热轧过程中氧化铁皮的生成与控制.doc

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1、河北工业职业技术学院毕业论文热轧过程中氧化铁皮的生成与控制摘要：热轧带钢厂生产计划编排中,大都仅考虑轧钢制周期的变化,而很少考虑钢坯在加热过程中的氧化烧损及加热炉的节能降耗,前者对轧机状况而言,增加了产量,后者是对加热炉而言,减少了能源的消耗,资源的浪费,是有利于子孙万代的事,又适应了当今社会和谐这个大潮流。在轧制过程中氧化铁皮的产生严重的影响了带钢的质量，这对企业和用户都是不利的因素。为了提高我国钢铁企业的国际竞争力，国家投入了大量的人力和物力。一大批的科研单位和个人为此作出了巨大的贡献，今天我有幸对这个问题做了一些研究，仅供参考。关键词：氧化铁皮；氧化性气氛；缺陷；

2、表面质量；还原性气氛；加热制度一、前言钢在常温中的生锈就是氧化的结果,在现实生活中随处可见,常温环境中,氧化速度非常慢,当温度达到200℃~300℃时就会在钢的表面生成薄薄的一层氧化铁皮.温度继续升高氧化的速度也随之加快,当温度达到1000℃以上时,氧化开始剧烈进行,当温度达到1300℃以后时,氧化铁皮就开始熔化,这时的氧化速度更为剧烈.如果900℃时烧损量作为1,则1000℃时为2,1100时就为3.5,到1300℃时则为7。鞍钢1780生产线大都采用冷热坯混装(冷料50%,温料40%,热料10%)且钢坯材质变换频繁,板坯宽度跳跃大,从而导致钢坯在加热过程中氧化烧损增

3、加,均热段氧化铁皮脱落严重,需要频繁的停炉清渣,浪费时间影响了加热炉的正常生产,减少了产量。轧制中的氧化铁皮严重的影响了质量，需要进行控制。氧化是不可避免的，但可以控制它的生成量，来减少氧化烧损的损失。二、热轧生产中钢的氧化过程（一）加热中的氧化15第15页共15页河北工业职业技术学院毕业论文初生氧化铁皮与板坯本体的界面结合力主要与板坯在炉时间、空燃比和出炉温度有关。如板坯在炉时间长、空燃比高、出炉温度高，则氧化铁皮较厚，与板坯本体的界面结合力较强，不宜彻底清除。且出炉温度高，相应板坯在粗轧机组和中间辊道时的温度高，容易形成较厚的、界面结合力较强的二次氧化铁皮，在精轧机

4、组前除鳞时，亦不易彻底被清除。图1氧化铁皮结构图此外，界面结合力还与钢种有关，对于容易产生氧化铁皮压入与细孔的钢种，应采取适当的措施，在板坯进入均热段之前及时进行调节，如降低加热炉的空燃比和板坯出炉温度、缩短板坯的在炉时间等。（二）热轧生产中钢的氧化过程氧化铁皮是在高温下在金属表面形成的一层氧化物，由以下三种薄膜层组成：Feo、Fe3o4和Fe2o3（如图1所示）。这些薄膜之间的界面结合比氧化铁皮层和钢表面之间的界面结合更强，所以清除氧化铁皮过程的目的即是破坏钢与氧化铁皮的界面结合。在热轧带钢的生产过程中，从板坯加热至卷成钢卷，在带钢表面会形成四种典型氧化铁皮：1、在加

5、热炉内生成的初生氧化铁皮；2、在粗轧机组和中间辊道上生成的二次(再生)氧化铁皮；3、在精轧机组中生成的三次氧化铁皮；4、轧后生成的四次氧化物。三、氧化铁皮的分类氧化铁皮通过颜色及形状和图案进行鉴别。只有正确的鉴定氧化铁皮的类型，才能针对各种氧化铁皮的成因进行有效的控制。(一)炉生一次氧化氧化铁皮炉生与一次氧化铁皮都是在加热炉内形成的。但是又稍有不同。1、炉生氧化铁皮图3一次氧化铁皮图2炉生氧化铁皮15第15页共15页河北工业职业技术学院毕业论文炉生氧化铁皮是一种特殊类型的、在氧化铁皮和钢之间具有很强晶面结合力的一次氧化铁皮。通常是板坯过热的结果，特别是在均热区过热，板坯

6、表面温度变得非常高，以致于氧化铁皮熔回到板坯中。如图2所示。轧入颗粒的形状可能是轻微的锯齿状，也可能是非常光滑的泪珠状。在精轧后的热轧薄板上可以看到一簇缺陷。2、一次氧化铁皮一次氧化铁皮是除鳞机清除的氧化铁皮飞溅到(弹回)板坯上表面，而被轧入钢板表面形成的。在粗轧机组呈现为黑色颗粒，其形状如图3，在精轧后的热轧薄板上显现为一个或一组锯齿状水滴。一次氧化铁皮只发生在上表面，且远离边部，在钢卷尾部更常见到。（二）耐火物氧化铁皮耐火物氧化铁皮是耐火材料和炉生氧化铁皮的组合。其产生的原因之一是熔点低的耐火材料滴到板坯表面形成的氧化物，一旦耐火物氧化铁皮在钢坯表面产生，它就阻止炉

7、生氧化铁皮进一步氧化并将自身粘附在钢板上，如图4所示，在热轧板表面上耐火物氧化铁皮的颜色取决于所使用的耐火材料种类，可能是红的、桔红、紫色、棕色或黑色。图4耐火物氧化铁皮（三）二次氧化铁皮cd图5二次氧化铁皮二次氧化铁皮是在板坯的第一次除鳞之后形成的。它的厚度与板坯的化学成分、温度、前一次除鳞效率和除鳞后的氧化时间有关。虽然二次氧化铁皮的单个晶粒尺寸很小，但它们通常是成组的，如图5，由二次氧化铁皮引起的表面缺陷在终轧后的热轧薄板上会呈现为轻度锯齿形的水滴a，波纹图案b，光滑的水滴c和流线型微粒或平滑的污斑区域d。因15第15页共15页河北