氧化铁皮在轧钢中影响及控制
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氧化铁皮在热轧中成因及预防唐山国丰热轧薄板厂许国超1983年3月生,毕业河北理工大学机械学院,摘要:氧化铁皮是影响热轧带钢表面质量的重要因素之一。
通过分析与探讨其形成原因,提出预防措施。
关键词:热轧带钢、氧化铁皮、除鳞前言热轧产品表面质量中氧化铁皮压入缺陷是许多厂产品质量中比较头疼的问题。
特别是一、二次氧化铁皮的压入,经酸洗后,在粗糙的坑底常伴有未除净的氧化铁皮颗粒,严重影响后工序冷轧板的表面质量,造成产品质量下降,引起争议,势必影响到经济效益。
为此对氧化铁皮压入缺陷的形成原因进行分析,提出预防措施,并为相关改进工作提供判断依据。
1.氧化铁皮缺陷的分类及各自的形貌1.1氧化铁皮缺陷的分类钢坯表面与高温炉气生成的炉生氧化铁皮称为一次氧化铁皮;在轧制过程中表面氧化铁皮脱落,热的金属表面与水和空气接触,会生成新的氧化铁皮,称为二次氧化铁皮;在精轧机内由于轧辊的表面氧化形成的氧化铁皮称为轧辊磨损氧化铁皮。
1.2各类氧化铁皮压入的形貌在钢坯出炉及轧机轧制过程中钢坯上下表面的氧化铁皮粘在钢坯或钢板上,不能与钢分离、脱落,氧化铁皮冷却后其硬度大于热坯硬度,在轧制过程中,被压入钢板中,使得带钢表面形成各种形貌的氧化铁皮压入缺陷,从而影响表面质量。
一次氧化铁皮压入缺陷呈小斑点、大块斑痕和带状条纹形式不规则地分布在带钢上,常伴有粗糙的麻点状表面;二次氧化铁皮呈颗粒状压入,分布多象分散的盐;轧辊磨损氧化铁皮呈黑褐色,小舟状,相对密集、细小、散沙状、细摸有手感。
2.各类氧化铁皮产生的原因2.1一次氧化铁皮压入产生的原因2.1.1加热方面的原因⑴加热温度高加热时间长;⑵炉内气氛不好,供入风量过大;⑶炉内形成负压,吸入冷风;⑷炉内加热温度低于规程规定的最低温度过多。
在加热过程中,若出现上述情况的一种或数种,在出钢轧制时,氧化铁皮便会粘在钢坯、钢板上,不容易被清除掉,从而形成一次氧化铁皮压入缺陷。
2.1.2除鳞设备方面原因⑴高压水压不足;⑵喷嘴磨损严重,能力小;⑶高压水嘴堵塞;⑷高压水未能集中喷射到钢坯表面上;⑸除鳞喷嘴(喷嘴角度)装配不当;⑹喷射距离不佳;⑺除鳞时序不当;〔8〕设备投入不足。
轧钢专业质量检验工考试:轧钢质量检查工(中级)考试试题1、单选型钢断面形状不正产生部位是()。
A、冷床B、加热炉C、导卫D、剪切机正确答案:C2、填空题一根轧件同时在()或两个以上的机架中轧制为连(江南博哥)续轧制。
正确答案:两个3、问答题什么是钢材产品标准?正确答案:钢材的产品标准是生产单位和使用单位在交货和收货时的技术依据也是生产单位制订工艺和判定产品的主要依据。
4、填空题根据轧制温度轧制分为()和热轧。
正确答案:冷轧5、问答题轧制的目的如何?正确答案:轧制的目的是使产品断面形状,尺寸精度,内部组织,物理机构性能及表面质量符合标准要求。
6、单选热锯机由()机构,进给机构和移位机构组成。
A、砂轮B、曲柄C、锯切D、滚筒正确答案:C7、填空题钢材是经压力加工成()的材料。
正确答案:各种形状8、单选前滑是轧件水平速度()轧辊水平速度分量的现象。
A、小于B、大于C、等于D、小于,等于正确答案:B9、单选在冷床上或辊道上喷水或喷雾冷却或将钢材浸入水中强制冷却属()冷却方式。
A、空冷B、堆冷C、水冷D、缓冷正确答案:C10、问答题轧件温度过高为什么不容易咬入?正确答案:因为轧件温度过高,表面的氧化铁皮几乎起润滑作用,咬入就困难。
11、问答题加热温度高低对轧制有什么影响?正确答案:钢的加热温度的高低直接影响轧机的产量,产品的产量,电能的消耗,设备安全,使用寿命及其技术经济指标。
12、单选金属的实际结晶温度总是()理论结晶温度。
A.低于B.高于C.等于D.不小于正确答案:A13、单选轧制时,轧件依赖于工作辊给它的()便其进入辊缝。
A.正压力B.作用力C.摩擦力D.重力正确答案:C14、单选引起型钢产生歪扭和变形的原因是型钢各部位在冷却过程中()。
A、温度不均B、未空步C、未空水D、未风冷正确答案:A15、单选冷料装炉后开始应慢速加热,当温度大于()0C后,可以用较快的加热温度。
A.500B.600C.700D.800正确答案:C16、单选应用()提高了轧制生产中的高技术含量。
冷轧酸洗工艺中氧化铁皮的去除摘要:冷轧工艺是轧钢工艺中的关键环节,而酸洗是冷轧中的重要工艺过程,本文通过介绍轧钢工艺中氧化铁皮的产生原因和去除方法,以及盐酸酸洗的相关知识,促进轧钢工艺的创新发展,提升钢铁产品的质量。
关键词:冷轧;酸洗;酸洗质量;氧化铁皮随着我国现代化进程的快速飞跃成长,人们对于钢产品要求也日益提高,这就要求我们不断的总结和创新传统的轧钢工艺。
轧制前对带钢进行酸洗有两个目的:一是为彻底暴露金属表面缺陷以备进行清理;二是对冷加工原料洗去表面氧化铁皮,从而提高成品表面光洁度。
1成因热轧金属由于在高温下的氧化作用,被加热金属表面产生膜状氧化物-氧化铁皮。
随加热时间的延长,氧气通过最初形成的氧化膜向金属内部扩散,在原有氧化膜的基础上形成新的、逐渐加厚的氧化层。
在开始阶段形成的氧化膜是铁的低氧化物FeO,在温度接近900℃时,氧化铁皮可以明显地分为三层,最外层是高氧化合物Fe2O3,中间层为磁性高氧化合物Fe3O4,紧贴金属的内层是FeO。
酸洗溶解上述氧化铁皮却不明显浸湿在氧化铁皮膜下面的金属铁本身,因此保留了金属的原来表面,酸洗后的带钢表面呈现非常的银亮。
氧化铁皮的生成受以下主要因素影响:(1)加热温度:低温时氧化铁皮的生成量很少,金属温度在850—900℃开始显著增加,高于1200℃时急剧增加。
(2)加热延续时间:随加热延续时间增加,氧化铁皮的生成量增加。
(3)加热时炉内的气:炉内气体按其性质可分为氧化性气氛O2、CO2、H2O;还原性气氛CO、H2;及中性气氛N2三类。
前两类在数量上所占的比例决定了炉内气氛的氧化或还原的能力。
炉内氧化气氛越浓,金属表面生成的氧化铁皮就越多。
(4)金属的化学成分:被加热金属的化学成分决定了所生成氧化物的物理性质。
组织致密而粘着性较强的氧化铁皮,能增强抵抗气体扩散与渗入的能力。
这种氧化铁皮一旦生成后,就能在一定程度上起到保护金属免受继续氧化的作用。
反之,多孔性与粘着性较差的氧化物,将缺乏这种抵抗能力。
中厚板氧化铁皮压入缺陷形成原因及控制策略陈强发布时间:2021-11-10T05:51:38.293Z 来源:《基层建设》2021年第22期作者:陈强[导读] 利用电子扫描显微镜(SEM)和电子光谱仪(EDS)对氧化铁层厚度和氧化铁度及底层进行了分析,以检测中厚板缺陷;结合加热过程中钢板表面形成一次氧化铁的机理,生产试验确认,钢板表面的氧化铁由于铁橄榄石附着而无法去除宝武集团新疆八一钢铁股份有限公司轧钢厂中厚板分厂摘要:利用电子扫描显微镜(SEM)和电子光谱仪(EDS)对氧化铁层厚度和氧化铁度及底层进行了分析,以检测中厚板缺陷;结合加热过程中钢板表面形成一次氧化铁的机理,生产试验确认,钢板表面的氧化铁由于铁橄榄石附着而无法去除,在轧制过程中压在钢板表面,然后在冷却过程中剥离花斑缺陷形成,为此,提出了加热和轧制过程的控制措施,有效地提高了钢板表面的质量。
关键词:中厚板;氧化铁皮;压入缺陷;加热工艺;除鳞在中厚板热轧生产中,铁氧化皮的去除缺陷一直是钢板表面质量缺陷,难以消除。
一点点可以通过手工研磨去除氧化铁皮压入,但在生产过程中,钢板表面,特别是均热炉加热的钢板,往往被大面积铁皮压人。
在轧制后的翻板检查中,发现大面积铁皮压人单双面,形成不同深度的麻坑或沟痕,严重影响成品表面质量,影响合同交付时间,增加生产成本。
一、氧化铁皮构成及压入缺陷的形成机理由于环境成分和化学成分不同,一次氧化铁层是由磁铁(Fe3O4)组成的灰黑色鳞层;二次氧化铁是由 FeO 和 Fe3O4 等粒子组成的红色鳞层。
板坯加热炉出炉后,用高压水除鳞后粗轧,钢板表面产生二级氧化铁层。
由于横向轧制的影响,二次氧化铁的厚度相对较薄钢板与二次氧化铁皮界面应力小,剥离性能差,如果高压喷射不能完全消除二次氧化皮,二次氧化皮仍留在钢板表面。
在这种情况下,产品表面会有缺陷。
二、试验材料及方法中厚板厂生产的钢板存在深坑缺陷(或斑点缺陷)。
钢板表面应用后不平整,如图 1 所示,影响用户使用。
轧钢专业质量检验工考试:轧钢质量检查工(中级)1、单选不同的金属的晶体结构()。
A.相同B.不同C.大致相同D.不可比较正确答案:A2、单选热轧型钢的主要工序为:原料准备、加热、轧制、()。
A、(江南博哥)酸洗B、精整C、退火D、锯切正确答案:B3、问答题按炉送钢制度的主要作用是什么?正确答案:(1)便于生产组织和统计分析;(2)防止钢质混乱,保证产品质量;(3)有利于开展试验研究,改进生产工艺,促进生产技术的发展。
4、填空题型钢按其断面形状可分为简单断面和()。
正确答案:复杂断面5、填空题裂纹缺陷一般呈直线形,有时呈()正确答案:“Y”形6、单选材料在结晶过程中释放的潜能与散失的热量()。
A.不等B.不确定C.相等D.无法测量正确答案:C7、单选氧化铁皮压入钢材表面,冷却后氧化铁皮脱落形成()。
A、耳子B、划伤C、凸起D、凹坑正确答案:D8、填空题钢材是经压力加工成()的材料。
正确答案:各种形状9、填空题板带轧机支持辊有辊套,用高压油来控制辊套鼓凸的大小以调整()。
正确答案:辊型10、单选轧机调整不良,两边压下量不一致,易产生()。
A、中间波浪B、单侧波浪C、镰刀弯D、楔形正确答案:C11、问答题简述钢的加热目的?正确答案:钢的加热目的是提高塑性,降低变形抗力,以便于轧制。
钢在加热过程中,还可以消除铸锭(坯)带来的某些组织缺陷和应力。
12、单选轧件表面啃伤或划伤,再轧形成()。
A、耳子B、划线C、折迭D、裂纹正确答案:C13、填空题钢卷未卷紧,层与层之间有()称松卷。
正确答案:间隙14、问答题型钢的一般生产工艺流程是什么?正确答案:型钢的一般生产流程如下:钢坯——加热——轧制——锯切——冷却——辊矫——检验——堆放——入库15、填空题型钢轧机机座布置方式分为:横列式、纵列式、布棋式和()。
正确答案:连续式16、单选轧制板带时要特别注意板型,并且尽量()轧制压力。
A、减小B、增加C、不考虑正确答案:A17、单选成品入口夹板间隙过大或松动,进钢不稳,而产生()。
轧钢工技能鉴定800问(401-600)轧钢工技能鉴定理论复习题401-600401、钢材的冷却方式包括( )。
A、空冷B、水冷C、缓冷D、堆冷正确答案:ABC402、( )措施能提高轧机的作业率。
A、减少换辊时间B、减少切头长度C、减少轧件断面D、减少轧制事故正确答案:AD403、( )等因素是影响成材率的因素。
A、烧损B、溶损C、切损D、不合格品正确答案:ABCD404、表示钢材工艺性能的是( )。
A、铸造性能B、锻造性能C、焊接性能D、切削加工性能正确答案:ABCD 405、表示轧机规格的数据有( )。
A、轧辊的直径B、轧辊长度C、轧辊的辊身长度D、板带的宽度正确答案:AC 406、产品标准的内容包括( )A、品种(规格)标准B、技术条件C、试验标准D、交货标准正确答案:ABCD 407、产品标准检验项目主要有( )。
A、拉伸试验B、冲击试验C、弯曲试验D、落锤试验正确答案:ABC408、产品标准是衡量产品质量的依据,是提高和保证产品质量,实现产品( ),提高经济效益的重要手段。
A、标准化B、系列化C、通用化D、连续化正确答案:AC 409、常用轧辊的材质有( )。
A、合金铸钢B、工具钢C、合金锻钢D、铸铁正确答案:ACD410、从广义的角度分析,轧辊的材质包括( )。
A、材料B、制造工艺C、轧辊的型式D、轧辊要求正确答案:ABC411、粗轧最大侧压量受( )等工况条件的限制。
A、主传电机功率B、轧件宽厚比C、立辊孔型D、轧制速度正确答案:ABC412、当钢坯处于( )时,可提高加热速度。
A、钢坯断面较小B、钢坯断面较大C、含碳量较少D、含碳量较高正确答案:AC413、低温轧制的缺点是( )。
A、增加了轧制力、轧制力矩和轧制功率。
B、降低了轧制材料的塑性。
C、影响轧材的咬入,降低了道次压下量D、减少了氧化铁皮对轧辊的磨损。
正确答案:ABC414、对影响轧制压力的因素及影响结果表述正确的有( )A、随绝对压下量的增加,轧制压力增加B、其他条件一定时,随轧辊直径加大,轧制压力降低C、随轧制温度的升高,轧制压力减小D、随摩擦系数的增加,轧制压力增大正确答案:ACD415、对轧辊辊径的要求,下列说法正确的有:( )A、有足够的强度B、有一定的耐磨性能C、表面应平滑、光洁,无麻点和裂纹D、要有足够的表面硬度正确答案:ABCD 416、对轧辊辊身的要求,下列说法正确的有:( )A、要有很高的强度B、要有足够的刚度C、要有良好的内部组织稳定性D、要有足够的表面硬度正确答案:ABCD417、防止断辊的方法有( )。
轧钢除磷的作用
轧钢除磷是指在热轧钢生产中,利用高压水除磷系统,将钢坯表面的氧化铁皮(也称为磷皮)去除的过程。
轧钢除磷的作用是提高钢坯表面的质量,防止氧化铁皮在轧制过程中被轧辊压入,造成成品表面的凹凸痕迹、脱落、裂纹等缺陷。
轧钢除磷还可以改善钢坯的内部组织和性能,提高钢坯的塑性和延展性,降低钢坯的硬度和脆性,减少轧制过程中的开裂和断裂。
轧钢除磷还可以节约能源和材料,降低生产成本和环境污染。
因为高压水除磷系统可以在常温下进行,不需要加热或添加化学剂,也不会产生酸雾或废水
轧钢除磷的方法主要有四种,分别是爆破法、机械法、变形法和高压水清除法。
下面简要介绍一下这四种方法的特点和优缺点:
爆破法是利用高温高压气体或蒸汽对钢坯表面进行冲击,使氧化铁皮脱落的方法。
这种方法操作简单,效果明显,但是耗能大,噪音大,安全性差,容易造成环境污染。
机械法是利用刮刀、刷子、喷砂等机械装置对钢坯表面进行刮除、刷洗、喷射等物理作用,使氧化铁皮脱落的方法。
这种方法成本低,操作方便,但是效果不稳定,容易损伤钢坯表面,也会产生一定的噪音和粉尘。
变形法是利用轧辊或锤头对钢坯表面进行轧制或锤击,使氧化铁皮与基体材料分离的方法。
这种方法效果好,能够同时改善钢坯的内部组织和性能,但是设备复杂,成本高,操作难度大。
高压水清除法是利用高压水对钢坯表面进行冲洗,利用高压水的冲击力和推铲力,基体材料和氧化皮层冷却收缩率不同而产生的剪切力,水渗入基体材料和氧化皮之间产生的蒸汽爆炸等诸多综合力的作用下,使氧化铁皮迅速脱离基体,并按设定方向冲走氧化铁皮的方法。
这种方法效率高,效果好,不会损伤钢坯表面,也不会产生酸雾或废水等环境污染物质。
轧钢工操作600问及答案1、()用来将轧辐支持在轧辑轴承内A,辐颈B.辐身C.辐面D,辐头正确答案:A2、Z )用于万向接轴的叉头连接。
A,扁头轴头B.梅花轴头C.带键槽的或圆柱形轴头D,圆锥形轴头正确答案:B3、()轧机的各机架间互不干扰,易实现机械化和自动化A.横列式B ,顺序式C.连续式D .布棋式正确答案:B4、()指的是轧钢过程中第一块钢进入轧机到第二块钢进入轧机的延续时间A .轧制节奏B .纯轧时间C.总的轧制时间D .轧制间歇时间正确答案:A5、()作用是迅速减小被轧金属的断面积A .延伸孔型B .粗轧孔型C •成品前孔D ,成品孔正确答案:A6、《安全生产法》规定的安全生产管理方针是()A.安全第一,预防为主B.安全为了生产,生产必须安全C.安全生产人人有责D.安全宣教挂图正确答案:A7、1150初轧机中,1150指的()A.轧辐名义直径B.辐身长度C,轧件尺寸D.辐身长度正确答案:A8、16Mn表示平均含碳量为()之十六,含镒量在1.2~1.6%之间的低合金钢A.万分B.千分C,百分D.百万分正确答案:A9、40#钢按碳含量划分的属于()A.低碳钢B.中碳钢C.高碳钢D.共析钢正确答案:B10、45#钢的平均含碳量是()o A. 0. 0045B. 0. 045C. 0. 45D. 0. 00045 正确答案:A 11"()方式的工艺会使金属轧制时获得更大的宽展A.自由宽展B.强迫宽展C.限制宽展D.任意宽展正确答案:B12、()可能引起棒材出现耳子。
A .金属在孔型中过盈充满B .金属在孔型中欠充满C.钢坯尺寸小D.轧件温度偏高正确答案:A13、()起重机械的操作员不需持有合格证书?A・汽车吊B.龙门吊C .天车吊D.葫芦吊正确答案:D14、()是在型钢的表面的鳞片状缺陷,有的与钢材连在一起,有的不与钢材连在一起。
A.夹杂B.分层C.折叠D.结疤正确答案:D15、()是在铸坯表面上沿浇铸方向的裂纹A ,龟裂B ,纵裂C∙横裂D .内部裂纹正确答案:B16、()是轧血的中间部分,直接与轧件接触并使其产生塑性变形它是轧辐最重要的部分A,辐头B.福颈C.辐身D.轧辐轴承正确答案:C17、()是轧辐最主要的组成部分。
浅谈热轧带钢表面氧化铁皮的成因及控制摘要:近期热轧压氧问题出现较为频繁,导致产品降级改判情况较为严重,本论文针对出现的几种压氧产生的原因进行初步原因分析,并简单制定几种措施。
关键词:氧化铁皮,加热炉,除鳞氧化铁皮压入是影响热轧带钢表面质量的重要因素,特别是一次、二次氧化铁皮的压入,严重影响产品的表面质量,引起产品降级和质量异议,尤其对热轧酸洗板等表面质量要求比较高的产品。
针对酸洗反馈压氧、麻点、W压氧较多,影响产品质量,提出了一些措施,减少这些缺陷的产生。
1.氧化铁皮的分类及产生原因1.1.氧化铁皮形成的原因板坯在加热炉中加热时,空气中的氧气与加热状态的板坯中铁发生反应 ,在这个过程中,就会形成较厚的氧化铁皮表层,氧化铁皮由板坯内部向外依次分为FeO、Fe2O3、Fe3O4,并且越像表面氧化铁皮形成的膜就会越致密。
1.1.一次氧化铁皮(一次鳞)板坯在经过轧机轧制之前,需要在1100~1300℃的加热炉中经过预热、加热和均热阶段。
同时在马钢生产的主要汽车板和家电板的主要加热温度在1200℃以上,而在此温度下,板坯表面就容易与接触到的炉气中的氧原子发生氧化反应,从而生成一层1~3mm厚的氧化铁皮,这层氧化铁皮就称作一次氧化铁皮(一次鳞)。
一次氧化铁皮内部存在较大的空穴和缝隙,当板坯从加热炉出来之后,进入一次除鳞箱,除鳞箱中高压水在一排除鳞喷嘴的作用下,形成一条具有巨大冲击力的扇形水束,喷射到板坯表面,将板坯表面的氧化铁皮切开,形成裂缝,同时高压水透过裂缝遇到高温板坯内部急速汽化蒸发,形成类似爆破的效果,将氧化铁皮和母材剥离,同时高速流动的除鳞水与板坯呈现一定的倾斜角度将与板坯剥离的氧化铁皮冲刷离开板坯表面。
避免表面留存的氧化铁皮在轧制的时候压入到板坯中无法去除。
1.1.二次氧化铁皮(二次鳞)板坯经过出炉后的高压水一次除鳞后,一次氧化铁皮被除去,进入粗轧机进行8道次的往返粗轧,此时板坯温度一般在1100℃左右,此时在短时间的粗轧过程中板坯表面与水和空气接触,板坯表面会再次产生一层氧化铁皮,此层氧化铁皮称为二次氧化磁轭皮(二次鳞)。
浅析氧化铁皮在热轧板带钢生产过程中的危害及控制方法[摘要]氧化铁皮是轧钢生产中最常见的一种加热缺陷,正确分析其形成原因及其危害,采用合理的改进措施对轧材生产有一定的指导意义。
【关键字】氧化铁皮;加热温度控制;除鳞方法前言氧化铁皮在热轧产品表面最为常见,不及时去除被压入产品的表面势必造成产品质量缺陷,也会对经济效益有一定的影响。
因此正确分析其形成的原因,提出合理预防措施,能够为生产提供有利依据。
1、氧化铁皮的种类1.1氧化铁皮缺陷的分类氧化铁皮一般可分为两类:一次氧化铁皮和二次氧化铁皮。
一次氧化铁皮是钢在加热过程中,钢坯的表面与高温炉气发生氧化生成的氧化铁皮。
二次氧化铁皮是钢在轧制生产中一次氧化铁皮脱落,热的钢接触空气、水,在钢的表面生成的氧化铁皮。
1.2板带钢的表面压入氧化铁皮后的状态钢坯出炉后以及在轧制过程中钢坯表面的氧化铁皮不能及时从钢坯表面脱落粘在钢坯上,氧化铁皮冷却速度较快且冷却后的硬度比热坯硬度大,在轧制生产中,就会压入钢坯表面,由于氧化铁皮的压入在板带钢表面就会形成压入缺陷,呈现的状态是板带钢的表面形成麻点,其表面呈灰色,用小锤敲打掉氧化铁皮后,会在钢板上留有小的亮坑,二次氧化铁皮颗粒细小,轧制生产中是以颗粒状压入,呈现的状态是舟状,散沙状。
从而影响了表面质量。
1.3板带钢生产常见的压入氧化铁皮缺陷1.3.1直接压入板坯表面,形成结疤、麻面或麻点。
1.3.2在工作辊或卷取机、夹送辊上粘有氧化铁皮,在板带上形成凹坑。
1.3.3在轧制薄规格板带钢时,由于氧化铁皮的压入,影响板带钢的延伸,形成轧漏和孔洞。
2、产生氧化铁皮的原因2.1产生一次氧化铁皮的原因加热方面的原因⑴加热温度氧化铁皮的生成过程是一种扩散过程,温度越高,扩散就越快。
常温下氧化铁皮产生的速度比较缓慢,600℃以上时氧化铁皮生成的速度开始有显著变化,当温度达到900℃以上,氧化铁皮生成的速度急剧增加。
⑵加热时间在加热过程中,加热时间越长,生成的氧化铁皮的量就越多。
本钢SAE1006氧化铁皮的原因分析与解决措施作者:赵科王旭生来源:《中国科技纵横》2014年第11期【摘要】本钢2300热连轧机组生产SAE1006热轧板卷时多次出现氧化铁皮缺陷,影响热轧板卷的表面质量。
通过设备排查和工艺分析,发现每次出现氧化铁皮缺陷的原因各不相同,实施针对性的解决措施后,氧化铁皮缺陷消除。
设备因素和生产工艺都是影响氧化铁皮产生的重要因素。
【关键词】氧化铁皮 SAE1006 热轧板卷热轧产品氧化铁皮缺陷可分为三种形态,包括在加热炉内形成的炉生(一次)氧化铁皮、在精轧前形成的二次氧化铁皮、在精轧机后续冷却过程中形成的三次氧化铁皮。
炉生氧化铁皮由设置在粗轧机前的除鳞箱中高压水去除,二次氧化铁皮由粗轧机架间的高压除鳞水和精轧机组前的除鳞箱去除,三次氧化铁皮则需通过控制精轧轧制温度和卷取温度等调整其厚度及与带钢的结合状态[1]。
热轧产品的一次、二次氧化铁皮可通过设备去除,三次氧化铁皮没有设备加以清除,只能通过现场生产工艺的控制避免缺陷产生。
本钢2300热连轧机组生产SAE1006热轧板卷时,多次产生三次氧化铁皮缺陷,即红色铁皮。
本研究通过分析氧化铁皮缺陷的原因,制定针对性的解决措施,从而消除氧化铁皮缺陷。
1 2300热连轧机组简介本钢2300mm热轧生产线设四座组合蓄热步进梁式加热炉,在定宽压力机前配有粗轧高压水除鳞箱。
精轧机组前配有高压水除鳞箱用高压水除去二次氧化铁皮,然后进入精轧机进行轧制。
出精轧机带钢在热输送辊道上由带钢冷却系统采用适当的冷却制度,将热轧带钢由终轧温度冷却到规定的卷取温度。
2 氧化铁皮氧化铁皮是铁在高温下与空气中的氧气反应后产生的,其主要由FeO、Fe3O4、Fe2O3组成,其中还含有微量的Si、Mn、S等元素。
氧化铁皮的形成过程是氧由表面向内部扩散,一般分为三层。
第一层为Fe2O3,第二层是致密、无孔的磁性Fe3O4,第三层主要由FeO和Fe3O4组成。
正常热轧钢板表面成蓝灰色,主要是FeO含量较大。
氧化铁皮在轧钢中影响及控制摘要:氧化铁皮是影响热轧带钢表面质量的重要因素之一。
通过分析与探讨其形成原因及危害,提出预防措施。
关键词:热轧带钢、氧化铁皮、除鳞前言热轧产品表面质量中氧化铁皮压入缺陷是许多厂产品质量中比较头疼的问题,压入表面的氧化铁皮经酸洗后在缺陷处留下深浅不一的小麻坑,特别是一、二次氧化铁皮的压入,经酸洗后,在粗糙的坑底常伴有未除净的氧化铁皮颗粒,严重影响后工序冷轧板的表面质量,造成产品质量下降,势必影响到经济效益。
因此有必要对氧化铁皮压入缺陷的形成原因进行分析,提出预防措施,并为相关改进工作提供判断依据。
1.氧化铁皮缺陷的分类及各自的形貌1.1氧化铁皮缺陷的分类钢坯表面与高温炉气生成的炉生氧化铁皮称为一次氧化铁皮;在轧制过程中表面氧化铁皮脱落,热的金属表面与水和空气接触,会生成新的氧化铁皮,称为二次氧化铁皮;在精轧机内由于轧辊的表面氧化形成的氧化铁皮称为轧辊磨损氧化铁皮。
1.2各类氧化铁皮压入的形貌在钢坯出炉及轧机轧制过程中钢坯上下表面的氧化铁皮粘在钢坯或钢板上,不能与钢分离、脱落,氧化铁皮冷却后其硬度大于热坯硬度,在轧制过程中,被压入钢板中,使得带钢表面形成各种形貌的氧化铁皮压入缺陷,从而影响表面质量。
一次氧化铁皮压入缺陷呈小斑点、大块斑痕和带状条纹形式不规则地分布在带钢上,常伴有粗糙的麻点状表面;二次氧化铁皮呈颗粒状压入,分布多象分散的盐;轧辊磨损氧化铁皮呈黑褐色,小舟状,相对密集、细小、散沙状、细摸有手感。
2.各类氧化铁皮产生的原因2.1一次氧化铁皮压入产生的原因2.1.1加热方面的原因⑴加热温度高加热时间长;⑵炉内气氛不好,供入风量过大;⑶炉内形成负压,吸入冷风;⑷炉内加热温度低于规程规定的最低温度过多。
在加热过程中,若出现上述情况的一种或数种,在出钢轧制时,氧化铁皮便会粘在钢坯、钢板上,不容易被清除掉,从而形成一次氧化铁皮压入缺陷。
2.1.2除鳞设备方面原因⑴高压水压不足;⑵喷嘴磨损严重,能力小;⑶高压水嘴堵塞;⑷高压水未能集中喷射到钢坯表面上;⑸除鳞喷嘴(喷嘴角度)装配不当;⑹喷射距离不佳;⑺除鳞时序不当,设备投入不足。
2.1.3板坯化学成分的影响,如含硫、硅、铝过多2.1.4生产指挥不当⑴轧机因故障停机时,生产指挥人员未及时将停车时间通知加热工;⑵生产故障排除后未提前通知加热升温;⑶除鳞设备故障导致除鳞能力下降时,生产人员继续生产。
2.1.5轧制计划安排原因由于板坯被安排在轧制速度较慢或加热温度较高的钢种后面,或被安排在两种加热温度都较高的钢种之间,导致炉生氧化铁皮增多,在高温下难以去除。
2.2二次氧化铁皮压入产生的原因二次氧化铁皮产生的主要原因为开轧温度过高,除鳞时序不当,及精轧、粗轧除鳞设备(除鳞箱)原因。
2.3轧辊磨损氧化铁皮压入产生的原因⑴轧机在轧制过程中,出现辊面氧化膜剥落被碾入带钢表面;⑵剥落后的粗糙辊面对带钢表面产生类似犁沟作用,促进带钢自身表面氧化铁皮形成;⑶精轧机组每架或部分轧机之间无清除氧化铁皮装置。
上图为产生氧化铁皮多原因关系图对于不同的轧线,因设备及工艺的不同,产生的原因也是不同,一般主要是在温度控制不得当、轧制过程中时间控制不得当、除鳞设备自身缺陷或工作效果不好造成,这些原因比较常见。
3.各类氧化铁皮的预防措施3.1一次氧化铁皮的预防措施3.1.1加热方面预防措施⑴正常生产时①加热温度的控制加热工应根据加热钢坯、钢种、规格和轧制成品规格、轧制速度,严格按工艺规程规定的温度控制各段加热温度,过高的温度将会造成氧化铁皮熔化,使得生成的氧化铁皮又厚又黏,在以后除鳞中难以清除,加热时间应在允许的时间范围内,尽可能减少预热段停留时间,温度控制应头部低于尾部20~50℃,上部高于下部20~50℃,在轧制SPHC等易产生氧化铁皮压入的钢种,板坯头部轧制温度应按中下限控制,也可采用快速加热方式以缩短在炉时间,特别是高温段在炉时间。
在加热时间上,冷轧材,经过长时间摸索,为150~160分钟为宜。
加热时间过长,生成的氧化铁皮太厚,不好清除;加热时间太短,氧化铁皮中FeO含量多,与钢基体结合紧密,反而难以去除。
②空燃比及炉内气氛要求煤气、空气配比:正常生产中,供入炉内的空气应根据煤气热值的变化而变化。
当煤气质量一般时,供入炉内的煤气和空气量比率约为1:2,生产上要根据热值的变化,不断调整空燃比。
保持炉内形成氧化性气氛:炉气中的SO2在还原性气氛中会形成硫化物使板坯表面的氧化铁皮难于去除。
某厂(经验)空气过剩系数预热段:1.20,一加:1.1,二加:1.05,均热段:1.05控制。
③炉压控制正常时,炉压为微正压,在数值上约为5~6Pa。
⑵在轧机停轧时①降低各段供风量,均热段供风量降低的幅度应比加热段稍大一些,降低的标准以烟温不超过800℃,风温不超过500℃为准;②降低各段炉温,炉温的降低幅度应根据停轧时间的长短确定,最低保温以800℃为宜。
③适当关闭烟道闸门,保持炉膛压力为正压,应比正常轧钢时高2~3Pa,数值上炉膛压力不低于10Pa;④加热炉出现较长时间待轧时应将步进梁后退4~6周期,合理安排后退距离。
⑤降温后开轧时,加热应提前提升到开轧温度,在此之前,应制止抽钢轧制。
3.1.2粗、精轧除鳞设备方面⑴调整精轧除鳞喷嘴高度及装配角度,保持最佳除鳞效果。
喷嘴与喷水管的轴线夹角15度,水流与钢坯垂直面的夹角也取15度,喷射散射角取30度,喷嘴的安装高度为150~200mm,两个喷嘴喷水线在钢坯上的投影线宽度重叠区为10-20㎜,每次检修加以检查,不合要求的加以调整。
⑵检查喷嘴情况防止过多磨损、堵塞、脱落;① 对于水嘴的磨损不易检测,现根据轧制产量来定期更换,更换规定各厂可根据实际情况来定。
②每次检修时应把所有水嘴每次换辊时把除磷切换到常压水,现场检查有无堵塞、脱落,以及从侧面观察除磷水喷射扇面是否良好;⑶加强除磷水质的维护,定期检查过滤器发现异常及时更换,定期清理杂物和补充新水。
⑷检查管道及喷嘴座有无泄漏而降低管道压力;①现场点检除磷阀关闭时的管路封闭情况;②台上检查除磷压力显示反馈值,每个班次通过测试集管封闭压力及各除磷组喷射时的压力反馈,与参考值对比,以判断管道是否泄露。
测试时,除磷喷射时间为10秒。
生产中经测试发现某一除磷组压力偏低时,经请示后及时更改除磷组。
③巡检是要注意喷射阀、泵组、管路、压力等是否正常⑸检查板坯是否高速冲入,影响头部除鳞效果,及除鳞开启过迟导致头部未除鳞,或关闭过早导致尾部未除鳞;还可以增开粗轧前下喷水和加大辊道冷却水量有一定的抑制效果3.1.3化学成分方面钢中一些合金元素对于钢坯表面氧化铁皮生成速度也有一定影响,其中碳、硅、镍、铜、硫促进氧化铁皮生成,锰、铝、铬可以减缓氧化铁皮生成。
例如硫与钢发生化学反应生成液态的硫化铁,不但促进氧化铁皮生成而且增加氧化铁皮与金属的接触粘度,增加氧化铁皮的消除难度。
对此应要求上工序在炼钢过程中降低有关化学元素含量,以保证带钢表面质量。
3.1.4生产管理方面原因⑴轧机停车时,生产人员应准确判断停车时间,及时通知加热工,便于加热停轧保温操作;⑵故障消除前或停车检修完成前,生产人员应提前半小时通知加热工,便于加热升温操作;⑶降温后开轧时,需取得加热工同意后方可开轧;⑷除鳞设备出现故障或者除鳞能力下降时,应在故障消除后再恢复生产。
⑸作业长在接到质检反馈的氧化铁皮信息后,应及时对温度、节奏、除磷点等加以调整,必要时对除磷设备加以检查。
3.1.5轧制计划方面在易产生氧化铁皮的钢种前安排加热温度较低的钢,以降低加热温度,缩短炉内停留时间。
3.2二次氧化铁皮的预防措施针对二次氧化铁皮压入的形成原因可通过控制开轧温度,缩短带钢在机架内停留时间两方面进行,加强除磷点的维护几方面进行;⑴控制精轧开轧温度:当温度高时,经过除磷后的高温板坯会迅速生成二次氧化铁皮,而且在高温下氧化铁皮呈熔融状,难以去除,特别是头尾部,由于炉墙的辐射热,温度更高,更易产生氧化铁皮压入。
因此,当温度过高时:①可通知加热提前抽钢,在炉门口进行摆荡降温。
②把精轧保温罩打起散热③开大中间辊道冷却水,降低板坯下表温度。
由于氧化铁皮的熔点为1030°左右,为保证有效除磷,中间坯头部温度尽量控制在1030°以下。
⑵限制中间坯厚度如果最后一架精轧机出口条件(带钢温度、厚度、轧制速度)不变而中间坯越薄,经过除鳞后经过第一架精轧机的带钢上的某一点,在除鳞箱和第一架精轧机之间以及在精轧机架内轧制时间大为缩短,这样就可避免高温坯氧化铁皮的快速增长;⑶高速轧制在精轧机内进行高速轧制能减缓氧化铁皮的增长;⑷精轧机架间冷却在精轧机架间设有机架间冷却水,尽量开启前三架机架间冷却水,这样,一方面轧制模型为保证终轧温度,会提高轧制速度,另一方面机架间冷却水(氧化物抑制水)对于减缓氧化铁皮的增长和去除都有良好的效果;3.3轧辊磨损氧化铁皮压入的预防措施针对轧辊磨损氧化铁皮氧化铁皮压入的形成原因可通过加强对轧辊表面的维护来进行,主要有以下几种方法:⑴轧辊防剥落水温度和机械疲劳造成工作辊表面微裂纹,会导致氧化铁皮的积累,这些氧化铁皮粘在轧辊上,然后传到并压在带钢表面上。
轧辊防剥落水可以延长精轧工作辊寿命,保护辊面,从而提高带钢表面质量;⑵使用轧制油轧制在精轧机轧辊采用喷油轧制,提高辊面润滑效果,有效防止氧化铁皮黏辊现象,防止辊面损坏,提高带钢表面质量。
4.结论⑴加热温度、除鳞设备、化学成分、生产管理、计划安排等是一、二次氧化铁皮的产生主要原因,做好以上几方面可减少或避免一、二次氧化铁皮压入;⑵精轧工作辊表面氧化膜剥落导致工作辊粗糙,是产生轧辊磨损氧化铁皮压入的直接原因,通过加强辊面质量维护可减少轧辊磨损氧化铁皮的压入。