为什么要去除氧化铁皮
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合金钢线材的氧化皮去除合金钢是一种用途广泛的金属材料,由于其优异的性能和较高的强度,被广泛用于机械制造、建筑工程、航空航天等领域。
合金钢在制造过程中不可避免地会产生氧化皮,这会影响其表面质量和性能,因此需要对合金钢进行氧化皮去除。
本文将讨论合金钢线材的氧化皮去除及其相关技术。
合金钢线材的氧化皮是指在合金钢表面形成的一层氧化物膜,通常包括氧化铁和氧化物。
这些氧化皮不仅会影响合金钢的表面光洁度和美观度,还会降低其表面硬度和耐蚀性。
必须对合金钢线材进行氧化皮去除,以保证其表面质量和性能的要求。
合金钢线材的氧化皮去除主要有以下几种方法:机械去除法:机械去除是指利用机械设备,如刷砂机、打磨机等,对合金钢线材表面的氧化皮进行物理去除。
这种方法操作简单、成本低廉,但对设备和操作要求较高,且无法完全去除氧化皮。
化学去除法:化学去除是指利用化学溶剂或腐蚀剂对合金钢线材表面的氧化皮进行化学腐蚀,从而达到去除氧化皮的目的。
这种方法效果较好,但需要使用化学品,操作过程复杂,存在环境污染和安全隐患。
电化学去除法:电化学去除是一种利用电解原理对合金钢线材表面的氧化皮进行去除的方法。
通过在电解液中施加电压,使得合金钢表面的氧化皮发生电解腐蚀,实现去除氧化皮的目的。
这种方法操作简单,去除效果好,但需要专门的设备和工艺技术。
激光去除法:激光去除是一种利用激光束对合金钢表面的氧化皮进行瞬间加热和蒸发,从而实现氧化皮去除的方法。
这种方法操作灵活、效果显著,但设备成本较高,只适用于一些特定的场合。
以上四种方法各有优缺点,可以根据实际需求选择合适的方法进行氧化皮去除。
还可以对这些方法进行改进和组合,以提高氧化皮去除的效率和质量。
在实际应用中,氧化皮去除除了依靠上述的方法外,还需要注意以下几点:1. 表面清洁:在进行氧化皮去除前,必须对合金钢表面进行彻底的清洁,以防止其他杂质进一步影响去除效果。
2. 控制温度:在进行氧化皮去除过程中,必须控制好温度,避免过高的温度导致合金钢的变质和失光。
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。
合金钢线材的氧化皮去除氧化皮是由于合金钢长期接触空气中的氧气,导致钢材表面产生的一种黑色氧化物。
氧化皮不仅影响了合金钢线材的外观美观度,还会影响钢材的机械性能和耐腐蚀性能,因此需要对其进行去除。
一、氧化皮去除的方法机械去除法:利用机械力对氧化皮进行刷洗、刮削、打磨等操作,以达到去除氧化皮的效果。
机械去除法的优点是速度快、成本低,但对于一些较为薄弱的合金钢线材,容易引起表面划伤或损伤。
化学去除法:采用一定的化学溶液或涂料对氧化皮进行溶解、转化或剥离。
常见的化学去除剂有酸性去锈剂、酸性洗涤剂等。
化学去除法的优点是可以去除形成在钢材表面氧化层较为均匀的氧化皮,但对操作者和环境有一定的腐蚀性。
电化学去除法:利用电化学原理,通过电解溶液中的电流对合金钢线材的氧化皮进行去除。
电化学去除法的优点是去除效果好,不会对钢材表面产生损伤,但设备复杂,操作相对困难。
热力去除法:通过加热钢材使氧化皮变脆,然后用机械力将其击碎、刷落。
热力去除法的优点是去除效果好,但对钢材材质要求较高,有可能引起钢材的变形。
二、氧化皮去除过程的注意事项无论采用哪种方法进行氧化皮的去除,都需要注意以下事项:1.保护操作人员:由于氧化皮去除涉及到化学物质的使用,对操作人员的健康有一定影响,因此要注意佩戴防护装备,如手套、护目镜等,避免直接接触化学物质。
2.环境保护:在氧化皮去除过程中产生的废液和废料需要妥善处理,防止环境污染。
3.钢材表面清洁:在氧化皮去除后,应及时对钢材的表面进行清洁,避免残留物对后续加工和使用产生影响。
4.方法选择:根据具体情况选择合适的氧化皮去除方法,避免对合金钢线材造成不必要的损伤。
合金钢线材的氧化皮是常见的问题,需要及时进行处理。
根据钢材材质和要求,选择合适的氧化皮去除方法,既能保证钢材表面的质量,又能提高钢材的使用寿命。
氧化铁皮的成因及消除方法氧化铁皮氧化铁皮的形成过程也是氧和铁两种元素的扩散过程,氧由表面向铁的内部扩散,而铁则向外部扩散。
外层氧的浓度大,铁的浓度小,生成铁的高价氧化物;内层铁的浓度大,而氧的浓度小,生成氧的低价氧化物。
所以氧化铁皮的结构是分层的。
一般氧化铁皮的层次有三层:最外一层为Fe2O3 ,约占整个氧化铁皮厚度的10%,其性质是:细腻有光泽、松脆、易脱落;并且有阻止内部继续剧烈氧化的作用;第二层是Fe2O3和FeO的混合体,通常写成Fe3O4,约占全部厚度的50%;与金属本体相连的第三层是FeO,约占氧化铁皮厚度的40% ,FeO的性质发粘,粘到钢料上不易除掉。
氧化铁皮的厚度可利用一下关系式计算:(3-6)式中:a—钢的表面烧损量,kg/m2;氧化铁皮可分为一次氧化铁皮、二次氧化铁皮、三次氧化铁皮和红色氧化铁皮。
3.2.1一次氧化铁皮钢在热轧前,往往要在1100~1300℃加热和保温。
在此温度下,钢表面于高温炉气接触发生氧化反应,生成1~3mm厚的一次鳞以及由粗轧侧压不充分、除鳞不彻底所致。
该一次鳞也称为一次氧化铁皮。
一次鳞的内部存在有较大的空穴,一次氧化铁皮为灰黑色鳞层,呈片状覆盖在钢板表面。
鳞层主要成分由磁铁矿(Fe3O4)组成。
3.2.2二次氧化铁皮热轧钢坯从加热炉出来后,经高压水除去一次鳞后,即表面氧化铁皮脱落,进行粗轧。
在短时间的粗轧过程中钢坯表面与水和空气接触,钢坯表面产生了二次鳞,也称为一次氧化铁皮。
二次鳞受水平轧制的影响厚度较薄,钢坯与鳞的界面应力小,所以剥离性差。
如果喷射高压水不能完全除去二次鳞,鳞残留在钢板表面的情况下进行精轧,产品表面就会出现缺陷。
二次氧化铁皮为红色鳞层,呈明显的长条、压入状,沿轧制方向带状分布,鳞层主要成分由方铁矿(FeO)、赤铁矿(Fe2O3)等微粒组成。
3.2.3三次氧化铁皮热轧精轧过程中,带钢进入每架轧机时都将产生表面氧化铁皮层。
轧制后通过最终的除鳞或在每架轧机之间时还将再次产生氧化铁皮。
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。
氧化铁皮的成因及消除方法氧化铁皮氧化铁皮的形成过程也是氧和铁两种元素的扩散过程,氧由表面向铁的内部扩散,而铁则向外部扩散。
外层氧的浓度大,铁的浓度小,生成铁的高价氧化物;内层铁的浓度大,而氧的浓度小,生成氧的低价氧化物。
所以氧化铁皮的结构是分层的。
一般氧化铁皮的层次有三层:最外一层为Fe2O3 ,约占整个氧化铁皮厚度的10%,其性质是:细腻有光泽、松脆、易脱落;并且有阻止内部继续剧烈氧化的作用;第二层是Fe2O3和FeO的混合体,通常写成Fe3O4,约占全部厚度的50%;与金属本体相连的第三层是FeO,约占氧化铁皮厚度的40% ,FeO的性质发粘,粘到钢料上不易除掉。
氧化铁皮的厚度可利用一下关系式计算:(3-6)式中:a—钢的表面烧损量,kg/m2;氧化铁皮可分为一次氧化铁皮、二次氧化铁皮、三次氧化铁皮和红色氧化铁皮。
3.2.1一次氧化铁皮钢在热轧前,往往要在1100~1300℃加热和保温。
在此温度下,钢表面于高温炉气接触发生氧化反应,生成1~3mm厚的一次鳞以及由粗轧侧压不充分、除鳞不彻底所致。
该一次鳞也称为一次氧化铁皮。
一次鳞的内部存在有较大的空穴,一次氧化铁皮为灰黑色鳞层,呈片状覆盖在钢板表面。
鳞层主要成分由磁铁矿(Fe3O4)组成。
3.2.2二次氧化铁皮热轧钢坯从加热炉出来后,经高压水除去一次鳞后,即表面氧化铁皮脱落,进行粗轧。
在短时间的粗轧过程中钢坯表面与水和空气接触,钢坯表面产生了二次鳞,也称为一次氧化铁皮。
二次鳞受水平轧制的影响厚度较薄,钢坯与鳞的界面应力小,所以剥离性差。
如果喷射高压水不能完全除去二次鳞,鳞残留在钢板表面的情况下进行精轧,产品表面就会出现缺陷。
二次氧化铁皮为红色鳞层,呈明显的长条、压入状,沿轧制方向带状分布,鳞层主要成分由方铁矿(FeO)、赤铁矿(Fe2O3)等微粒组成。
3.2.3三次氧化铁皮热轧精轧过程中,带钢进入每架轧机时都将产生表面氧化铁皮层。
轧制后通过最终的除鳞或在每架轧机之间时还将再次产生氧化铁皮。
前言我国一些大型的盘条深加工生产企业,对热轧盘条进行拉拔之前,往往要把盘条表面的氧化铁皮通过机械除鳞的方式剥离去除。
当氧化铁皮的剥离性能不好时,残留在盘条表面的氧化铁皮会使高碳钢盘条与拉丝模具摩擦时表面接触点的局部熔化[1],可能导致拉拔过程中的断丝,甚至是刮伤拉丝模具。
生产企业越来越重视热轧盘条表面氧化铁皮的剥离性能,而热轧盘条的氧化铁皮剥离性能受其厚度、微观形貌以及相的成分比例等因素的影响[2]。
本文着重探讨高碳钢盘条氧化铁皮剥离后,其剥落内表面的微观形貌皱褶的形成原因,以及与剥离性能之间的关系。
1实验1.1 试样材料实验选用的是高碳钢盘条,试样直径为Φ5.5mm,长度为300mm,其化学成分见表1。
表1 高碳钢盘条化学成分%Table 1 The chemical composition of the high carbon steel wire %元素 C Si Mn P S Al 其他元素含量0.7±0.03 ≤0.300.5±0.06 ≤0.02≤0.015≤0.005≤0.010 1.2氧化实验用浓盐酸腐蚀去除高碳钢盘条试样表面的氧化铁皮,然后将试样用辐射加热电炉在900℃氧化,快速冷却到氧化铁皮的共析反应温度区间,保温1~6分钟后快冷到室温,制备新的氧化铁皮。
1.3剥离实验将实验试样两端100mm长的氧化铁皮,用5%的乌洛托品调配的盐酸溶液进行腐蚀。
腐蚀过的试样先用高精度天平称重,然后在拉伸试验机上用夹具固定两端后,分别用不同的拉伸量来剥离氧化铁皮,再用高精度天平称重后,计算其剥离率。
1.4电镜实验将拉伸实验剥离的氧化铁皮收集起来,用导电胶带将其固定好后编号,然后让其放在无水酒精中用超声波清洗器清洗5分钟,然后用热风机吹干。
这样制备好的试样就可以在扫描电镜下观测其内表面的微观结构。
2实验结果及分析2.1 形貌及产生原因图1为二次电子扫描(SEM),放大倍数为1000倍得到的高碳钢盘条氧化铁皮内表面微观形貌。
不锈钢酸洗及钝化的目的及作用
不锈钢酸洗:
不锈钢在加工过程中会出现黑色、黄色的氧化皮,为了提高不锈钢的外观和耐蚀性,加工后的不锈钢必须进行酸洗钝化处理。
目的是去除焊接、高温加工处理后产生的氧化皮,使之银亮有光,并使处理后的表面形成一层以铬为主要物质的氧化膜,不会再产生二次氧蚀,达到钝化目的,从而提高不锈钢制品的表面防腐质量,延长设备使用寿命。
不锈钢钝化:
不锈钢的抗腐蚀性能主要由于表面覆盖着一层极薄的(约1--15nm)致密的钝化膜,这层膜把腐蚀介质隔离,是不锈钢防护的基本屏障。
不锈钢钝化具有动态特征,不应看作腐蚀完全停止,而是形成扩散的阻挡层,使阳极反应大大降低。
通常在有还原剂(如氯离子)情况下倾向于破坏膜,而在氧化剂(如空气)存在时能保持或修复膜.。
通常先要进行彻底清洗,包括碱洗和酸洗,再用氧化剂钝化,才能保征钝化膜的完整性与稳定性。
酸洗的目的之一是为钝化处理创造条件,保证形成优质的钝化膜。
因为通过酸洗使不锈钢表面平均有10um厚一层表面被腐蚀掉,酸液的化学活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其它部位高,因此酸洗可使整个表面趋于均匀平衡,一些原来容易造成腐蚀的隐患被清除掉了。
但更重要的是,通过酸洗钝化,使铁与铁的氧化物比铬与铬的氧化物优先溶解,去掉了贫铬层,造成铬在不锈钢表面富集,这种富铬钝化膜的电位可达+1.0V(SCE),接近贵金属的电位,提高了抗腐蚀的稳定性。
不同的钝化处理也会影响膜的成份与结构,从而影响不锈性,如通过电化学改性处理,可使钝化膜具有多层结构,在阻挡层形成CrO3或Cr2O3,或形成玻璃态的氧化膜,使不锈钢发挥最大的耐腐蚀性。
冷轧带钢酸洗工艺缺陷及对策分析发表时间:2019-02-27T10:41:16.610Z 来源:《防护工程》2018年第33期作者:文赫荔[导读] 冷轧钢板酸洗的目的是去除对冷轧有害的原料钢卷表面上的氧化铁皮,防止氧化皮损坏轧辊。
安阳钢铁集团冷轧责任有限公司河南省安阳市 455004摘要:目前为了提高国内钢材生产企业的生产能力,国内生产基地都采用酸洗-冷轧联合机组的设计,联合机组的采用能使工厂年产量达到百万吨以上。
其中酸洗阶段的主要任务是洗掉带钢表面的氧化铁,为冷轧工艺阶段提供合适的加工材料。
所以,维护好酸洗工艺段的设备对于整个加工过程都有重要意义。
本文对冷轧带钢酸洗工艺缺陷及对策进行分析。
关键词:冷轧带钢;酸洗工艺;缺陷;对策冷轧钢板酸洗的目的是去除对冷轧有害的原料钢卷表面上的氧化铁皮,防止氧化皮损坏轧辊,从而引起冷轧钢板质量问题,酸洗是冷轧带钢的关键工序之一,普碳钢带经酸洗、水洗和干燥后,其表面应呈灰白色或银白色。
而在实际酸洗过程中,常常因为一些工艺人员或者设备的影响,造成带钢出现各种不同缺陷。
1酸洗原理1.1氧化铁皮结构带钢表面氧化铁皮通常有三层结构,这三层结构是以铁的氧化程度、致密度、硬度和其他特征有区别的三个相。
其中Fe2O3层含氧最多,最难溶解,又在离基体金属最远的外层。
中间是Fe3O4层。
古含氧最少的是FeO层,直接附着于铁的表面。
为了清除带钢原料表面氧化铁皮,国内应用最广的是酸洗除鳞。
1.2盐酸酸洗的反应机理盐酸酸洗是在盐酸溶液中进行的,其酸洗过程发生下面三种作用:1) 盐酸与金属表面的氧化铁皮发生化学反应其反应的方程式为FeO+2HCl=FeCl2+H2OFe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O上述化学反应结果使各种铁的氧化物生成可溶于水的盐类(氯化铁和氯化亚铁)溶解于盐酸溶液,从而达到除去金属表面氧化铁皮的目的,这种作用称为溶解作用。
本文摘自再生资源回收-变宝网()
氧化铁皮消除对策及成因
定义与外观:带钢表面的氧化铁皮在酸洗工序中没有被完全洗净;或由氧化铁皮压入留下的印点在冷轧过程中没有完全消除,这种缺陷的外观可为麻点、线痕或大面积的压痕,可出现在带钢表面的任意部位。
成因:热轧轧机前的高压水喷嘴堵塞;氧化铁皮等未吹干净而被轧入;热轧高温卷取料,在酸洗拉矫时破鳞不够,酸洗不净。
消除对策:保证热轧机的除鳞高压水装置工作正常;热轧机
架上面要清理干净,防止氧化铁皮落在带钢表面再轧入;对高温卷取料,在酸洗时加强破鳞,提高清除能力。
鉴别:由其外观及金相检测等手段进行判别。
可能误判:有时会与划伤或酸洗麻点等相混淆。
本文摘自变宝网-废金属_废塑料_废纸_废品回收_再生资源B2B交易平台网站;
变宝网官网:/?cj
买卖废品废料,再生料就上变宝网,什么废料都有!。
学术·超薄热带氧化铁皮生成分析及消除措施转载自《金属世界》1 前言唐钢超薄热带生产线汇集了世界一流的设备和技术,自2003年1月29日热试以来,已经利用半无头轧制工艺成功轧制了0.8mm的超薄带钢,并于2005年年产300余万t,突破设计产量,创出了世界瞩目的成绩。
FTSC连铸机是意大利DANIELI公司的;辊底式均热炉是美国BRICMONT公司的.车L机采用2RM+5FM 布置,粗轧机DANIELI设计,精轧机由三菱一日立设计;卷取区采用了石川岛播磨的高速飞剪、双地下卷取机。
其工艺流程如图1所示。
该设备组成和工艺在国内都属于首次使用,没有成熟的经验可借鉴。
由于品种钢、薄规格钢板具有较大的利润空间,增加品种钢、薄规格钢板产量的压力,使得带钢质量面临极大的考验。
从而使影响带钢表面质量的氧化铁皮缺陷问题愈加突出。
2 氧化铁皮生成原因分析钢的氧化反应一般为: 02与钢的反应:2Fe+O2=2FeO 3Fe+202= Fe3O4 2Fe304+1/2O2=3Fe203 H20与钢的反应:Fe+H2O=FeO+H2 3Fe+4H20= Fe3O4+4H2 3FeO+H20= Fe3O4+H2 由上述反应可知:薄板表面的氧化铁在整个厚度上不仅仅是一种氧化铁,最多可有三种氧化铁,Fe203、Fe304、FeO从外到内同时存在。
并且形貌、成分、结构不同的氧化层与基体的结合力不同。
由于面心立方、晶轴为4.307的FeO,分解成立方晶体、晶轴为8.3967的Fe304,组织结构转变,产生了体积膨胀,组织结构转变应力造成了原层中的细小裂纹,使成品表面二次氧化铁皮容易剥离。
上部薄层呈黑色(Fe203),容易腐蚀,接下来是红色氧化铁皮层(Fe3O4),金属表面为黑色薄层(FeO)。
2.1连铸坯在连铸机出口、加热炉入口板坯温度较高,暴露在空气中,与氧气发生反应;在蒸汽中与水发生反应生产氧化铁皮。
2.2粗轧机轧制造成一次氧化铁皮压入由于铸坯自重、尾部剪切弓形以及炉辊的严重粘铁、损坏、变形、啃伤等,造成一次氧化铁皮压入板坯下表面。
热轧产品红色氧化铁皮成因及消除方法的研究热轧产品红色氧化铁皮是由于钢材表面在高温下与氧气发生氧化反应
而形成的一种氧化物。
这种氧化物主要由铁氧化物和铁酸盐组成,其颜色
为红色或棕红色。
红色氧化铁皮的存在会影响钢材的表面质量和使用寿命,因此需要采取措施进行消除。
消除红色氧化铁皮的方法主要有以下几种:1.酸洗法:将钢材浸泡在酸性溶液中,通过化学反应将氧化铁皮溶解掉。
这种方法可以有效地消除氧化铁皮,但会对钢材表面产生腐蚀,需要进行
后续的处理。
2.机械除皮法:通过机械切割、打磨等方式将氧化铁皮去除。
这种方法可以保持钢材表面的光洁度,但需要消耗大量的能源和人力。
3.
热处理法:将钢材加热到一定温度,使氧化铁皮发生还原反应,转化为黑
色氧化铁皮。
这种方法可以保持钢材表面的光洁度,但需要控制加热温度
和时间,否则会对钢材的性能产生影响。
4.化学还原法:在钢材表面涂覆
还原剂,通过化学反应将氧化铁皮还原为铁。
这种方法可以保持钢材表面
的光洁度,但需要选择合适的还原剂和涂覆工艺。
总之,消除红色氧化铁
皮需要根据具体情况选择合适的方法,以保证钢材表面质量和使用寿命。
去氧化皮钢筋钢筋是建筑工程中的重要材料之一,承担着混凝土中的张力和压力作用。
由于钢筋在使用过程中会受到氧化、锈蚀等因素的影响,导致混凝土的强度下降,对建筑工程的安全性产生了不良影响。
因此,为了保障工程质量和安全,对于出现氧化锈蚀的钢筋需要进行处理,其中一种较为常见的处理方式是去氧化皮。
一、去氧化皮钢筋的定义去氧化皮钢筋是指将钢筋表面的氧化、锈蚀物去除的一种加工处理方式,以减少其表面的锈蚀程度,提高钢筋与混凝土之间的粘结力,保障工程质量和安全性。
钢筋去氧化皮可以采用机械方式,如打磨、抛光等;也可以采用化学方式,如酸洗、化学清洗等。
二、去氧化皮钢筋的重要性随着时间的推移,钢筋表面会逐渐发生氧化反应,产生红锈甚至黑锈。
氧化皮表面粗糙,会降低钢筋与混凝土之间的粘结力,对结构的安全性无疑会带来潜在威胁。
去除氧化皮可以有效减少钢筋表面的锈蚀程度,提高钢筋的抗氧化性能,延长钢筋的使用寿命,保障工程的质量与安全。
三、去氧化皮钢筋的处理方式1. 机械去氧化皮机械去氧化皮常用的工具有磨片、抛光针等,其操作比较简单,处理效果较为稳定。
但机械去氧化皮会产生热量,从而会产生热损伤,影响钢筋的性能。
2. 化学去氧化皮化学去氧化皮主要是利用化学药品的腐蚀作用,将氧化钢筋表面的铁锈和其他污渍清洗干净。
一般常用的化学药品有硝酸、磷酸、盐酸等。
化学去氧化皮处理时,需要注意防护措施,保证安全,同时化学药品的残留也会对环境产生一定影响。
3. 现代技术去氧化皮除了传统的机械和化学去氧化皮的处理方式外,现代技术还有一些创新的处理方式,比如激光去氧化皮。
通过激光照射,可以直接消除氧化物,而不会对钢筋造成伤害。
这种技术处理效果好,且节能环保,但是其设备的成本相对较高,且需要较为专业的操作人员。
四、去氧化皮钢筋的应用范围1. 桥梁建设由于桥梁所处的环境条件比较复杂,暴露在空气和水分中的钢结构很容易出现氧化、锈蚀等问题,特别需要进行去氧化皮处理。
热轧氧化铁皮的成因及去除方法摘要:氧化铁皮是热轧窄带钢比较常见的问题。
其根源就是Fe充分氧化成Fe2O3的结果。
本文就主要对热轧氧化铁皮的成因和去除方法进行详细探讨。
关键词:普碳轧制窄带钢;氧化铁皮;因素;去除措施热轧板卷的表面通常呈蓝灰色,并且表面光滑,具有一定的光泽。
但是由于不同钢种的化学成分与轧制工艺不同,有时候钢板表面会出现红色氧化铁皮(俗称红锈),特别是对含硅钢,红色铁皮显得尤为严重[1]。
这既影响产品的外观,又会造成轧辊的磨损加重,以及钢板因铁皮的压入而影响表面质量。
1热轧氧化铁皮的成因高温状态下,钢中Si元素含量越高,其产生的氧化铁皮黏性就越大,并越难以去除,因此氧化铁皮的产生与除鱗后铁皮能否彻底清除有直接关系。
热乳过程中,一次除鱗后钢板表面氧化铁皮主要为FeO。
高温度状态下FeO塑性强、不易破碎;但在低温状态排制时,FeO塑性急剧降低易发生破碎,破碎的FeO与空气接触面积增加氧化从而生成Fe2O3。
钢板卷取结束后并没有停止与氧气的氧化反应,进一步使氧化产物中的Fe2O3含量增加,最终表面的氧化铁皮变为红色。
根据热轧工艺过程,可以将板卷表面氧化铁皮可分为三类:一次氧化铁皮,二次氧化铁皮,以及三次氧化铁皮。
一次氧化铁皮为炉生氧化铁皮,即板坯在加热炉加热过程中产生的。
二次氧化铁皮是在粗除鳞后,粗轧过程中产生的。
顾名思义,三次氧化铁皮即在精除鳞后,精轧与层流冷却过程中产生。
本文介绍的是普碳轧制窄带钢的氧化铁皮,此处只考虑一次和二次氧化铁皮。
下面按照热轧的工艺过程,阐述氧化铁皮的成因及对策。
1.1一次氧化铁皮的成因普碳轧制窄带钢在热轧前,往往要在1100~1300℃加热和保温。
在此温度下,钢表面与高温炉气接触发生氧化反应,生成1~3mm厚的一次鳞[3]。
该一次鳞也称为一次氧化铁皮。
一次鳞的内部存在有较大的空穴,一次氧化铁皮为灰黑色鳞层,呈片状覆盖在钢板表面。
鳞层主要成分由磁铁矿(Fe3O4)组成。
A 为什么要去除氧化铁皮?冷轧钢板的原料是热轧钢带,经过热轧的钢带表面会有一层硬而脆的氧化铁皮,这层二次氧化铁皮是在高温轧制时生成的。
为了获得良好光洁的表面,热轧钢带作为原料在冷轧前必须将其清除干净,由于不同材质,普通钢带与各种型号的特殊钢带在化学成分、力学性能要求都不一样,而且在轧制温度、冷却速度及卷取温度等方面都不一样。
造成氧化皮的结构也不一样。
B那末如何去除氧化铁皮和去除方法有那些?目前,世界各国对去除钢铁表面的氧化铁皮采取了多种办法,总的可概括为三种类型,即:机械法、化学法、电化学法等。
B1机械法机械法去除氧化铁皮的做法有:抛光法、滚磨法、高压水冲洗、刷光法、喷(抛)丸法、喷沙法、破鳞法等。
B2 化学法化学法即采用酸、碱等化学物质与钢铁材料表面的铁鳞起化学反应而去掉氧化铁皮。
化学物质一般均使用强酸、强碱如硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸等;也有采用氢氧化钠的水溶液,如清洗硅钢表面的白膜;还有采用熔融的氢氧化钠和硝酸钠,在480度,左右的高温下,达到改变钢铁材料的性质,如改变不锈钢表面的氧化铁皮的性质,以达到有利于酸洗的要求。
B3电化学法电化学法酸洗就是将浸入酸溶液中的钢铁制品(包括热轧钢带)的两边通过电极通上直流电,以加速氧化铁皮的去除。
中性电解去鳞是采用无毒无害的中性盐作为电解液,如利用硫酸钠等方法。
例如上海某冷轧带钢厂就是用硫酸钠溶液进行电解去鳞的。
A 为什么要去除氧化铁皮?冷轧钢板的原料是热轧钢带,经过热轧的钢带表面会有一层硬而脆的氧化铁皮,这层二次氧化铁皮是在高温轧制时生成的。
为了获得良好光洁的表面,热轧钢带作为原料在冷轧前必须将其清除干净,由于不同材质,普通钢带与各种型号的特殊钢带在化学成分、力学性能要求都不一样,而且在轧制温度、冷却速度及卷取温度等方面都不一样。
造成氧化皮的结构也不一样。
B那末如何去除氧化铁皮和去除方法有那些?目前,世界各国对去除钢铁表面的氧化铁皮采取了多种办法,总的可概括为三种类型,即:机械法、化学法、电化学法等。
B1机械法机械法去除氧化铁皮的做法有:抛光法、滚磨法、高压水冲洗、刷光法、喷(抛)丸法、喷沙法、破鳞法等。
B2 化学法化学法即采用酸、碱等化学物质与钢铁材料表面的铁鳞起化学反应而去掉氧化铁皮。
化学物质一般均使用强酸、强碱如硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸等;也有采用氢氧化钠的水溶液,如清洗硅钢表面的白膜;还有采用熔融的氢氧化钠和硝酸钠,在480度,左右的高温下,达到改变钢铁材料的性质,如改变不锈钢表面的氧化铁皮的性质,以达到有利于酸洗的要求。
B3电化学法电化学法酸洗就是将浸入酸溶液中的钢铁制品(包括热轧钢带)的两边通过电极通上直流电,以加速氧化铁皮的去除。
中性电解去鳞是采用无毒无害的中性盐作为电解液,如利用硫酸钠等方法。
例如上海某冷轧带钢厂就是用硫酸钠溶液进行电解去鳞的。
C钢铁酸洗定义是什么?用酸液按照一定的浓度、温度、速度,用化学的方法除去氧化铁皮,这种方法称为酸洗。
1热轧带钢的氧化膜组成1.1 冷轧带钢的原料是热轧钢带,钢坯在热轧状态进行加工时形成了一层附着在金属表面上的金属氧化膜,由于金属的化学成分、表面温度、加热和冷却制度、周围价质含氧量等因素的不同,氧化膜的成分与结构也因之而异。
一般说来,金属的化学性质越活泼,温度越高,金属的氧化速度就越快。
氧化时间越长,则形成的氧化膜厚度就越厚。
铁是一种比较活泼的金属,各种铁的氧化物形成的结构也较为疏松,而热轧钢带一般在温度高达1100℃以上,加快了钢材的氧化过程,由于轧制温度和轧制后的层流冷却及最终卷取温度的不同,所形成的带钢表面的氧化膜的结构、厚度、性质也有所不同,由于钢带表面的氧化膜厚度较厚,(一般在7--15μm)俗称氧化铁皮。
了解和分析研究这些特征,对于有效地清除氧化铁皮的形式都是有利的。
(插一句:1毫米=1000微米,1毫米=100丝,1丝=1道=10微米;1mm=1000μm)1.2 带钢表面氧化铁皮的形成热轧钢带的原料有连铸钢坯经过加热炉加热和直接从连铸坯进行热轧的两种方式,钢带在热轧的加工过程中均会产生较厚的氧化膜。
特别是经过加热炉加热的钢坯,由于加热时间长,形成的氧化铁皮较厚。
所以一般在粗轧前采用高压水力除鳞装置清除氧化铁皮,有的在进入精连轧时再次用高压水清除氧化铁皮,当钢带在多机架的精连轧机上轧制时,此时钢带经过较大的压下变形,断面迅速变薄,长度变长,大面积的新的表面产生,由于轧制速度快使钢带表面在各机架间暴露时间极短,新的氧化膜立即被破裂并且受到压力冷却水的冲洗,所以钢带表面氧化铁皮是较薄的。
带钢从最后成品机架出来后进入层流冷却,然后在卷取机上卷取并缓慢冷却,用输送链送至成品库。
在整个加工时间里带钢表面形成了多层氧化铁皮。
1.3 氧化铁皮的组成和结构钢坯在高温加热炉中加热时由于钢铁和氧化铁皮的组织结构差异,在加热过程中已经破裂而形成的基层即第一层氧化层是氧化亚铁(FeO),原因是高温加热炉内氧气含量低,生成的氧化膜厚度也薄。
在粗轧和精轧过程中,有不断的除鳞和新的表面形成,但由于轧制温度明显下降,又有大量新鲜氧气补充,生成磁性氧化铁(Fe3O4),以后层流冷却至卷取时温度较低,形成了外层是结晶构造的氧化铁(Fe2O3)。
当温度低于600 ℃以下时,氧化铁皮的生成实际已经极少了。
铁氧系的热力分析证明,铁的氧化过程是Fe FeO (含氧量23.26%) Fe3O4(含氧量27.63%) Fe2O3 (含氧量30.04%)。
氧化铁皮结构由里到外分别是Fe—FeO-- Fe3O4----Fe2O3 。
热力分析同样证明在氧化过程可能产生许多独立的相。
这些相分别为铁内氧化物固溶体、富氏体(FeO和Fe3O4固溶体) 、Fe3O4、Fe2O3.由于热轧碳素钢的终轧温度在850℃左右,周围介质含有大量的氧气,随后又是相当快的冷却速度,所以其氧化铁皮的结构都是上述3层结构.仔细地观察带钢表面的颜色会发现,往往带钢边部较宽度中间部分颜色深一些,这是由于氧化铁皮的厚度不同而引起光线的反射及干涉所致.随着氧化铁皮的厚度增加,颜色逐渐由橙变成黄、绿、青、蓝、紫等。
因此,由带钢表面颜色及氧化铁皮的形状,大体上可判断出氧化铁皮的厚度及均匀程度。
2.硫酸和盐酸酸洗介质的比较和化学原理硫酸是化学工业的重要产品之一,它广泛地用于国民经济的各个部门,因此,从硫酸的销量就可以看出一个国家的工业经济发展的情况。
纯净的硫酸是无色、粘稠、透明的油状液体,不易挥发。
常用的硫酸的浓度为98%,密度为1.84。
浓硫酸具有强烈的吸水性,所以硫酸对皮肤、衣服等有很大的腐蚀性。
如果不慎在皮肤或衣服上沾上硫酸,应立即用布拭去,再用大量的水冲洗。
浓硫酸密度大于水,如果把水倒进浓硫酸里,水浮在上面,同时放出大量热,水立即沸腾而使硫酸液滴向四处飞溅。
为了防止发生事故,一定要把硫酸慢慢地倒入水中,并不断搅拌,使产生的热迅速地扩散。
切记不可把水倒进浓硫酸里。
纯净的盐酸是无色透明的液体,有刺激性气味,浓盐酸中约含有37%的氯化氢,密度为1.19,工业盐酸由于含有杂质而带淡黄色。
由于盐酸沸点低,在常温下,蒸发出来的氯化氢遇到空气中水分凝聚成小滴,像“冒烟”一样。
盐酸对皮肤或纺织物也有一定的腐蚀作用,在使用时应该注意,不要把盐酸滴在皮肤或衣服上。
酸洗的原理主要是三方面:(1)溶解作用—带钢表面氧化铁皮中各种铁的氧化物溶解于酸溶液内,生成可溶解于酸液的正铁及铁氯化物或硫酸盐,从而把氧化铁皮从带钢表面除去。
(2)机械剥离作用—由于氧化铁皮具有多孔性酸液通过孔隙和裂纹与氧化铁皮中的铁或基体铁作用产生大量氢气。
由氢气产生的膨胀压力使氧化铁皮从带钢表面上剥离下来。
(3)还原作用—生成的原子氢使铁的氧化物还原成易与酸作用的亚铁氧化物,然后于酸作用而被除去。
在硫酸溶液中酸洗时:Fe2O3 + 3H2SO4 == Fe2(SO4)3 + 3H2OFe3O4 + 1H2SO4 == Fe2(S04)3 + FeSO4 + 4H2OFeO + H2SO4 == FeSO4 + H2O在盐酸溶液中酸洗时:Fe2O + 6HCl == 2FeCl3 + 3H2OFe3O4 + 8HCl == 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2OFeO + 2HCl == FeCl2 + H2O2.2 硫酸酸洗和盐酸酸洗的比较酸洗用的酸,早期采用硫酸,它价格便宜,运输方便。
目前,我国中、小型钢铁企业采用较多,但由于盐酸具有与氧化铁皮的化学反应速度快,酸洗带钢表面质量光洁,废液处理回收率高的优点,很快成为酸洗用盐酸的主流。
2.带钢的酸洗设备3.1 热轧带钢酸洗方法主要有以下两种方式:3.1.1浅槽推拉式酸洗:它使得带钢和酸洗液之间相对速度提高,从而缩短了酸洗时间。
这种酸洗方式设备简单,造价低,但生产速度慢,单卷生产效率低。
适用于带钢品种多,是年产量在60万吨以下的连续卧式酸洗机组。
3.1.2平槽紊流酸洗:高速紊流的酸液,使钢板表面热传导率提高,从而加速酸液和带钢表面氧化铁皮反应,具有酸洗时间短,能耗低,产量大,效率高,带钢表面残留酸少的特点。
一般可以和冷轧机组连成酸-轧连续机组。
宝钢新投产的热轧酸洗机组采用了这种酸洗方式,也是目前国内唯一的热轧酸洗板专业生产线。
3.2 酸洗设备组成部分:3.2.1 入口设备---钢卷步进梁、带钢卷准备站、开卷机、矫平机、剪切机。
3.2.2 中部设备---酸洗槽、酸罐、夹送辊、酸加热器、热水清洗装置、干燥机、检查平台、活套坑。
3.2.3 出口设备---剪边机、剪切机、张力辊、静电涂油机、卷取机、卸卷小车。
3.2.4 酸再生回收装置---废酸泵、焙烧炉、文丘利塔、铁粉收集罐、喷淋塔、回收酸液罐、烟雾排放管等。
3.2.5 控制系统--- 工艺控制系统、电气控制系统、仪器仪表系统、机械液压系统。
盐酸酸洗优点采用盐酸酸洗具有以下优点:(1)盐酸酸洗钢带表面质量好,具有清洁、光亮、没有斑痕、酸洗后呈银白色的平滑表面;(2)盐酸酸洗速度快,其酸洗速度大约是硫酸酸洗速度的两倍多;(3)盐酸酸洗钢带不需要破鳞设备,节约了设备投资;(4)盐酸酸洗槽内和中间储酸罐内没有氧化铁皮积存;(5)盐酸酸洗不侵蚀钢带机体,钢带不太可能发生氢脆现象,酸洗缺陷少;(6)盐酸酸洗比较硫酸酸洗金属丧失减少$() * $&);(7)盐酸酸洗可以完全回收,回收液中提取的高质量,-$.!粉末是软磁合金的高档原材料,颗粒大的,-$.!作为矿石使用。
盐酸酸洗缺点采用盐酸酸洗也存在以下不足:(1)常容易挥发;(2)蚀性强;(3)盐酸中的,-/0$不好分离,造价高;(4)盐酸价格相对于硫酸价格高。
硅钢的酸洗操作技术硅钢(原来叫矽钢)可分为电机钢(晶粒无取向)、变压器钢(晶粒取向)。