浅析邯钢中板表面氧化铁皮缺陷产生的原因及改进措施

文/胡志杰马号明徐晓璐王建忠；邯钢品质管理部；邯钢中板厂

浅析邯钢中板表面氧化铁皮缺陷产生的原因及改进措施

文/胡志杰1马号明1徐晓璐2王建忠1；1邯钢品质管理部；2邯钢中板厂

分析了邯钢中厚板产品生产时氧化铁皮生成原因,通过优化加热制度和除鳞工艺,加强设备管理维护,优化轧制工艺和设备,提出了预防和减少热轧带钢表面氧化铁皮缺陷的措施。

中厚板；氧化铁皮；除磷

前言

在竞争激烈的中厚板市场上，产品不但要具有良好的性能，表面质量也及其重要，表面质量优良的产品才具有很强的市场竞争力。本文就氧化铁皮的形成的机理，以及采取合理有效去除措施，减少氧化铁皮的生成，生成的氧化铁皮能够尽可能的完全去除进行阐述，在生产中有效的降低了钢板表面的氧化铁皮的质量缺陷，大大地提高了产品的表面质量。

1 氧化铁皮的成因

在中厚板生产过程中，氧化铁皮与生产方式有着直接的关系。中厚板表面的氧化铁皮分为一次氧化铁皮和二次氧化铁皮，一次氧化铁皮是在加热炉内加热时炉内高温的空气与铁发生氧化反应，表面被氧化生成的，二次氧化铁皮是轧件在轧制、矫直等工序生成的氧化铁皮。氧化铁皮成分从外到里依次为Fe2O3、Fe3O4和FeO，一次氧化铁皮中外层的Fe2O3、Fe3O4分部广，质地硬而脆，比较容易去除，而FeO性质发粘与板坯表面结合紧密，难与坯料剥离。没有及时去除的氧化铁皮以及后边工序生成的氧化铁皮，在二次除磷中如果没有清理干净，经过轧机往复轧制压入钢板的表面，氧化铁皮掉落后就形成麻坑缺陷。

1.1 氧化铁皮与加热工艺的关系

氧化铁皮生成与加热炉的加热工艺十分密切。板坯的加热参数包括：加热温度、加热速度、加热时间，这些参数的直接影响板坯在加热炉内的氧化程度。

加热温度越高表面的氧化速度就越快，板坯在800℃时氧化速度较低，达到1300℃时氧化速度就急剧上升，同时加热温度过高，板坯容易过热甚至过烧，氧化铁皮易熔化黏附在板坯的表面，很难除去【1】。加热过程中炉内的气氛对氧化铁皮生产有很大关系，使用高炉煤气和焦炉煤气，炉内的残余气体及从炉门进入的高温空气与板坯表面发生氧化反应，使得板坯在炉内被继续加速氧化。

1.2 氧化铁皮与轧制工艺的关系

对于采用TMCP工艺轧制的钢板意味着在奥氏体未再结晶区的温度范围内进行足够的变形，待温阶段不可避免，钢板厚度越大，待温的厚度就越厚，就需要更长的待温时间.

1.3 氧化铁皮与除磷工艺的关系

钢板表面的氧化铁皮根本上还是依靠高压力的除磷实施去除，使得钢板表面质量提高。板坯在除磷箱内经高压水枪向板坯表面喷射高压水，使得磷片被出去。

如果高压水的压力低于氧化铁皮的附着力会导致除磷不净，氧化铁皮随着板坯在轧制过程延伸，高温之下继续加速氧化，形成粗大的氧化铁皮，经过后边的冷却、矫直过程，被压入基体的表面，随后经过冷却收缩，粗大的氧化颗粒从钢板基体剥落，形成麻坑，薄的氧化铁皮在表面就形成花斑，严重影响钢板的表面质量。

2 中厚板表面氧化铁皮的控制措施

中厚板氧化铁皮形成的表面质量缺陷严重公司中厚板产品的形象，因此要从氧化铁皮产生的根源上采取相应的措施，尽量降低氧化铁皮的产生；产生的氧化铁皮尽可能的完全去除。

2.1 优化板坯的加热制度

在加热炉内加热时，影响氧化铁皮生成的主要因素有，加热温度、加热速度、加热时间、空燃比等。加热温度越高，时间越长、空燃比越大，生成的氧化铁皮就越多越厚，除磷工序就越难清除干净，越容易造成氧化铁皮压入的表面缺陷。

为满足生产的需要，保证板坯的加热均匀，无明显的黑印，往往将加热段的炉温控制在1180±20℃，均热段炉温控制在1150±20℃，才能有效降低炉内氧化铁皮的生成，降低表面缺陷的产生；通过燃烧模型的设定，将板坯的加热时间设定在合理的控制范围；根据煤气热值的波动和煤气的最佳的空燃比的配置，及时调整炉内的氛围，预热段空煤比不超过1.0，加热段、均热段空煤比不超过0.8.加热温度控制在工艺要求的中限，停轧待温时严格按照降温制度降温，同时保证加热炉的微正压的状态，防止从外界进入炉内的空气，加速对板坯的氧化作用。

2.2 优化除磷方式

板坯在加热、轧制过程形成的一次、二次氧化铁皮，如果不能有效的去除，就会被轧辊压入板面，形成麻点、氧化铁皮压入等表面缺陷。高压水的压力的大小、高压喷嘴的布置形式影响着喷嘴的打击力，打击力越大，除磷效果越好。

2.3 控制开轧温度和轧制节奏

经过粗除磷的高温板坯迅速生成二次氧化铁皮，其在高温下氧化铁皮呈熔融状态（熔点约1070℃）难以去除，容易产生氧化铁皮压入。为保证有效除磷，开轧温度一般不超过1050℃，保证低温开轧。

2.4 优化矫直方式

在矫直过程中，为防止新生氧化铁皮的压入，在矫直前增加吹扫设备，对钢板进行吹扫；在保证板型的情况下，矫直辊的压力尽可能的小；定期检查矫直机的工作辊，以防氧化铁皮在轧辊上积累压入钢板的表面。

通过采取以上的措施，钢板表面的氧化铁皮得到有效的控制，钢板因氧化铁皮压入导致改判的情况大幅度减少。

3 实施效果

经过近一年时间对采取的措施进行跟踪，氧化铁皮缺陷的改判率由最初的0.25%，下降到0.10以下，极大的降低了中厚板的表面质量缺陷，产品的质量得到很大提高，提高公司中厚板产品的市场竞争力。

4 结论

1、加热炉采用先进的控制模型，自动精确控制温度、加热时间、以及炉内的气氛。

2、对于一次、二次除磷装置的压力、流量、喷射距离进行合理的布置，实现高效的除磷效果；尽可能短的缩短轧制的时间，减少氧化铁皮的生成。

3、合理安排轧制节奏，减少待温时间，减少氧化铁皮的生成。

4、合理的成分设计也可有效抑制氧化铁皮的生成。

5、矫直前的除磷措施，吹扫钢板表面的细小的氧化铁皮，避免在矫直辊上粘结，造成氧化铁皮的压入。

[1]魏天斌，热轧氧化铁皮的成因及去除方法[J]，钢铁研究，2003,32（4）55-58

[2]左军，常军，等。热轧氧化铁皮的形成机制及改进措施[J].钢铁，2010，（10）：84-87

胡志杰，男，1998年毕业于鞍山钢铁学院，金属压力加工专业。