轧钢中氧化铁皮产生的原因分析

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。

热轧带钢表面氧化铁皮原因及措施作者：杨才举康茂林来源：《中国科技博览》2019年第05期[摘要]热轧带钢表面氧化铁皮压入缺陷给很多企业带来了很大的困扰。

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钢卷的表面质量，造成产品质量下降，势必影响到经济效益。

因此有必要对热轧带钢表面氧化铁皮原因进行分析，并提出预防措施。

[关键词]热轧带钢；表面氧化铁皮；原因；措施中图分类号：TG335.11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）05-0056-011热轧带钢表面氧化铁皮原因氧化铁皮的形成一般是由于钢坯在加热炉内加热或高温状态下与氧化性气氛接触后发生化学反应，产生了Fe3O4、Fe2O3和FeO的一种混合物。

当温度高于700℃时，FeO在最接近钢坯的内层形成，占95%；Fe3O4在中间层形成，占4%；Fe2O3在最外层形成，占1%。

轧制过程中，轧辊会将氧化铁皮碾入带钢表面形成缺陷。

冷轧用热轧原料表面的氧化铁皮在酸洗过程中清除不净，会致使冷轧钢卷上形成条状氧化铁皮小点，缺陷部位有很明显的形变特征，会产生向钢基内延伸的裂缝，裂缝内存在氧化铁皮。

现场生产中，带钢表面存在氧化铁皮的主要原因有：（1）由于长期使用3种厚度（210、230、250mm）的板坯，不同厚度的板坯在加热炉中混装，对加热时间和加热温度控制均造成较大影响，210和230mm的板坯普遍存在在炉时间延长、被过度加热的情况。

而且由于轧制品种很多，经常出现温度过渡不合理的现象，当温度跳跃过大时，编排在高温钢种附近的低温钢种加热温度明显提高，炉生氧化铁皮增厚，剥离性变差。

（2）除鳞辊、夹送辊及各类辊道过度磨损造成带钢表面划伤，在高温和水的作用下，形成氧化铁皮，一般出现在带钢下表面。

（3）轧辊由于轧制公里数较长，磨损严重时，表面氧化膜脱落，产生氧化铁皮的概率大大增加。

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。

钢铁产品表面
氧化铁皮的组成及影响因素
目录
一、氧化铁皮定义
二、氧化铁皮组成
三、影响氧化铁皮形成的因素
一、氧化铁皮定义
钢铁制品在加热、热处理或在热状态下进行加工时形成的一层附着在基体表面上的金属氧化物称为氧化铁皮。

二、氧化铁皮组成
各种钢铁制品表面的氧化铁皮的组成及结构都不一样，材质的化学成分（如普碳钢及特殊钢）、加热温度的高低、冷却速度的快慢以及加工方法（退火、淬火）等因素对氧化铁皮的生成都有明显的影响。

一般碳钢的氧化铁皮在575℃以下生成两层：外层为
Fe2O3，内层为Fe3O4。

如果在575℃以上则生成三层：外层Fe2O3，中层Fe3O4，内层FeO。

如果是合金钢，除上述三种氧化层外，还有合金元素的氧化物，如铸铁、硅钢（SiO2）、不锈钢（Cr2O3、NiO）。

三、影响氧化铁皮形成的因素
由于金属的成分、表面温度、加热和冷却制度、周围介质含氧量等因素的不同，氧化铁皮的成分与结构也因之而异。

一般来说，金属的化学性质越活泼、温度越高，金属的氧化速度就越快。

氧化时间长则形
成的氧化铁皮厚度就越大。

铁是比较活泼的金属，各种铁的氧化物、结构也较为疏松，而钢材的轧制及铁制品的加工，多半都是在较高的温度下进行的，因此加快了钢材的氧化速度，促进了钢材表面氧化铁皮的形成。

由于热轧带钢的化学成分、轧制温度、轧制后的冷却速度及卷取温度的不同，带钢表面上所形成的氧化铁皮的结构、厚度、性质亦有所不同。

中的 /0 为选择性氧化， 在 :"; （方铁石） 与铁质的 界面上形成 3:"* , /0;（铁橄榄石） ， 因为铁橄榄石 3
图 ! " , "# . =、 “红锈” 。 " , $% . /0 的钢中剩余初次氧化铁皮产生的
（>0） 对氧化铁皮形成的影响 4,+,3 ! 钢中含 >0 时， 如果发生氧化， >0 集中的部分 就会凸起， 界面形状凸凹不平， 使鳞的剥离性恶 化。当钢中的 ! （>0）量达到 1 , 3. 以上时， 铁质 ［9］ 表面凸凹严重， 鳞剥离更困难 。 &,’ 温度和加热时间对氧化铁皮形成的影响 板坯在高温加热时， 钢与 ;3 的化学应为： :" ? + @ 3;3 A :"; 4:" ? + @ 3;3 A :"4 ;9 3:"4 ;9 ? + @ 3;3 A :"3 ;4 氧化铁皮的形成过程是氧由表面向铁的内部 扩散， 而铁向外部扩散的过程。氧化铁皮的结构 是分 层 的， 里 层 是 :";， 依 次 向 外 的 是 :"4 ;9 和 板坯加热温度、 加热时间对氧化铁 :"3 ;4 。通常， 皮的形成过程有很大影响， 见图 3、 图 4。
（>） 次鳞 > 9 > > 次氧化铁皮 热轧板坯从加热炉出来后， 经高压水除去 7 次鳞后进行粗轧。在短时间的粗轧过程中， 钢板 表面产生了 ! 次鳞。 ! 次鳞受水平轧制的影响， 厚度较薄， 钢板与鳞的界面应力小， 所以剥离性 差。如果喷射高压水不能完全除去 ! 次鳞， 鳞残 留在钢板表面的情况下进行精轧， 产品表面就会
达到 32+ 以上， 除鳞采用喷出压力为 & 420 9 2 300 每个喷嘴的流量为 *00 9 100 ’ ! $()， 除鳞 " ! #$ 、 温度在 320 9 * 000 , ， 就可显著提高鳞的剥离性。

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 表面 氧化铁 皮 的成 因与控 制
冷 光荣 。 范红 梅 ， 艳辉 王
（ 新余钢铁集 团有限公司 ， 江西 新余 ３８ ０ ） ３０ １
摘
措施 。
要 ： 介绍热轧带钢表面氧化铁皮的形成机理 ， 从化学成分、 轧钢工艺等方面提 出了控制氧化铁皮生成的
关
键
词 ： 热轧； 带钢； 氧化铁皮； 工艺
收 稿 日期 ：０ １ 一） 男 ， ： １６ ， 江西高安人 ， 高级工程师 ， 事金属材料研 究工作。 从
江
西
冶
金
２１ ０ ２年 ８月
图１ Ｆ ｅ一０平衡相 图
３ 带钢表面氧化铁 皮的组成及酸洗性能
带钢表 面 的 氧化 铁 皮 通 常 是 从 内到 外 按 ＦＯ、 ｅ Ｆ Ｆ 。顺 序 排 列 的 氧 化 铁 皮 层 。 由 ＦＯ、 ｅ０ 、 ｅ０ ｅ Ｆ。 Ｆ ， 结构 形式组 成氧 化铁皮 ， 由外层 较 ｅ０ 、ｅ０ 等 是 薄 的 Ｆ 。中间层 Ｆ 和最 内靠基 体 的 ＦＯ层 组 ｅ０ 、 ｅ０ ｅ 成 Ｊ 。通过测 量 氧化 铁皮 的形貌 Ｊ发现 ＦＯ层 结 ， ｅ 构疏 松 ， 内部有 较大 的孔洞 ， 酸洗 过程 中酸液 容易 渗 入 ＦＯ结 构 内部 ， 容易 被还原 分解 ， ｅ 最 即最 容易 酸洗
成 Ｆ ２ ３ ｅＯ 。
２Ｆｅ＋Ｏ２＝２ Ｏ Ｆｅ ３ Ｆｅ＋２ ０２＝ Ｆｅ Ｏ４ ３
４Ｆ ３ ｅ Ｏ４＋ Ｏ２＝ ６Ｆ ２ ｅ Ｏ３
２ 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 的 成 因
据 Ｆ —Ｏ 平 衡 相 图 ， 度 在 ５ ０ １３ １ ｏ ｅ 温 ７ ７ Ｃ
时， 郁氏体（ ｅＯ 在 ＦＯ中的 固溶体 ） Ｆ， ｅ 处于稳定状 态 ； ５０ 以下时 ， 氏体 发生 共析 反应 生成 仅一 在 ７ 郁

热轧后表面氧化铁皮构成热轧是一种重要的金属材料加工工艺，可以将金属坯料加热至一定温度后，在压力的作用下通过轧制机械进行塑性变形，使其形成所需的形状和尺寸。

然而，在热轧过程中，由于金属表面与空气接触，会导致表面氧化铁皮的形成。

热轧后表面氧化铁皮的形成主要是由于金属表面与空气中的氧气发生氧化反应所致。

在高温下，金属表面的铁元素与氧气发生化学反应，生成氧化铁。

这些氧化铁颗粒会附着在金属表面，形成一层薄薄的氧化铁皮。

氧化铁皮的形成对于热轧后的金属材料具有一定的影响。

首先，氧化铁皮会降低金属材料的表面质量。

由于氧化铁皮的存在，金属表面会出现不光滑、不均匀的情况，影响材料的外观和质量。

其次，氧化铁皮还会降低金属材料的耐腐蚀性能。

氧化铁本身就具有一定的腐蚀性，容易与环境中的水和氧气发生反应，导致金属材料的进一步氧化和腐蚀。

为了减少热轧后表面氧化铁皮的形成，需要采取一些措施进行防护和处理。

首先，在热轧过程中，可以在金属表面形成保护膜，防止金属与氧气直接接触。

采用一些化学物质或涂层，形成一层保护性的膜，可以有效减少氧化铁皮的形成。

其次，热轧后的金属材料需要进行酸洗处理，将氧化铁皮去除。

酸洗可以通过浸泡或喷淋的方式，将金属材料表面的氧化铁溶解掉，从而恢复金属表面的光洁度和质量。

除了以上的防护和处理措施，还可以通过调整热轧工艺参数来减少氧化铁皮的形成。

首先，控制热轧过程中的氧气含量，减少氧气与金属表面的接触，可以有效降低氧化铁皮的生成。

其次，控制热轧过程中的温度，过高的温度会加剧氧化反应的速度，导致氧化铁皮的形成更为严重。

因此，在热轧过程中，需要根据金属材料的特性和要求，合理控制温度参数，以减少氧化铁皮的产生。

总的来说，热轧后表面氧化铁皮的形成是由金属表面与空气中的氧气发生氧化反应所致。

氧化铁皮的存在会影响金属材料的表面质量和耐腐蚀性能。

为了减少氧化铁皮的形成，可以采取防护和处理措施，如形成保护膜、酸洗处理等。

此外，调整热轧工艺参数也是减少氧化铁皮的一种有效方法。

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。

ＱｉｏＭｉｇＨａｔｏ ａ ｎ ｌ ｇ ａ ｉ ｕ ｕ ｉｎ ｈ ｎ ｗ ｉ ｉｎ ｉ ａ
（ ｅｅｒｈ ＆Ｄ ｖｌｐ ｎ ｅ ｔｒｏ ｅ ｒｄ ｃ） （ ｅ ｉｇＳ ｉｎｅ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｎｖ ｒｉ ） Ｒ ｓａｃ ｅｅｏ ｍｅ ｔ ｎｅ ｆＮ ｗ Ｐ ｏ ｕｔ Ｂ ｉｎ ｃｅｃ Ｃ ｊ ｅｈ ｏｏ ｙＵ ｉｅｓ ｙ ｔ
１ ２
南 钢科 技与 管理
２０ ０ ６年第 ２期
靶功率 ４ ｋ １０ Ａ，０ ０ 合连续扫描 ， ０ Ｖ、５ ｍ ２ ／ 偶 步宽 ０ ０ ．２
度， 积分 时间 ０ ３秒。通过 衍 射强 度 ３强线 物 相 分 ．
析 （ 图 ５ ， 样 中 主 要 是 Ｆ ： ， ｒ Ｆ， 相 ， 一 见 ）试 ｅＯ 相 和 ｅＯ 未 儿 ” 检测到 ＦＯ ｅ。
图 ２ 氧 化 铁 皮 粉 末形 貌 图
采 集 条 件 ： 速 电压 ： Ｏ ｅ 活 时 间 ：７秒 加 １ Ｏ ｋＶ ５ ２ 出射 角 ： ．７度 ３ １ ４
图 ５ 氧 化 铁 皮 ｘ 一射 线 衍 射 强 度 图
５ 成 因分 析与讨 论
卷取炉是 布置在 轧机前 后的具有 卷取 和保温 功 能 的设备 ， 它是 为了降低轧 制过程 中轧件 的温降 、 改 善轧制条件而设置 的。卷取炉 内温度根 据需 要可 以 在 ８０～ｌ５ ℃之 间调 节 ， ０ ｌ０ 热源 主要来 自精制 煤气燃
２ 氧化 铁皮 厚度 测量
使用千分尺 测量 了 氧化铁 皮 的厚 度 ， 氧化 铁皮 的厚度 为 ６ ８～７ １ 厚 度较 薄且均 匀 ， 属 于钢卷 ０ｘ ｍ， 是 在轧 制过程中产生的二次氧化铁皮 ， 图 １ 见 。
图 １ 氧化铁皮宏观照 片
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氧化铁皮产生的机理分析与对策邓经济（江苏沙钢集团有限公司钢板总厂生产技术科江苏张家港 215625）摘要:本文主要对沙钢1450mm热卷板生产线氧化铁皮产生的机理进行分析研究，提出相应的解决措施，并取得较好的效果。

关键词: 氧化铁皮氧化气氛在炉时间轧辊温度保护渣Mechanism of Iron Scale Sinter to Analysisand AcquireSome EffectDeng Jingji(Jiang Su Shasteel Group Jinfeng Town, Zhajiagang City,215625) Abstract: This text is mainly introducing Mechanism of iron scale sinter in practiceon on Shasteel 1450mm hot rolling plate line，We took some measures to solve the problem ,and acquire some good practical effect.Key words: Iron scale sinter. Furnace inside atmosphere. Furnace inside time. Covering slag .Iron scaleon roller1概况沙钢1450热卷板生产线，无论设备性能还是自动化控制技术，都是国内一流的，整个生产线有四套除鳞设备，每块钢生产都要经过一次除鳞、R1除鳞、R2奇道次除鳞和二次除鳞，而且在飞剪前增设热卷箱有卷取破鳞功效，本应该成品带钢表面不可能有氧化铁皮，但自从2009年9月23日投产以来，氧化铁皮却成为我们产品质量的最大困扰。

为此，我们尽其所能，组织相关专业人员，通过采集氧化铁皮试样，对其成份进行化验分析，找出氧化铁皮产生的机理，对其进行质量攻关，取得了不错的效果。

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)。

氧化铁皮的生成及影响因素
钢管表面的氧化铁皮，是由于钢中的铁原子和空气或氧化性气体中的氧原子，在一定条件下互相扩散化合而成的。

扩散过程通常有两种方式：一是氧原子溶解在氧化铁皮中形成固溶体，然后深入的原子渐渐地向金属的方向流动，或金属原子溶解在氧化铁皮中形成固溶体，然后渐渐地向氧原子运动;二是氧化铁皮是不完整的，具有许多孔隙和裂缝，铁和氧的原子就沿着孔隙和裂缝而互相扩散。

铁原子和氧原子由于互相扩散的结果发生化合反应，形成了氧化铁皮。

扩散和化合这两个过程的快慢，受温度和时间等条件的影响。

特别是在高温条件下，随着温度的增高，氧化日时间mln高温时铁在空气中的氧化曲线铁皮的生成速度加快并成抛物线形式。

当温度在375~C以下时，氧化铁皮成长的速度较慢成对数曲线。

日主睦餐时间温度不高时铁在空气中氧化的曲线162暑之ho嘲吕窘时间冷却条件对氧化速度的影响1一干燥空气;水蒸气饱和的空气钢管冷却时，当空气中：有水蒸汽存在时，氧化速度增大1—2倍。

含碳o.6%的钢，当温度为800~C时，在干燥空气和被水蒸汽饱和的空气中氧化关系。

重庆无缝钢管在炉气中过剩空气越多，钢氧化越激烈。

提高炉气中含CO量，则钢氧化速度降低，当CO含量百分数足够大时，可使钢的氧化速度下降为零。

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。

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。

热轧带钢表面氧化铁皮缺陷成因与对策
热轧带钢表面氧化铁皮缺陷多见于冷却阶段，氧化铁皮缺陷不仅影响热轧带钢外观，也会破坏表面层次感和美观性，缺陷的出现对热轧带钢的整体质量也有不利的影响。

由于氧化铁皮缺陷的缺陷，既影响了带钢外观形象，也影响了材质的实用价值，因此，热轧厂家及其专业人士在生产过程中应关注并控制热轧带钢表面氧化铁皮缺陷的产生。

热轧带钢表面氧化铁皮缺陷的主要成因是在加热时成分表面过度活化，导致残留铁氧化物和金属原子相互作用，使表面形成粉末状的氧化物。

而且，在进行连续处理或停止冷却过程中，如果冷却的速度太快，则有可能增大氧化铁皮的生成，最终形成热轧带钢表面氧化铁皮缺陷。

为了克服热轧带钢表面氧化铁皮缺陷，采用科学合理的措施可以有效解决。

首先，采取原毛坯适当热处理，使原毛坯成分活化，增加表面活性，减少晶粒大小，改善表面质量，减少氧化物生成和吸附。

其次，在冷却过程中，要继续加强加热均匀性，控制钢板在冷却时的变形行为，使钢板冷却的稳定性、均匀性更新。

热轧带钢表面氧化铁皮缺陷的生成也可以通过改变表面热处理工艺或改善机械性能来加快表面的抗氧化能力，最大限度地减少氧化物的缺陷。

总之，热轧带钢表面氧化铁皮缺陷的形成及其原因多种多样，为了控制热轧带钢表面氧化铁皮缺陷，必须对原毛坯进行热处理，因而改善带钢的成型状态，同时在进行冷却时也要加以控制，减少氧化物生成和吸附，最后，可以通过改变表面热处理工艺或改善机械性能，使热轧带钢表面氧化铁皮缺陷最大限度降至最低，从而获得良好的热轧带钢质量，为企业生产和提升专业、科学的水准提供了强有力的保障。

要是由于切水板表面堆积了氧化铁皮粉尘，轧制过 程中带有较多氧化铁皮粉尘的泥水飞溅到带钢表面 所导致� 表面无规则形状一摊摊形粘铁，一般在定修或 换辊开轧过程中易发生，是 F6 上游机架内产生氧 化铁皮粉及脏物在轧制过程中粘到带钢表面所致�
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4.1
照片7 良好的辊面
主要控制措施
除鳞系 主要控制措施： （1） 每次定修时， 检查水嘴 集管， 遇有损伤即更换； （2 ） 高压除鳞水嘴按周期更换； （3 ） 6 0 分钟停机点检时检查除鳞箱内水嘴状态，
（4 ） 粗轧温度控制过高， 不利于氧化铁皮控制； （5） 带钢下表面温度高于上表面不利于下表面 氧化铁皮控制； （6 ） 带钢经过精轧前机架发生剧烈氧化； 总体而言，带钢温度系的原因都可以归结于前 机架入口温度过高， 导致氧化铁皮产生� 一般而言， 主要是指 F1 � F2 机架入口温度过高，此时温度处 于易氧化阶段� 3.4 轧辊系 一般良好的辊面 （照片 7 ） 即使在较高轧制温度 下亦不易产生氧化铁皮� 所以区分辊面状况及其可 能带来的影响非常重要�
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种轧制完后， 又安排轧制表面质量要求高的钢种， 如 酸洗板等； （3 ） 轧辊冷却水使用效果差， 对轧辊辊面氧化膜 的建立及保持造成影响； （4 ） 前机架负荷分配过大， 单位轧制力过大， 导 致辊面剥落； （5） 夏季环境温度过高， 水温及水压不能满足轧 辊冷却要求， 导致辊温过高� 3.5 粘铁 圆形或椭圆形粘铁一般为 F6 出口后产生， 主
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带钢 � 主要包括：
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（3 ） 在稳定性前提下， 尽可能多的使用 F1 2 � F23 机架间带钢冷却水； （4 ） F4 5， F56 间机架水使用可以提高轧制速度， 但由于降低此机架间氧化速度的同时，提高了前机 架入口温度， 应选择性使用� 总体而言，控制带钢温度系的都可以归结于控 制前机架入口温度， 主要是指 F1 � F4机架�采用机 架水， 通常情况下降低了此机架间的氧化程度 � 但由 于穿带速度的影响， 同时提高了前机架的入口温度， 故机架水的使用到 F5 6 间时， 已不能对氧化铁皮控 制形成积极作用 � 4 .4 轧辊系 主要控制措施： （1） 进行因材备辊， 目前辊面分析为 1 类 � 2 类， 3 类辊面； （2） 定期检查轧辊冷却水过滤网； （3 ） 日常检查轧辊下机温度， 确保轧辊在机时处 于较低工作温度以下 �一般要求低于 7 0 � ； （4 ） 适当优化轧制力负荷， 增加负荷分配到 F5 � F6 机 架 上 � 如 果精 度 及板 形 较好 ， 可以 增 加 负 荷分配 到 F6 上 � 此 外， 可 以将 负荷 转移到 粗轧 ， 要求 粗轧 控制 粗轧 出口 厚度 � 这样 同 时增 加 了 温降， 降低 了精 轧入 口温 度， 但可 能对 薄板 带来 稳定性 影响 � （5） 轧制计划编排时， 要做到尽量去保护轧辊表