表面产生的含铁氧化物。

带钢生产中氧化铁皮的控制方法研究针对带钢生产中出现的氧化铁皮问题，分析了其形成原因和控制方法，并通过优化轧制工艺参数，分析了常见的五类氧化铁皮缺陷；并通过优化轧制工艺参数，明确了在实际生产中为减少氧化铁皮的形成所采取的适宜加热时间、开轧温度及终轧温度。

标签：氧化铁皮；热轧工艺参数；缺陷；开轧温度；终轧温度引言热轧带钢表面质量的影响因素有很多，如翘皮，划伤，氧化铁皮压入与细孔等[1]。

其中氧化铁皮的压入是表面质量控制的难点。

热轧过程中有30%的产量损失与氧化铁皮缺陷有关[2]。

钢坯在热加工时表层生成的金属氧化物就是氧化铁皮氧化铁皮[3]。

不同的轧制工艺决定了钢坯氧化铁皮的结构及厚度[4]，氧化铁皮结构基体层到最外层依次由FeO、Fe3O4、Fe2O3构成。

1 氧化铁皮的形成原因及控制方法钢坯在进入热轧之前需要进入加热炉中高温加热，由于炉内存在氧化性气体，很难做到无氧氛围，致使钢坯表面产生氧化铁皮，通常称作一次氧化铁皮。

一次氧化铁皮塑性差、脆而硬，粗轧时小颗粒状的氧化铁皮与基体相互挤压，使钢坯表面呈现凹坑。

引起带钢生产中出现的一次氧化铁皮压入缺陷的原因：（1）高压水除磷机设备不完善，喷嘴堵塞、磨损以及喷射距离不合理都会引起带钢表面除磷不彻底，导致一次氧化铁皮压入；（2）一次氧化铁皮与板坯界面结合力较强而难以用除磷机彻底清除，进而随板坯进入粗轧工艺[5]。

为防止此类缺陷产生，应确保过滤网无阻塞、除鳞水喷嘴畅通、高压水除鳞机水量充足[6]。

带钢在粗轧过程中要经过多道次轧制，粗轧时每个道次钢坯都会与空气和水接触产生二次氧化铁皮。

二次氧化铁皮需要经过粗轧和精轧之间的高压水除磷机去除，此时的氧化铁皮与带钢的表面应力小、脱落性差而难以去除。

如果二次氧化铁皮未清理干净而进行精轧就会导致二次氧化铁皮压入缺陷，对此二次氧化铁皮的清除需要保证除磷设备的正常运转和较强的水冷能力。

带钢在精轧过程和精轧后到最终卷曲冷却中生产的氧化铁皮称作三次氧化铁皮。

热轧带钢氧化铁皮控制技术要点摘要：氧化铁皮是钢坯在加工过程中所产生的一种物质，会对钢坯质量产生直接影响，所以必须明确氧化铁皮产生的具体原因，才能够制定科学的控制技术方案，将氧化铁皮产生的质量影响进行控制，是提高热轧带钢加工生产质量的有效方式。

因此，本文详细介绍了热轧带钢氧化铁皮的具体分类、形成机理以及组成，对氧化铁皮产生的影响因素进行全面分析，并阐明了氧化铁皮的控制技术要点，旨在进一步提高炼钢技术水平。

关键词：热轧带钢；氧化铁皮；控制技术；关键要点；发展我国钢铁行业发展受到很大阻碍，在国家政策的要求下，钢铁材料加工能耗不断提升，使得钢铁行业经济效益受到很大影响。

当前钢铁加工需要使用“减酸洗”甚至“免酸洗”的原材料产品，为了满足该需求，我国钢铁厂开始研发热轧免酸洗钢生产技术，其研究重点为发展氧化铁皮控制技术，在热轧过程中，氧化铁皮的压入是热轧带钢表面出现斑点等质量问题的主要原因，所以必须采用科学的控制技术，才能够降低氧化铁皮对钢材的质量影响，从而提高生产经济效益。

1热轧带钢氧化铁皮分类根据热轧带钢氧化铁皮产生的过程可以分为钢坯在加热炉内产生的一次氧化铁皮、进入精轧机组前生成的二次氧化铁皮以及精轧机组和冷却过程中产生的三次氧化铁皮。

在加热炉内产生的一次氧化铁皮厚度一般在1mm足有，随着加热时间的提高以及加热温度的提升，钢坯氧化铁皮的厚度也会不断增加，从而形成一层氧化铁皮覆盖在钢坯表面，通常会在除鳞箱内采用高压水将氧化铁皮去处；二次氧化铁皮通常在进入粗轧机前在除鳞箱和精轧机前采用高压水去除；三次氧化铁皮一般在轧制期间采用铁磷抑制剂、精轧温度控制以及卷取温度等方式对氧化铁皮的厚度进行控制，最后采用喷丸工艺将其去除[1]。

2热轧带钢氧化铁皮产生机理分析通常情况下，纯铁的氧化过程为铁→氧化亚铁（含氧量23.25%）→四氧化三铁（含氧量为27.64%）→氧化铁（含氧量30.04%）。

在对铁氧系热力学的分析中表明，铁在氧化过程中会形成许多独立物质，比如富氏体、铁内氧化物固溶体以及氧化固溶体等[2]。

热轧板带钢氧化铁皮产生原因及控制分析摘要：随着我国综合国力的持续提升，各行业都得到了更好的发展，其中，汽车工业与家电行业都得到了很好的发展。

同时，对钢板表面质量也提出了更高的要求，IF钢冷压板是比较常见的一种，由于缺陷需要经过多道工序，因此最终表现形式也比较复杂，各个生产厂家，炼钢厂与轧钢厂之间，由于不清楚问题的主要原因，而出现了责任互相推卸的问题，有的企业还采取了盲目的方式，浪费了较多的人力物力与财力。

为此，本文着重分析了热轧板带钢表面氧化铁皮的成因，并在此基础上给出了相应的处理对策。

关键词：汽车工业；表面质量；热轧板；处理对策引言：经仔细分析和了解，带钢表面氧化铁皮的压入对质量会造成很大的影响，也是经常出现的问题，会造成带钢加工性能不断下降，甚至会加大材料失效问题发生的可能性与几率，因此，工作人员要对氧化铁皮缺陷产生的主要原因展开深入的分析，然后通过科学的方式，将问题得到有效的解决，从而提高产品的整体质量，节省更多的费用，为企业带来更多的经济效益。

在此基础上，本文主要对热轧板带钢氧化铁皮产生原因以及控制策略进行深入探讨。

1.炉生氧化铁皮与控制被投入到加热炉中产生的氧化铁皮被称为炉生氧化铁皮，也可以被称为一次氧化铁皮。

在大量的实验中，我们发现，氧化主要是由两种元素扩散产生的，因为它的内部含有更多的铁离子，氧很少，因此会形成更低的氧化物，而更多的是更高的氧化物。

1.1炉生氧化体的影响因素分析分析后发现，产生氧化铁的原因有四个。

钢的氧化并不是一成不变的，它会随时间的流逝，温度的上升而加速，表面的温度越高，氧化的程度就越重，实际的氧化铁的厚度就越厚。

第二，在炉中形成。

在这种高温环境下，钢铁在炉子里呆的时间越久，生成的氧化铁就越多。

第三种，则是炉中的气体影响。

根据炉膛气氛对铸坯氧化度的影响，按从重到轻的顺序排列。

炉膛中的氧化性气体有：氧，二氧化碳，水，二氧化硫等。

还原气包括一氧化碳，氢气等。

通过有效地控制空气和燃料的比例，保证了容器处于微弱的还原状态，从而有效地控制了氧化反应。

热轧带钢氧化铁皮控制研究摘要：经过改革开放，我国经济得到了快速发展，尤其是钢铁生产工艺获得了比较快速的发展。

目前工业产业的快速发展，使得工艺制造企业的产品换代速度快速增加。

以前的冷轧钢生产技术在工业生产中应用相当普遍，随着工艺水平的提高，越来越多企业使用热轧钢替代冷轧钢。

但是热轧钢表面易出现氧化铁皮缺陷，因此如何提升热轧钢抗氧化能力已经成为了工艺生产的重点。

关键词：热轧带钢;氧化铁皮;控制技术;发展；氧化铁皮是一种带钢表面质量缺陷，热轧带钢表面氧化铁皮的控制，已成为衡量热轧产品质量的主要指标。

一、热轧带钢表面氧化铁皮的分类热轧带钢表面的氧化铁皮按热轧生产过程可以分成3种形态:(1)钢坯在加热炉内形成的一次氧化铁皮;(2)在进入精轧机组前形成的二次氧化铁皮;(3)在精轧机组和后续冷却过程中形成的三次氧化铁皮。

在加热炉内形成的氧化铁皮厚度一般在0.5-3.0 mm。

随着加热时间的延续和加热温度的升高，铸坯表面的氧化铁皮的厚度也逐渐增加，形成一层皮壳包裹在钢坯表面。

钢坯在加热炉内产生的一次氧化铁皮在轧制前，一般用轧机前的除鳞箱中的高压水将其去除。

二次氧化铁皮一般是由粗轧机前的高压水除鳞箱和精轧机前的高压水除鳞箱去除。

三次氧化铁皮可以通过在轧制过程中精轧机组投入铁鳞抑制水、控制精轧轧制温度和卷取温度等的措施来调整其氧化铁皮的厚度及与带钢基体结合的状态，在使用前再通过喷丸或酸洗等工序去除。

二、氧化铁皮生成的影响因素及控制措施1.影响一次氧化铁皮的生成和生长的重要因素有加热温度、加热时间、炉内气氛、钢种以及化学成分等。

（1）加热温度，钢的表面氧化速度随着加热温度的升高而加快，当温度在700℃以下时，氧化速度较慢;当温度达到700℃以上时钢表面氧化速度明显加快;900～1 300℃时钢表面激烈氧化，设900℃时氧化速度为1，则1 000℃时氧化速度将为2，1100℃时氧化速度为3．5，到1 300℃时氧化速度将高达7;上述氧化速度可用公式(1)来描述:（1）式中，h，w，L———板坯厚度、宽度和长度;M———单位质量板坯氧化铁皮的损失质量;t———生成氧化铁皮的时间;T———板坯温度;ρ———板坯密度;a，b———与钢种和炉内气氛有关常数。

Abstract:Scales are one of the important factors affecting Hot Roll Strip surface 。

Bring forward preventing measuresvia analysis and looking for forming reasons ，combining the action of bayi steel 1750hot roll mill.Key words:hot roll strip ；scales ；temperature联系人：刘小军，男，28岁，硕士研究生，乌鲁木齐（830022）新疆八一钢铁股份有限公司热轧厂E-mail ：liuxj3@降低热轧氧化铁皮的控制技术刘小军顾晓琳王涛靳博（新疆八一钢铁股份有限公司）摘要:氧化铁皮是影响热轧带钢表面质量的重要因素之一。

结合八钢1750热轧实际生产状况，分析与探讨其形成原因，提出了预防措施。

关键词:热轧带钢；氧化铁皮；温度中图分类号：TG334.9文献标识码：B文章编号：1672—4224（2010）01—0040—03Control Technology of Reducing Scale on Hot Roll StripLIU Xiao-jun ，GU Xiao-lin ，WANG-Tao ，JIN Bo（Xinjiang Bayi Iron &Steel Stock Co.Ltd)热轧产品表面质量中氧化铁皮压入缺陷是产品质量事故中比较头疼的问题。

特别是一、二次氧化铁皮的压入，严重影响产品的表面质量，引起质量异议。

尤其对于热轧生产的酸洗板等产品，对表面质量要求更高。

为此针对八钢1750热轧产生的氧化铁皮缺陷形成原因进行分析，提出预防措施，为生产高质量热轧产品提供经验。

1氧化铁皮的分类1.1氧化铁皮的形成及去除机理钢的氧化是两种元素在相反的方向扩散的结果，即炉气中的氧原子通过板坯表面向板坯内部扩散，而铁离子则由板坯内部向外扩散，当这两种元素相遇，在一定条件下就会生成氧化物，氧化铁皮从内向外依次为FeO 、Fe 2O 3、Fe 3O 4，并且氧化膜变得越来越致密[1]。