承钢1780红色氧化铁皮的成因及预防措施

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1、承钢1780红色氧化铁皮的成因及预防措施【摘要】分析了热轧带钢表面红色氧化铁皮生成的原因，影响因素及铁皮种类。结合现场实际，通过调整化学成份和改进工艺控制过程，有效地防止了红色氧化铁皮的产生，提高了热轧带钢表血质量。【关键词】热轧带钢红色氧化铁皮工艺参数化学成分1•前言在热轧带钢中，红色氧化铁皮严重影响带钢表面质量。随着用户对表面质量的要求越来越高，如何提高带钢表面质量成为各大钢厂致力研究的问题。氧化铁皮在冷轧时严重影响了最终产品的表而质量和带钢表面的喷涂质量，因此，消除红色氧化铁皮十分必要。本文分析了红色氧化铁皮的成因及影响因素，综合现场生产实际，提出消除红色氧化铁皮的方法。从试

2、验结果看，效果十分显著。2.氧化铁皮的形成及种类2.1氧化铁皮的形成在热轧过程中，热轧板坯的加工温度范围为80（T1200°C,在高温氧化性介质中极易生成氧化铁皮。氧化铁皮的形成是氧由表面向铁的内部扩散，而铁向外部扩散的过程⑴，随着温度、时间、氧化介质等工艺参数的差异，导致部分类型的氧化铁皮极难去除。其屮一种颜色呈红色或红褐色，俗称“红锈”。这种红色氧化铁皮与钢的基体结合较为紧密，经酸洗后难以去除，最后导致产品涂漆后出现表而斑点。2.2氧化铁皮种类连铸坯在加热炉加热和保温过程中，表面一般生成广3mm厚的氧化铁皮，称为一次氧化铁皮，一次氧化铁皮经炉后除鳞（1#除鳞）去除；粗轧生成的氧

3、化铁皮称为二次氧化铁皮（也称次生氧化铁皮），在粗轧除鳞（2#除鳞）去除；精轧生成的氧化铁皮称为三次氧化铁皮，在精轧除鳞（3#除鳞）去除。正常情况下，氧化铁皮在经过除鳞箱后应该被除掉，但当氧化铁皮和基底铁粘附力增强或除鳞压力不够时，氧化铁皮仍会残留在带钢表面，严重影响了带钢表面质量。钢的表面氧化铁皮主要由FcO、Fe304和F5O3所组成（如图1）；最外层为Fe203,呈红色；中间为Fe304,呈黑色；最里层为FcO,呈蓝色a"。由于铁皮屮各种氧化成分比例随其氧化过程不同而变化，因此表现颜色不同，当FJO3比例较多时，表现为红色，当FeO较多时，表现为蓝灰色。FesOjFeO//q/

4、厂n「图1氧化铁皮结构3.红色氧化铁皮的成因分析研究表明⑹,连铸坯在加热及轧制过程中一直和02及H20进行这如下反应：钢与0"的反应：3FeO+l/202=Fe3042Fe304+1/202=3Fe2032Fe+02=2Fe0钢与H，0的反应：Fe+H20=FeO+H23Fe+4H20=Fe304+4H23FeO+H20=Fe304+II2红色氧化铁皮在带钢表而的宏观形貌如图2所示，均匀分布在带钢表面，不成条状或带状出现，所以不可能是除鳞个别水嘴堵所造成。图2带钢表面红色氧化铁皮3.1化学成分的影响经研究发现17-1,1,热轧带钢中产生红色氧化铁皮的带钢Si含量较高，Si>0.2%

5、时红色氧化铁皮相对较重一些，呈蓝灰色的钢种Si含量较低。所以，在工艺控制过程及其他化学成分不变的情况下，降低Si含量进行试验，其结果与上述结论相符。红色氧化铁皮的产生与钢在高温时的铁皮剥离性有以下直接关系：(1)含Si量较高的钢，由于铁皮中气孔直径大，空冷时的裂纹容易在氧化诜皮小间停止，除鳞时裂纹与基底金属相平衡传播，导致基底金属侧的氧化铁皮容易残留下来，所以氧化铁皮剥离性不好。高温加热时，Si元素易向甩0和钢表面Z间界面处扩散，并形成熔融状态的由FcO和Ee2SiO4组成的液化膜。该液化膜会浸入粗大的奥氏体晶界，同时，由液化膜的组成可知，其与甩0层之间存在良好的浸润性。如果板坯温

6、度降低至1173°C以下时，该液化膜会发生共晶反应，生成铁橄榄石(FeO/Fe2Si(P),强度很高，除鳞时很难将铁橄榄石及附于其上的FcO除掉。在之后的热轧过程中，由于兀0含量增多，所以转变成FZ03的量就多，使带钢表面呈红色。(2)对于Si含量小的钢，氧化铁皮中气孔小，分布比较均匀，由空冷引起的热应力使氧化铁皮产生的裂纹沿气孔扩展到基底金属界面，除鳞时，热应力就在氧化铁皮和基底金属界面作为剪切力作用，使氧化铁皮从基底金属上剥离开。3.2工艺控制过程的影响(1)加热温度的影响钢坯在高温加热时，与氧气发生了上文中的反应，通常情况下，加热温度越高，不但钢坯容易发生过热过烧现象，而II

7、氧化烧损越严重，金属收得率越低，氧化铁皮也越厚。有研究表明，高的加热温度对成品的晶粒级别没有多大的影响，所以考虑轧机能力，制定合理的加热制度。高温加热出炉的钢坯，在经一次除鳞后，表而生成的次生氧化铁皮也更多，残留的FeO到达精轧，更容易生成红色氧化铁皮。(2)加热时间的影响在同一温度下，随着时间的增加,氧化速度逐渐减慢，但氧化铁皮生成的绝对量还是越来越多。加热温度及加热时间同碳钢氧化烧损量3的函数关系可用如下经验公式表示⑷：a=6.3t1/2e-9(X，/y式中：a—