氧化鐵皮在軋鋼中影響及控制

1、氧化鐵皮在軋鋼中影響及控制摘要:氧化鐵皮是影響熱軋帶鋼表面質(zhì)量的重要因素之一。通過分析與探討其形成原因及危害，提出預防措施。關(guān)鍵詞：熱軋帶鋼、氧化鐵皮、除鱗前言熱軋產(chǎn)品表面質(zhì)量中氧化鐵皮壓入缺陷是許多廠產(chǎn)品質(zhì)量中比較頭疼的問題，壓入表面的氧化鐵皮經(jīng)酸洗后在缺陷處留下深淺不一的小麻坑，特別是一、二次氧化鐵皮的壓入，經(jīng)酸洗后，在粗糙的坑底常伴有未除凈的氧化鐵皮顆粒，嚴重影響后工序冷軋板的表面質(zhì)量，造成產(chǎn)品質(zhì)量下降，勢必影響到經(jīng)濟效益。因此有必要對氧化鐵皮壓入缺陷的形成原因進行分析，提出預防措施，并為相關(guān)改進工作提供判斷依據(jù)。1. 氧化鐵皮缺陷的分類及各自的形貌1.1 氧化鐵皮缺陷的分類鋼坯表面與高

2、溫爐氣生成的爐生氧化鐵皮稱為一次氧化鐵皮；在軋制過程中表面氧化鐵皮脫落，熱的金屬表面與水和空氣接觸，會生成新的氧化鐵皮，稱為二次氧化鐵皮；在精軋機內(nèi)由于軋輥的表面氧化形成的氧化鐵皮稱為軋輥磨損氧化鐵皮。1.2 各類氧化鐵皮壓入的形貌在鋼坯出爐及軋機軋制過程中鋼坯上下表面的氧化鐵皮粘在鋼坯或鋼板上，不能與鋼分離、脫落，氧化鐵皮冷卻后其硬度大于熱坯硬度，在軋制過程中，被壓入鋼板中，使得帶鋼表面形成各種形貌的氧化鐵皮壓入缺陷，從而影響表面質(zhì)量。一次氧化鐵皮壓入缺陷呈小斑點、大塊斑痕和帶狀條紋形式不規(guī)則地分布在帶鋼上，常伴有粗糙的麻點狀表面；二次氧化鐵皮呈顆粒狀壓入，分布多象分散的鹽；軋輥磨損氧化鐵皮

3、呈黑褐色，小舟狀，相對密集、細小、散沙狀、細摸有手感。2. 各類氧化鐵皮產(chǎn)生的原因2.1 一次氧化鐵皮壓入產(chǎn)生的原因2.1.1 加熱方面的原因加熱溫度高加熱時間長；爐內(nèi)氣氛不好，供入風量過大；爐內(nèi)形成負壓，吸入冷風；爐內(nèi)加熱溫度低于規(guī)程規(guī)定的最低溫度過多。在加熱過程中，若出現(xiàn)上述情況的一種或數(shù)種，在出鋼軋制時，氧化鐵皮便會粘在鋼坯、鋼板上，不容易被清除掉，從而形成一次氧化鐵皮壓入缺陷。高壓水壓不足；噴嘴磨損嚴重，能力??；高壓水嘴堵塞；高壓水未能集中噴射到鋼坯表面上；除鱗噴嘴（噴嘴角度）裝配不當；噴射距離不佳；除鱗時序不當，設(shè)備投入不足。2.1.3 板坯化學成分的影響，如含硫、硅、鋁過多2.1.

4、4 生產(chǎn)指揮不當軋機因故障停機時，生產(chǎn)指揮人員未及時將停車時間通知加熱工；生產(chǎn)故障排除后未提前通知加熱升溫；除鱗設(shè)備故障導致除鱗能力下降時，生產(chǎn)人員繼續(xù)生產(chǎn)。2.1.5 軋制計劃安排原因由于板坯被安排在軋制速度較慢或加熱溫度較高的鋼種后面，或被安排在兩種加熱溫度都較高的鋼種之間，導致爐生氧化鐵皮增多，在高溫下難以去除。2.2 二次氧化鐵皮壓入產(chǎn)生的原因二次氧化鐵皮產(chǎn)生的主要原因為開軋溫度過高，除鱗時序不當，及精軋、粗軋除鱗設(shè)備（除鱗箱）原因。2.3 軋輥磨損氧化鐵皮壓入產(chǎn)生的原因軋機在軋制過程中，出現(xiàn)輻面氧化膜剝落被碾入帶鋼表面;剝落后的粗糙輥面對帶鋼表面產(chǎn)生類似犁溝作用，促進帶鋼自身表面氧化

5、鐵皮形成；精軋機組每架或部分軋機之間無清除氧化鐵皮裝置。上圖為產(chǎn)生氧化鐵皮多原因關(guān)系圖對于不同的軋線，因設(shè)備及工藝的不同，產(chǎn)生的原因也是不同，一般主要是在溫度控制不得當、軋制過程中時間控制不得當、除鱗設(shè)備自身缺陷或工作效果不好造成，這些原因比較常見。3. 各類氧化鐵皮的預防措施3.1 一次氧化鐵皮的預防措施3.1.1 加熱方面預防措施正常生產(chǎn)時加熱溫度的控制加熱工應根據(jù)加熱鋼坯、鋼種、規(guī)格和軋制成品規(guī)格、軋制速度，嚴格按工藝規(guī)程規(guī)定的溫度控制各段加熱溫度，過高的溫度將會造成氧化鐵皮熔化，使得生成的氧化鐵皮又厚又黏，在以后除鱗中難以清除，加熱時間應在允許的時間范圍內(nèi)，盡可能減少預熱段停留時間，溫

6、度控制應頭部低于尾部2050,上部高于下部2050，在軋制SPHC?易產(chǎn)生氧化鐵皮壓入的鋼種，板坯頭部軋制溫度應按中下限控制，也可采用快速加熱方式以縮短在爐時間，特別是高溫段在爐時間。在加熱時間上，冷軋材，經(jīng)過長時間摸索，為150160分鐘為宜。加熱時間過長，生成的氧化鐵皮太厚，不好清除；加熱時間太短，氧化鐵皮中FeO含量多，與鋼基體結(jié)合緊密，反而難以去除?？杖急燃盃t內(nèi)氣氛要求煤氣、空氣配比：正常生產(chǎn)中，供入爐內(nèi)的空氣應根據(jù)煤氣熱值的變化而變化。當煤氣質(zhì)量一般時，供入爐內(nèi)的煤氣和空氣量比率約為1：2，生產(chǎn)上要根據(jù)熱值的變化，不斷調(diào)整空燃比。保持爐內(nèi)形成氧化性氣氛：爐氣中的SO2在還原性氣氛中會

7、形成硫化物使板坯表面的氧化鐵皮難于去除。某廠（經(jīng)驗）空氣過剩系數(shù)預熱段：1.20，一加：1.1，二加：1.05，均熱段：1.05控制。爐壓控制正常時，爐壓為微正壓，在數(shù)值上約為56Pa。在軋機停軋時降低各段供風量，均熱段供風量降低的幅度應比加熱段稍大一些,降低的標準以煙溫不超過800，風溫不超過500為準；降低各段爐溫，爐溫的降低幅度應根據(jù)停軋時間的長短確定，最低保溫以800為宜。適當關(guān)閉煙道閘門，保持爐膛壓力為正壓，應比正常軋鋼時高23Pa,數(shù)值上爐膛壓力不低于10Pa;加熱爐出現(xiàn)較長時間待軋時應將步進梁后退46周期，合理安排后退距離。降溫后開軋時，加熱應提前提升到開軋溫度，在此之前，應制止

8、抽鋼軋制。3.1.2 粗、精軋除鱗設(shè)備方面調(diào)整精軋除鱗噴嘴高度及裝配角度，保持最佳除鱗效果。噴嘴與噴水管的軸線夾角15度，水流與鋼坯垂直面的夾角也取15度，噴射散射角取30度，噴嘴的安裝高度為150200mm兩個噴嘴噴水線在鋼坯上的投影線寬度重疊區(qū)為10-20mm,每次檢修加以檢查，不合要求的加以調(diào)整。檢查噴嘴情況防止過多磨損、堵塞、脫落；對于水嘴的磨損不易檢測，現(xiàn)根據(jù)軋制產(chǎn)量來定期更換，更換規(guī)定各廠可根據(jù)實際情況來定。每次檢修時應把所有水嘴每次換輥時把除磷切換到常壓水，現(xiàn)場檢查有無堵塞、脫落，以及從側(cè)面觀察除磷水噴射扇面是否良好；加強除磷水質(zhì)的維護，定期檢查過濾器發(fā)現(xiàn)異常及時更換，定期清理雜

9、物和補充新水。檢查管道及噴嘴座有無泄漏而降低管道壓力；現(xiàn)場點檢除磷閥關(guān)閉時的管路封閉情況；臺上檢查除磷壓力顯示反饋值，每個班次通過測試集管封閉壓力及各除磷組噴射時的壓力反饋，與參考值對比，以判斷管道是否泄露。測試時，除磷噴射時間為10秒。生產(chǎn)中經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)某一除磷組壓力偏低時，經(jīng)請示后及時更改除磷組。巡檢是要注意噴射閥、泵組、管路、壓力等是否正常檢查板坯是否高速沖入，影響頭部除鱗效果，及除鱗開啟過遲導致頭部未除鱗，或關(guān)閉過早導致尾部未除鱗；還可以增開粗軋前下噴水和加大輥道冷卻水量有一定的抑制效果鋼中一些合金元素對于鋼坯表面氧化鐵皮生成速度也有一定影響，其中碳、硅、鎳、銅、硫促進氧化鐵皮生成，錳、

10、鋁、鉻可以減緩氧化鐵皮生成。例如硫與鋼發(fā)生化學反應生成液態(tài)的硫化鐵，不但促進氧化鐵皮生成而且增加氧化鐵皮與金屬的接觸粘度，增加氧化鐵皮的消除難度。對此應要求上工序在煉鋼過程中降低有關(guān)化學元素含量，以保證帶鋼表面質(zhì)量。3.1.4生產(chǎn)管理方面原因軋機停車時，生產(chǎn)人員應準確判斷停車時間，及時通知加熱工，便于加熱停軋保溫操作；故障消除前或停車檢修完成前，生產(chǎn)人員應提前半小時通知加熱工，便于加熱升溫操作；降溫后開軋時，需取得加熱工同意后方可開軋；除鱗設(shè)備出現(xiàn)故障或者除鱗能力下降時，應在故障消除后再恢復生產(chǎn)。作業(yè)長在接到質(zhì)檢反饋的氧化鐵皮信息后，應及時對溫度、節(jié)奏、除磷點等加以調(diào)整，必要時對除磷設(shè)備加以檢

11、查。3.1.5 軋制計劃方面在易產(chǎn)生氧化鐵皮的鋼種前安排加熱溫度較低的鋼，以降低加熱溫度，縮短爐內(nèi)停留時間。3.2 二次氧化鐵皮的預防措施針對二次氧化鐵皮壓入的形成原因可通過控制開軋溫度，縮短帶鋼在機架內(nèi)停留時間兩方面進行，加強除磷點的維護幾方面進行；控制精軋開軋溫度：當溫度高時，經(jīng)過除磷后的高溫板坯會迅速生成二次氧化鐵皮，而且在高溫下氧化鐵皮呈熔融狀，難以去除，特別是頭尾部，由于爐墻的輻射熱，溫度更高，更易產(chǎn)生氧化鐵皮壓入。因此，當溫度過高時：可通知加熱提前抽鋼，在爐門口進行擺蕩降溫。把精軋保溫罩打起散熱開大中間輥道冷卻水，降低板坯下表溫度。由于氧化鐵皮的熔點為1030°左右，為保

12、證有效除磷，中間坯頭部溫度盡量控制在1030°以下。限制中間坯厚度如果最后一架精軋機出口條件（帶鋼溫度、厚度、軋制速度）不變而中間坯越薄，經(jīng)過除鱗后經(jīng)過第一架精軋機的帶鋼上的某一點，在除鱗箱和第一架精軋機之間以及在精軋機架內(nèi)軋制時間大為縮短，這樣就可避免高溫坯氧化鐵皮的快速增長；高速軋制在精軋機內(nèi)進行高速軋制能減緩氧化鐵皮的增長；精軋機架間冷卻在精軋機架間設(shè)有機架間冷卻水，盡量開啟前三架機架間冷卻水，這樣，一方面軋制模型為保證終軋溫度，會提高軋制速度，另一方面機架間冷卻水（氧化物抑制水）對于減緩氧化鐵皮的增長和去除都有良好的效果；3.3 軋輥磨損氧化鐵皮壓入的預防措施針對軋輥磨損氧化鐵皮氧化鐵皮壓入的形成原因可通過加強對軋輥表面的維護來進行，主要有以下幾種方法:軋輥防剝落水溫度和機械疲勞造成工作輥表面微裂紋，會導致氧化鐵皮的積累，這些氧化鐵皮粘在軋輥上，然后傳到并壓在帶鋼表面上。軋輥防剝落水可以延長精軋工作輥壽命，保護輥面，從而提高帶鋼表面