去除氧化铁皮的新方法介绍
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合金钢线材的氧化皮去除合金钢线材是一种高强度材料,主要用于机械、建筑、电力等领域。
然而,在使用过程中,合金钢线材表面容易形成氧化皮,影响其使用寿命和表面质量。
因此,去除氧化皮是保证合金钢线材质量的重要工序。
本文将介绍一些常见的氧化皮去除方法。
1. 机械抛光法机械抛光法是最传统的氧化皮去除方法之一。
它使用机械力量来切削合金钢线材表面的氧化皮。
这种方法通常使用砂轮、砂布或其他磨料,在旋转的工件上施加压力,以去除氧化皮。
然而,这种方法存在一些缺点。
首先,它需要大量的能源和时间。
其次,机械抛光法容易导致表面形状粗糙和大小不一的划痕,影响合金钢线材的表面质量。
因此,在其他方法可行时,机械抛光法并不是最佳选择。
2. 电解去氧法电解去氧法是一种通过电化学反应去除氧化皮的方法。
该方法涉及使用一个电解槽,并将合金钢线材作为阳极,将电流通过电解槽,并使用腐蚀性液体来溶解氧化皮。
根据溶液的不同,电解去氧法可以分为酸洗法和碱洗法。
酸洗法通常使用盐酸或硫酸溶液,而碱洗法则使用氢氧化钠或氢氧化钾溶液。
在电解去氧法中,盐酸和硫酸溶液更常用,因为它们具有更高的腐蚀性,可以更有效地去除氧化皮。
然而,电解去氧法也存在一些缺点。
首先,它需要大量的能源和设备。
其次,处理过程需要注意安全问题,因为这些液体都具有腐蚀性。
此外,在一些情况下,氧化皮可能会对钢材表面产生微小的凸起,这可能会在处理过程中产生空气泡,并危及工人的安全。
3. 酸洗法酸洗法是一种使用化学酸溶解合金钢线材表面氧化皮的方法。
虽然这种方法比较简单方便,但在实际应用过程中,需要考虑酸洗液的成分、浓度、浸泡时间等因素,以确保去氧效果和处理质量。
常用的酸洗液是盐酸或硫酸,其浓度和浸泡时间需要根据不同的需求进行调整。
但是,酸洗法也有一定的局限性。
首先,酸洗液具有腐蚀性,需要非常小心使用。
其次,酸洗法对于较深层次的氧化皮去除效果不佳。
此外,酸洗液的使用也会对环境造成一定的污染。
4. 其他方法还有许多其他去除合金钢线材氧化皮的方法,例如激光去氧法、气体热镀法、化学水净化法等。
合金钢线材的氧化皮去除合金钢线材是一种广泛应在于航空、化工、汽车以及船舶等领域的特种钢材,其具有高强度、耐磨性以及耐腐蚀性等优良特性。
然而,在生产过程中因为合金钢线材的表面易受到环境中的氧化作用,会形成一层坚硬的氧化皮,影响采用该材料的性能和应用,在此背景下,本文旨在介绍合金钢线材的氧化皮去除方法。
第一种方法:机械去除氧化皮机械去除氧化皮是一种传统有效的去除氧化皮的方法,机械去除氧化皮的工艺过程是将沾有氧化皮的合金钢线材转动和磨削,摩擦力将合金钢线材表面上的氧化皮磨掉,从而实现氧化皮的去除。
机械去除氧化皮的设备可分为手动和自动二种类型,其中自动化设备能够减少后续处理中的人员操作人力成本,上述设备通常是自动装置即可完成氧化皮去除的祭台设备。
化学去除氧化皮是现代先进工艺中的一种主流方法,主要采用一些氧化皮去除化学剂,如盐酸、硫酸、氢氟酸等,然后通过将合金钢线材浸泡在处理槽中,氧化剂将氧化皮处理掉。
采用化学方法去除氧化皮的好处是不会对合金钢线材表面造成机械伤害,且效果比较高。
但是采用化学方法去除氧化皮虽然具有环保性,但是处理液体的处理需要投资比较高。
电化学去除氧化皮是在金属表面上形成电化学反应,引起氧化皮的去除过程。
采用该方法时,合金钢线材的表面会产生氢气和金属离子,进而产生电化学反应,从而使氧化皮溶解并脱落。
电化学去除氧化皮的优点是环保可靠且去除效果高,但是设备成本较高,同时合金钢线材表面的光洁度会受到影响。
需要注意的是,采用以上的方法去除合金钢线材的氧化皮,应该根据合金钢线材不同的特殊情况,来选择具体的去除方法,且每种方法具有其优缺点,请结合企业实际情况综合考虑选取适当的处理方法进行氧化皮的去除。
氧化铁垢清洗的方法嘿,小朋友们!你们知道氧化铁垢吗?它就像铁制品身上脏脏的小衣服,现在我来给大家讲讲怎么把这些小衣服清洗掉。
第一种方法是用酸来清洗。
不过这个酸不是那种很厉害的强酸,而是像醋酸这样比较温和的酸。
就像我们家里厨房用的醋,它含有醋酸呢。
我们可以把生锈的东西放在一个容器里,然后倒入一些醋,让醋把氧化铁垢包围起来。
就像小士兵在攻打城堡一样,醋酸会和氧化铁垢发生反应。
等上一会儿,你就会看到有一些小气泡冒出来,这说明它们正在战斗呢。
然后用刷子轻轻地刷一刷,那些氧化铁垢就会慢慢地掉下来啦。
不过要注意哦,用酸清洗之后,要把东西用清水冲洗干净,就像给它洗个澡一样,把残留的酸都冲掉。
还有一种方法是用柠檬酸。
柠檬酸是一种很好的清洁剂呢。
我们可以把柠檬酸溶解在水里,就像泡果汁一样,不过这个“果汁”是用来清洁的。
把生锈的铁制品放在柠檬酸溶液里浸泡。
如果氧化铁垢比较厚,那就多泡一会儿。
浸泡的时候,柠檬酸就会像小魔法师一样,悄悄地把氧化铁垢分解掉。
之后拿出来,用干净的布或者刷子清理一下,铁锈就会乖乖地离开啦。
机械打磨也是一种办法。
如果氧化铁垢又厚又硬,就像铁制品穿上了一层厚厚的铠甲,我们可以用砂纸或者小锉刀来打磨。
就像给铁制品做一个小小的美容手术。
不过在打磨的时候要很小心,要轻轻地、慢慢地,不能太用力,不然会把铁制品本身弄坏啦。
而且打磨的时候最好带上手套,保护好自己的小手。
另外呢,我们还可以用专门的除锈剂。
在市场上可以买到一些除锈剂,它们就像超级英雄一样,专门对付氧化铁垢。
按照说明书上的方法,把除锈剂喷在生锈的地方,然后等一段时间,让除锈剂发挥它的魔力。
最后用清水冲洗干净,再用干布擦干,铁制品就会焕然一新啦。
金属锻件表面氧化皮清除工艺引言金属锻件在制造过程中,常常会生成一层氧化皮,这会对其表面质量和使用性能造成负面影响。
因此,清除金属锻件表面的氧化皮是必要的工艺步骤。
本文将就金属锻件表面氧化皮清除工艺进行深入探讨,并介绍几种常见的清除方法。
二级标题1: 金属锻件表面的氧化皮形成原因金属锻件表面的氧化皮主要由以下原因引起:三级标题1.1: 金属与氧的反应金属在高温下与空气中的氧气发生氧化反应,形成金属表面的氧化层。
在锻造过程中,金属加热至高温,氧与金属发生反应,导致氧化皮的形成。
三级标题1.2: 金属与其他元素的反应金属锻件中可能含有其他元素,如硫、氮等,这些元素会与金属中的氧发生反应,形成氧化物。
这些氧化物会附着在金属表面,形成氧化皮。
三级标题1.3: 锻造时的热作用锻造过程中的高温和机械力作用也会引起金属表面的氧化皮形成。
高温会加速金属与氧的反应速率,机械力作用会使氧化物离开金属表面,形成氧化皮。
二级标题2: 金属锻件表面氧化皮清除方法为了使金属锻件的表面达到一定的质量要求,需要对其氧化皮进行清除。
下面介绍几种常见的清除方法。
三级标题2.1: 化学清除法化学清除法是使用化学溶液对金属锻件进行表面清洗的一种方法。
这种方法可有效去除金属表面的氧化皮,从而保证表面的光洁度。
常用的化学清洗剂包括酸性清洁剂、碱性清洁剂和氧化剂。
清洗时,需注意使用适当的浓度和温度,以免对金属表面造成损伤。
三级标题2.2: 机械清除法机械清除法是使用机械工具对金属锻件表面进行刮、砂轮修整等操作,以去除氧化皮的方法。
这种方法适用于较厚的氧化皮层,可以有效地去除表面的焦痕、氧化物等。
但需要注意机械清除时要避免对金属表面造成过度破坏。
三级标题2.3: 热处理清除法热处理清除法是利用高温对金属锻件进行加热处理,使氧化皮自然剥离的方法。
通过控制加热温度和时间,可使金属表面的氧化皮脱落。
这种方法适用于较薄的氧化皮层,常见的热处理清除方法包括火焰加热、电热加热和电解加热等。
不锈钢氧化皮处理方法
不锈钢氧化皮处理方法
不锈钢材料在使用过程中,由于受到外界的环境和条件的影响,内部结构发生变化,产生氧化皮。
氧化皮的存在会对不锈钢的品质造成很大的影响,因此必须对氧化皮进行处理。
下面将介绍不锈钢氧化皮处理方法。
第一步:机械切割法
这是一种较为常见的处理方法。
不锈钢氧化皮较厚或硬时,常常采用机械切割法进行处理。
该方法通过机械力量将氧化皮割掉,使不锈钢表面得以恢复光洁、光亮等表面状态。
第二步:酸洗法
酸洗法是一种比较常见的处理方法。
该方法的原理是利用化学反应去除不锈钢表面的氧化皮。
酸洗法处理后的不锈钢表面无论是从外观上还是质量上都较好。
但是,酸洗法处理不当也会对环境产生危害性,要注意保护工作环境。
第三步:电解剥皮法
电解剥皮法是采用电化学原理,将不锈钢表面的氧化皮通过电解化学反应剥离的方法。
电解剥皮法处理后的不锈钢表面光洁度高,质量稳定。
但是,电解剥皮法需要较大的设备成本和技术要求,处理效果好但成本高。
第四步:喷砂法
喷砂法是利用高压气体或水力将高效磨具喷射到不锈钢表面,对不锈钢表面进行磨料冲击和摩擦去除氧化皮的方法。
喷砂法处理后的不锈钢表面光亮、光滑,但再次会产生氧化皮。
总结:
以上四种不锈钢氧化皮处理方法都有其优缺点,应根据不同的生产工艺、工作环境、材质价格等因素进行选择。
另外,维护不锈钢表
面的干净卫生,可以用柔软的不酸性毛巾擦拭表面。
同时,也可以使
用专用不锈钢清洁剂,但使用时要注意不要过量,避免产生二次污染。
热轧不锈钢板氧化皮快速去除方法
以下是 8 条关于热轧不锈钢板氧化皮快速去除方法:
1. 嘿,你知道吗,用酸液浸泡去除氧化皮超厉害!就像给不锈钢板洗了个彻彻底底的澡,一下子就干净啦!比如说,我们把不锈钢板泡在合适的酸液里,过一会儿,那些顽固的氧化皮就乖乖掉下来啦,多神奇啊!
2. 哇塞,机械打磨也是个好办法呀!就如同给不锈钢板做一次精心的打磨美容,让它焕然一新呢!拿个打磨工具,对着不锈钢板轻轻打磨,眼看着氧化皮一点点消失,是不是很赞?
3. 嘿呀,喷砂可别小瞧哦!这就像一阵强风把氧化皮通通吹走。
直接用喷砂设备对着不锈钢板,“噗噗”几下,那些讨厌的氧化皮就不见啦!
4. 哎呀呀,高温处理也很棒呀!简直是给不锈钢板来了一场热烈的洗礼,让氧化皮知难而退。
把不锈钢板放到高温环境下,看着氧化皮渐渐瓦解,很厉害吧?
5. 哇,激光清洗了解一下!这就像是一把精准的光剑,一下子就把氧化皮斩落马下!比如说用激光照射不锈钢板,那效果,杠杠的!
6. 嘿嘿,碱液处理也不错哟!就好像给不锈钢板来个温和的清洁护理,不知不觉中氧化皮就消失啦。
把它放入碱液中,静等一会儿,就会有惊喜哦!
7. 哟呵,电化学方法也能行!这不就像是给不锈钢板来个特殊的电疗,把氧化皮녹화시켜버리다(融化掉)!试试看,效果绝对让你吃惊!
8. 哎呀,超声波清洗也很有效呀!就像用神奇的声波给不锈钢板进行一次深度清洁,那些氧化皮还不得赶紧逃走啊!让超声波来施展魔法吧!
我觉得这些方法都各有千秋,具体用哪种可以根据实际情况来选择,只要能快速有效地去除氧化皮就是好方法!。
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。
快速去除氧化皮的方法
快速去除氧化皮的方法有以下几种:
1. 使用酸性溶液:可以使用柠檬汁、醋、苹果醋等酸性溶液来清洁氧化皮。
将酸性溶液涂抹在氧化皮上,静置片刻后用刷子或海绵擦拭,再用清水冲洗干净。
2. 使用砂纸或研磨机:对于较大的氧化皮区域,可以使用砂纸或研磨机来擦拭和研磨。
首先用砂纸或研磨机打磨掉氧化皮,然后用刷子或布清洁残留的颗粒。
3. 使用脱漆剂:某些脱漆剂也可以用来去除氧化皮。
选择适当的脱漆剂,将其涂抹在氧化皮上,静置片刻后用刷子或布擦拭,再用清水冲洗干净。
4. 热水浸泡:对于小块的氧化皮,可以将其浸泡在热水中一段时间,然后用刷子轻轻擦拭,氧化皮就会脱落。
无论使用哪种方法,请记住在操作时要戴上适当的防护手套和眼镜,确保安全。
另外,一些金属材料可能对酸性溶液或脱漆剂敏感,因此在开始操作前最好先进行测试。
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!。
一种去除不锈钢表面氧化皮的方法(原创实用版4篇)目录(篇1)1.引言2.不锈钢表面氧化皮的成因3.方法一:化学腐蚀法3.1 氢氟酸腐蚀法3.2 硝酸 - 氢氟酸腐蚀法3.3 硫酸 - 氢氟酸腐蚀法4.方法二:机械抛光法4.1 抛光轮抛光法4.2 振动抛光法4.3 滚筒抛光法5.方法三:电化学腐蚀法5.1 阳极腐蚀法5.2 阴极腐蚀法6.结论正文(篇1)不锈钢因其良好的耐腐蚀性能和机械性能,被广泛应用于各个领域。
然而,在加工和使用过程中,不锈钢表面往往会产生一层氧化皮,影响其美观和性能。
下面将介绍几种去除不锈钢表面氧化皮的方法。
不锈钢表面氧化皮的成因主要是在空气中,不锈钢与氧气发生化学反应形成氧化铬。
这种氧化皮不仅影响不锈钢的美观,还会降低其抗腐蚀性能。
首先,我们可以采用化学腐蚀法去除不锈钢表面氧化皮。
这种方法利用化学反应,使氧化皮脱落。
常见的化学腐蚀法包括氢氟酸腐蚀法、硝酸- 氢氟酸腐蚀法和硫酸 - 氢氟酸腐蚀法。
这些方法都能有效去除氧化皮,但需注意腐蚀液的浓度和处理时间,避免对不锈钢基体产生腐蚀。
其次,机械抛光法也是一种有效的去除氧化皮的方法。
这种方法通过机械切削作用,将氧化皮从不锈钢表面去除。
常见的机械抛光法包括抛光轮抛光法、振动抛光法和滚筒抛光法。
这些方法具有操作简便、效果明显等优点,但可能因抛光过度而导致不锈钢表面粗糙。
最后,电化学腐蚀法也可以用于去除不锈钢表面氧化皮。
这种方法利用电解作用,使氧化皮产生电化学反应,从而脱落。
常见的电化学腐蚀法包括阳极腐蚀法和阴极腐蚀法。
这些方法具有对不锈钢基体损害小的优点,但需要一定的设备和技术条件。
综上所述,去除不锈钢表面氧化皮的方法有多种,具体选择应根据实际情况和需要。
目录(篇2)1.引言2.不锈钢表面氧化皮的成因和影响3.去除不锈钢表面氧化皮的方法概述4.实施去除氧化皮的具体步骤5.常见问题及解决方案6.结论正文(篇2)【引言】不锈钢因其耐腐蚀性和抗氧化性被广泛应用于建筑、厨具、化工等领域。
不锈钢加工时产生的氧化皮的除去方法下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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热轧产品红色氧化铁皮成因及消除方法的研究红色氧化铁皮的成因主要有以下几点:
1.材料原因:钢材本身的化学成分和冶炼工艺会影响红色氧化铁皮的
生成。
高硫、高磷、高铜等元素的含量会加速氧化铁的形成,从而导致红
色氧化铁皮的产生。
2.热处理条件:热轧产品在加热和冷却过程中,温度和时间的控制不
当会促使红色氧化铁皮的生成。
过高的加热温度和长时间的停留时间会加
速氧化反应,从而生成红色氧化铁皮。
3.表面处理:热轧产品在工艺过程中,若未进行适当的表面处理,如
酸洗、除皮等,会使得产品表面存在着化学和物理不均匀的区域。
这些不
均匀性会加速氧化反应,进而产生红色氧化铁皮。
针对红色氧化铁皮的成因,可以采取以下方法进行消除:
1.控制材料成分:通过合理控制钢材中硫、磷、铜等元素的含量,以
降低红色氧化铁皮的生成倾向。
2.优化热处理:加热和冷却的温度和时间是影响红色氧化铁皮生成的
重要因素。
合理控制热处理条件,避免加热温度过高、停留时间过长,有
助于减少红色氧化铁皮的产生。
3.表面处理:在热轧产品工艺过程中,进行适当的表面处理,如酸洗、除皮等,可以减少表面化学和物理不均匀性,降低红色氧化铁皮的生成。
4.精细工艺管理:加强对热轧工艺的管理和改进,优化生产过程中的
加热、冷却、控温等环节,提高产品表面质量的一致性和可控性。
红色氧化铁皮的成因及消除方法的研究对提高热轧产品表面质量具有积极的意义。
通过合理控制材料成分、优化热处理条件、进行适当的表面处理以及精细工艺管理,可以减少红色氧化铁皮的生成,提高产品表面的光洁度和可视度,从而增强产品的市场竞争力。
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net工艺创新工艺装备 2010年第3期去除氧化铁皮的新方法介绍IntroductionofNewDescalingMethods
余万华,周斌斌,陈龙/YUWan2hua,ZHOUBin2bin,CHENLong
作者单位:北京科技大学,北京100083
作者简介:余万华(1966—),男,籍贯湖北,副教授。2003年获英国谢菲尔德大学材料工程系博士学位,在英国以博士后身份工作2年[2002年1月—2004年1月],2004年4月回国,在北京科技大学材料学院任教,主要研究方向:从事模拟钢的微观组织变化以及温度和电磁场模拟研究。E2mail:ustbywh@sina.com
目前,在大多数钢厂生产中,氧化皮的形成一般都会造成1%~2%的材料损失,而且通常是工厂中产量损失的最大来源。这种损失至少70%是发生在加热过程中的,这取决于轧制过程、料板尺寸和料板温度,其中在轧制过程中第二次氧化皮的形成会造成30%的损失(见图1)。总的加载金属的1%~2%的损失值是合理的目标,大多数工厂由于各种原因一次又一次的经历了严重的损失。
图1 在成型产品工厂中的产量损失的来源氧化铁皮的形成原因经典模型 经典铁的氧化理论已为大多数人所熟悉。然而,由于各种原因,重新加热过程中合金钢上的氧化以及氧化皮生长机制模型并不容易建立,而且技术文献方面也有很多矛盾的地方。钢的可视检测表明它是呈层结构,而且显微检测表明通常是三个明显的层(见图2)。标准的重加热温
度下,钢的表面形成三种类型的铁氧化物———方铁矿(FeO)、磁铁矿(Fe
3O4)和赤铁矿(Fe2O3)
,这些
相的相对比例通常是:Fe2O3约占1%、Fe3O4约占4%、FeO约占95%。这些相的相对比例随着钢的类型和加热条件的不同而不同。从Fe-O相图(见图3)可以看出在大约700℃以下,氧化很小,直到温度达到1000℃以上,否则氧化不会扩大[1]。在此温度以及更高的温度,氧化层很快形成,而且进一步氧化的速率由加热气氛中和向钢/氧化界面扩散的氧离子供应情况决定(见图3)。实际氧化铁皮形成的影响因素 经典模型所预测的氧化皮形成的值之所以没能反映出实际的情况有很多原因。在工业生产中氧化皮形成的影响因素总结如下:加热温度、时间、加热炉气氛、氧化层结构、钢容量。在这些因素当中前两个是最重要的,而且它们的影响通常遵循着经典理论关系。
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工艺装备工艺创新
2010年第3期 图2 经典氧化层图图3 Fe-O相图其余三个因素有着不同的导致结果与经典模型有些偏离的效应。加热温度和时间对氧化铁皮形成的影响 由于氧化速率取决于扩散和原子运动,它随着温度指数的增加而增加。钢的温度和氧化速率的关系由Arrhenius方程给出:
h∝eQRT(1
)
式中,h为氧化铁皮的厚度,mm;Q为激活能,J;T
为加热温度K;R为气体常数。然而,由于这是个扩散控制过程,它与时间的关系可以由一个抛物线描述,氧化铁皮的厚度
h∝t12(2)
式中,t为加热时间,h。随着氧化皮厚度的增加,
扩散距离变长,因此氧化速率就降低了。通过时间/温度的组合曲线(见图4)描述了经典的氧化皮形成模型,可以用来估计重加热过程中金属损失的量。这个模型预测出的金属损失量可以可靠地用来对比不同加热情况,而且能阐明时间的增加和料板表面温度增加的影响。要想达到比较的目的,此模型是很出色的,
例如,可以对比卸载温度的增加导致的产量损失并给出增加的比例,或者作为新的熔炉设计工作的预测工具。然而,与实际的熔炉的料板卸载氧化皮测量相比,模型预测值有些低,通常低30%左右。
图4 随时间变化金属的损失加热炉内气氛对氧化铁皮形成的影响 加热炉内的气氛按性质可以分成三类:氧化气氛,有过剩空气和自由氧;含有燃料完全燃烧的生成物,如CO2和H2O等中性气氛;除完全燃烧生成物外,还有CO和H2等还原气体。当炉中的氧化气体增多时,氧化气氛浓度就越大,氧化铁皮的生成量就愈多。使钢锭损失的气氛按作用大小排列为H2O,O2,CO2和空气。炉中的另一个组成成分是SO2。燃料中含S
时,与空气中的O2化合成SO2。SO2愈多,生成的氧化铁皮量愈多,低碳钢尤为显著。且硫化物会增加氧化铁皮与金属间的接触黏度,导致氧化铁皮清除困难[2]。
高压水去除氧化皮高压水去除氧化皮(HPW)法是当前热轧厂中
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工艺创新工艺装备 2010年第3期去除氧化皮时最常用的方法。本质上说,所有的HPW去除系统,不管是初级的还是二次装置,都有一个将系列喷嘴喷出的水传递到前端的水泵,系统之间最大的差别就是这个前端的设计[3]。有两个因素影响水压去除氧化皮法的效率。首先是喷水式的机械冲击效果,直接用力的作用去除氧化皮;其次,是喷溅的冷作用使钢表面产生的微分热收缩,使氧化皮从钢上脱落。高压水除鳞机理示意图见图5。有两个参数可以说明HPW去除氧化皮法的特点,其一是喷在钢表面的水的冲击压和去除氧化皮的特效水冲击,其二是应用到钢表面的水的量。上述两个参数可能根据喷嘴类型、前端压力、喷嘴承受距离和料板速度等不同而改变。SWI的定义式为:
SWI=GBxV(3)式中,G为水流量,L/s;B为喷射宽度,m;x为喷嘴承受距离,m;V为料板速度,m/s。
图5 高压水除鳞机理示意图许多研究者带着建立标准设置的想法,研究了冲击压和SWI对于去除氧化皮的影响,得出的值各不相同,其原因可能是所研究的氧化皮类型和加热条件不同。这说明了研究者在指定恰当的HPW
去除法的具体要求时的困难和不一致。图6给出了不同等级的钢的氧化皮去除条件范围。
表面生态酸洗去氧化皮法表面生态酸洗(EPS)是新型环保酸洗法,用于去除扁平材在热轧过程中形成的氧化层(氧化铁皮)。EPS采用独特的“泥浆喷射”技术,用水和磨料的混合物冲击运行的钢带,实现了机械法除鳞,
所以也称喷浆除磷。泥浆冲击钢带的力度、角度和均匀性都能够精确控制,可彻底除鳞,而对钢带基板没有任何腐蚀。图6 不同钢的有效去除氧化皮的条件EPS技术的研发与试验,证实EPS技术比干式喷丸法或酸洗除鳞法具有更多的优点:投资成本低,操作成本低,能耗适中;EPS设备布置紧凑,过程具有可量测性,采用模块化设计;采用清洁工艺,泥浆循环利用,扩大磨料重复利用范围;有与SCS刷洗技术集成的附加功能,钢带基板无砂丸或磨料嵌入,不需要或不产生危险物质,能改善带钢表面粗糙度;有改善带钢板形的附加功能。采用EPS技术,可通过改变磨料特性以及喷丸模式的力度和角度获得指定的表面粗糙度结果。这就可以保证生产特定表面质量的产品,满足涂层或镀层的不同用途,还能保证较高的涂料黏附力[4]。表面生态酸洗(EPS)去氧化皮法机理 喷浆技术比普通的干式喷丸法更先进,广泛用于钢材或加工件的除锈,是一种新的非常有效的除鳞方法(“喷浆”法),同时采用了喷丸清理和喷丸硬化处理。砂浆由细金属磨料颗粒和“载流液体”(最常用的一般是水)组成,砂浆被送进旋转的抛浆机,抛浆机将砂浆高速喷出,横穿被清洗件的表面,以完成清洗,见图7。将清洗介质混入载流液体以去掉残渣,并且能保留下数微米厚的维氏体层即防锈层,见图8,有助于防锈。喷浆法具有很强的适用性,特别适用于涂油或生锈较厉害的钢板在翻新之前的清洗,使铸件、冲压件和加工件彻底除鳞、除锈和脱脂。因为金属磨料和水的混合液可实现钢带的“机械酸洗”,所以,尤其对于热轧带钢除鳞来说,这种方法非常具有潜力。喷浆除鳞的主要问题是如何使磨料均匀地喷
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工艺装备工艺创新
2010年第3期 图7 旋转喷砂机图8 数微米厚的维氏体层———防锈层射到连续运动钢带的整个宽度表面上。如不能完全覆盖钢带整个宽度,则会因除鳞不完全而清洗不净;反之,在喷浆流下过度暴露,则可能腐蚀基板,
降低表面质量等级。砂浆喷头采用独特设计,以跨越扁平材表面,均匀喷出砂浆,见图7。浆液进入抛浆机,精确选择磨料,通过控制浆液离开抛浆机时的能量,实现对喷浆喷射宽度的精确控制。表面生态酸洗(EPS)法的重要参数 对于喷浆除鳞,涉及到的参数主要有:磨料的类型、粒度、硬度、形状和喷出速度;浆液流量;浆液喷射至带钢的入射角度;钢带穿机速度。对于喷浆除鳞效果来说,最重要的是要正确选择磨料。在适当的材料范围内,为使磨料有效地经受数百次冲击而连续重复使用,除氧化皮用的磨料必须具有一定硬度。因为Fe2O3锈层特别薄,所以用于加工硬化钢的磨料硬度不需要高于最硬的氧化鳞成分(65RockwellC标的Fe
2O3)。磨料逐渐
被磨碎到所要求的最小粒级后,会从系统中过滤出去。磨料选择过程非常复杂,对材料和颗粒形状有
多种选择方案,而且平均粒度和粒度分布也非常重要。事实上,两种或三种原料“混合”后,有可能成为最佳磨料。对磨料形状的考虑主要是选择“弹丸颗粒”还是“棱角颗粒”。弹丸颗粒是喷丸中使用的小球形不锈钢或碳钢颗粒,这些颗粒在高速喷射时效果很好,但是,在喷射速度低时(约45172
m/s),其除鳞效果就不如喷浆所选的“棱角颗粒”。选用较低的喷射速度很重要,因为喷射速度低,可以避免磨料嵌入基板表面,从而生产出表面质量优于酸洗处理的产品。
图9 EPS磨料扫描电镜(X50)
棱角颗粒颇不规则,本身就带有各种形状和角边,见图9,这种特征使棱角形颗粒能够非常有效地去除较厚的杂质和鳞层。由于反复冲撞,会造成棱角形颗粒边缘磨损或磨坏,称为棱角颗粒“老”化。所幸的是,棱角颗粒总是在冲撞中破碎,变成类似形状的更小颗粒。这些更小的颗粒在整个清洗和打磨钢带表面的过程中更为有效,能保证喷浆更均匀地覆盖在钢带上。多次破碎降低了棱角颗粒的粒级,过细的颗粒失效后,应从磨料介质中过滤出去,以保持“稳定状态”的棱角颗粒。使砂浆粒度始终保持在一定范围内,从最大颗粒直径01710mm(新加人)到01300mm(失效),失效后则被过滤出去。由于不锈钢在水载体介质中不会被腐蚀,因而本课题组初始研究时即着眼于不锈钢棱角颗粒。虽然不锈钢颗粒达到了期望的除鳞效果,处理后的钢带表面非常均匀,但是,不锈钢相对高昂的成本,