氧化铁皮的成因及消除方法
热轧氧化铁皮的成因及去除方法
ANALYSIS OF SCAL E FORMING REASONS AND DESCAL ING METHODS IN HOT ROLL ING PROCESS
Wei Tianbin (Wuhan Iron and Steel Corp . )
Synopsis This paper analyses the scale forming reasons in hot rolling process and its influ2 encing factors ,scale types and compositions. All kinds of descaling methods ,equipment and condi2 tions ,both home and abroad ,are given in the paper. Besides ,the author puts forward some sugges2 tions to produce high strength hot - rolled steels under WISCO’s conditions.
3 氧化铁皮的形成原因
3. 1 化学成分对氧化铁皮形成的影响 3. 1. 1 含 Si 量对氧化铁皮形成的影响
Si 形成铁橄榄石 (2FeO. SiO2 ) 粗糙的次氧化 铁皮界面 ,使氧化铁皮附着力强难以去除 。铁橄 榄石在低于 1 177 ℃会凝固 ,如果不完全除去 ,则
联系人 :魏天斌 ,高级工程师 ,武汉市 (430081) 武钢技术中心科学技术信息研究所
热轧板坯从加热炉出来后 ,经高压水除去 1 次鳞后进行粗轧 。在短时间的粗轧过程中 ,钢板 表面产生了 2 次鳞 。2 次鳞受水平轧制的影响 , 厚度较薄 ,钢板与鳞的界面应力小 ,所以剥离性 差 。如果喷射高压水不能完全除去 2 次鳞 ,鳞残 留在钢板表面的情况下进行精轧 ,产品表面就会 出现缺陷[2] 。
连铸减少铸坯氧化铁皮方案
连铸减少铸坯氧化铁皮方案一、减少氧化铁皮的意义目前铸造一车间连铸机主要生产20＃、45＃钢坯，生产过程中，铸坯表面产生大量的氧化铁皮，铸坯出拉矫机后，氧化铁皮大块大块的脱落，既影响铸坯质量及钢水收得率，同时也造成氧化铁皮清理量大，清理困难。
因而减少和防止连铸坯在冷却过程中的氧化，对提高成材率具有十分重要的意义。
解决这个问题，可有效的提高产量、减少单位成品的金属消耗、降低成本，得到显着的经济效益。
二、氧化铁皮形成机理高温钢水在连铸结晶器内凝固成型，形成一定厚度的坯壳，铸坯出结晶器后表面温度较高，暴露在空气中，与氧气及二冷室的水蒸汽发生反应，生成氧化铁。
具体反应式如下：⑴、钢与氧气的反应：2Fe+O2=2FeO3Fe+2O2=Fe3O42Fe3O4+1/2O2=3Fe2O3⑵、钢与水的反应：Fe+H2O=FeO＋H23Fe+4H2O=Fe3O4＋4H23FeO+H2O=Fe3O4＋H2由以上反应可知，连铸坯表面的氧化铁在整个厚度上不仅仅是一种氧化铁，最多可能存在三种氧化铁，从外到内Fe2O3、Fe3O4、FeO同时存在。
而且形貌、成分、结构不同的氧化层与基体的结合力不同，FeO为面心立方、晶轴为，Fe3O4为立方晶体，晶轴为，面心立方的FeO 分解成立方晶体的Fe3O4，组织结构转变，体积产生膨胀，这就是高温铸坯表面产生氧化铁皮并容易脱落的原因。
三、铸坯氧化的影响因素1、钢水温度的影响钢水温度高，钢坯出结晶器后温度也相应增高，氧化铁皮的生成几率增大。
目前，我司连铸钢水受生产节奏及钢包、中间包保温效果差，散热快等因素的影响，上台温度普通偏高，这是造成铸坯氧化铁皮厚的一个主要原因。
2、钢中化学成份的影响钢中的一些合金元素对于连铸坯表面氧化铁皮的生成速度也有一定的影响，其中碳、硅、镍、铜、硫促进氧化铁皮形成，锰、铝、铬可以减缓氧化铁皮的形成。
因而在生产过程中，降低易产生氧化铁皮的合金元素含量，有利于减少铸坯氧化铁皮的生成。
氧化铁皮的成因及消除方法
氧化铁皮的成因及消除方法氧化铁皮氧化铁皮的形成过程也是氧和铁两种元素的扩散过程，氧由表面向铁的内部扩散，而铁则向外部扩散。
外层氧的浓度大，铁的浓度小，生成铁的高价氧化物；内层铁的浓度大，而氧的浓度小，生成氧的低价氧化物。
所以氧化铁皮的结构是分层的。
一般氧化铁皮的层次有三层：最外一层为Fe2O3 ，约占整个氧化铁皮厚度的10%，其性质是:细腻有光泽、松脆、易脱落；并且有阻止内部继续剧烈氧化的作用；第二层是Fe2O3和FeO的混合体，通常写成Fe3O4，约占全部厚度的50%；与金属本体相连的第三层是FeO，约占氧化铁皮厚度的40% ，FeO的性质发粘，粘到钢料上不易除掉。
氧化铁皮的厚度可利用一下关系式计算：（3-6）式中：a—钢的表面烧损量，kg/m2；氧化铁皮可分为一次氧化铁皮、二次氧化铁皮、三次氧化铁皮和红色氧化铁皮。
3.2.1一次氧化铁皮钢在热轧前，往往要在1100~1300℃加热和保温。
在此温度下,钢表面于高温炉气接触发生氧化反应，生成1~3mm厚的一次鳞以及由粗轧侧压不充分、除鳞不彻底所致。
该一次鳞也称为一次氧化铁皮。
一次鳞的内部存在有较大的空穴，一次氧化铁皮为灰黑色鳞层，呈片状覆盖在钢板表面。
鳞层主要成分由磁铁矿(Fe3O4)组成。
3.2.2二次氧化铁皮热轧钢坯从加热炉出来后，经高压水除去一次鳞后，即表面氧化铁皮脱落，进行粗轧。
在短时间的粗轧过程中钢坯表面与水和空气接触,钢坯表面产生了二次鳞，也称为一次氧化铁皮。
二次鳞受水平轧制的影响厚度较薄，钢坯与鳞的界面应力小，所以剥离性差。
如果喷射高压水不能完全除去二次鳞,鳞残留在钢板表面的情况下进行精轧，产品表面就会出现缺陷。
二次氧化铁皮为红色鳞层，呈明显的长条、压入状，沿轧制方向带状分布，鳞层主要成分由方铁矿(FeO)、赤铁矿(Fe2O3)等微粒组成。
3.2.3三次氧化铁皮热轧精轧过程中，带钢进入每架轧机时都将产生表面氧化铁皮层。
轧制后通过最终的除鳞或在每架轧机之间时还将再次产生氧化铁皮。
热轧带钢氧化铁皮表面缺陷的产生及对策
热轧带钢氧化铁皮表面缺陷的产生及对策[我的钢铁] 2009-02-16 07:02:161氧化铁皮分类氧化铁皮是热轧钢带较常见的一种产品质量缺陷，按照生成部位不同一般分为炉生氧化铁皮、粗轧和精轧氧化铁皮和卷取后氧化铁皮和保护渣去除不净铁皮。
2氧化铁皮产生机理氧化铁皮的生成一般是由于钢坯在加热炉内加热或高温状态下与氧化性气氛接触后发生化学反应生成Fe304、Fe203、FeO的一种混合物。
当温度高于700℃时，FeO在最接近钢坯的内层形成，占95％；Fe304在中间层形成，占4％；Fe203在最外层形成，占1％。
3炉生氧化铁皮炉生氧化发生在加热炉内，同化学成分、加热温度、在炉时间、炉内气氛有关。
加热温度越高、在炉时间越长、炉内氧化性气氛越强则越容易生成铁皮。
化学成分中C、Si、Ni、Cu等元素促进氧化铁皮生成，Mn、Al、Cr可以减缓氧化铁皮的生成。
例如：生产中常见的含Si钢、高碳钢和高强钢在钢带通条长度，整个板面均有分布的氧化铁皮，且下表面较上表面重，由于含Si钢中低熔点(1170℃)的化合物FeSi204在氧化铁皮和钢基体之间产生，这种呈楔形的氧化物在随后的轧制过程中保留下来形成棕红色的氧化铁皮。
4轧制过程氧化铁皮粗轧氧化铁皮的清除与粗轧除鳞水压力、水嘴角度、水质、立辊侧压能力等有关，除鳞水压力越高、立辊侧压越大则氧化铁皮除鳞效果越好。
精轧区氧化铁皮分为水系统铁皮和轧辊生成铁皮。
水系统铁皮是指除鳞水、侧喷水、除尘水等压力不足，水嘴角度、高度不正确，或不投入、堵塞，在高温下钢带与空气中的氧结合而生成氧化铁皮不能及时扫射掉由工作辊压入而生成的氧化铁皮。
另外，侧喷水也可以抑制氧化铁皮的生成。
正常生产时，精轧除鳞水、除尘水必须投入使用。
但有时生产薄规格产品时，为了保证板形，降低钢板边部温降，提高轧制稳定性，防止甩尾，往往不投入侧喷水，导致精轧机架内生成的铁皮不能及时被除去，氧化铁皮压入钢板表面。
精轧机组的另一种氧化铁皮缺陷是所谓辊生氧化铁皮，其产生机理见图3。
铁板氧化皮的去除方法
铁板氧化皮的去除方法
铁板氧化皮是由于铁板表面的铁元素与氧、水等物质反应形成的一层氧化物，它对铁板的外观和性能都有很大影响。
因此，必须及时去除氧化皮才能保证铁板的质量和使用寿命。
以下是一些常用的铁板氧化皮去除方法：
1. 机械切削法：使用机械工具如割切机、钻头等对铁板表面进行切割、磨削，去除氧化皮。
这种方法适用于表面氧化皮较厚的铁板。
2. 酸洗法：将铁板浸泡在稀酸中，利用酸的腐蚀作用去除表面的氧化皮。
但是酸洗会使铁板表面变得粗糙，而且容易产生酸雾等有害气体，对环境造成污染。
3. 机械喷砂法：将铁板放入喷砂机中，利用高速喷射的砂子冲刷铁板表面，去除氧化皮。
这种方法不会对铁板表面造成损伤，但是喷砂时会产生大量的噪音和粉尘，需要注意安全和环保。
4. 化学清洗法：使用化学清洗剂对铁板表面进行清洗，去除氧化皮。
这种方法对铁板表面的损伤较小，但是清洗剂的选择和使用需要注意安全和环保。
总之，铁板氧化皮的去除方法有很多种，需要根据氧化皮厚度、铁板表面状态以及环保要求等因素综合考虑，选择合适的方法进行处理。
- 1 -。
热轧后表面氧化铁皮构成
热轧后表面氧化铁皮构成热轧是一种重要的金属材料加工工艺，可以将金属坯料加热至一定温度后，在压力的作用下通过轧制机械进行塑性变形，使其形成所需的形状和尺寸。
然而，在热轧过程中，由于金属表面与空气接触，会导致表面氧化铁皮的形成。
热轧后表面氧化铁皮的形成主要是由于金属表面与空气中的氧气发生氧化反应所致。
在高温下，金属表面的铁元素与氧气发生化学反应，生成氧化铁。
这些氧化铁颗粒会附着在金属表面，形成一层薄薄的氧化铁皮。
氧化铁皮的形成对于热轧后的金属材料具有一定的影响。
首先，氧化铁皮会降低金属材料的表面质量。
由于氧化铁皮的存在，金属表面会出现不光滑、不均匀的情况，影响材料的外观和质量。
其次，氧化铁皮还会降低金属材料的耐腐蚀性能。
氧化铁本身就具有一定的腐蚀性，容易与环境中的水和氧气发生反应，导致金属材料的进一步氧化和腐蚀。
为了减少热轧后表面氧化铁皮的形成，需要采取一些措施进行防护和处理。
首先，在热轧过程中，可以在金属表面形成保护膜，防止金属与氧气直接接触。
采用一些化学物质或涂层，形成一层保护性的膜，可以有效减少氧化铁皮的形成。
其次，热轧后的金属材料需要进行酸洗处理，将氧化铁皮去除。
酸洗可以通过浸泡或喷淋的方式，将金属材料表面的氧化铁溶解掉，从而恢复金属表面的光洁度和质量。
除了以上的防护和处理措施，还可以通过调整热轧工艺参数来减少氧化铁皮的形成。
首先，控制热轧过程中的氧气含量，减少氧气与金属表面的接触，可以有效降低氧化铁皮的生成。
其次，控制热轧过程中的温度，过高的温度会加剧氧化反应的速度，导致氧化铁皮的形成更为严重。
因此，在热轧过程中，需要根据金属材料的特性和要求，合理控制温度参数，以减少氧化铁皮的产生。
总的来说，热轧后表面氧化铁皮的形成是由金属表面与空气中的氧气发生氧化反应所致。
氧化铁皮的存在会影响金属材料的表面质量和耐腐蚀性能。
为了减少氧化铁皮的形成，可以采取防护和处理措施，如形成保护膜、酸洗处理等。
此外，调整热轧工艺参数也是减少氧化铁皮的一种有效方法。
连铸钢坯氧化铁皮产生的原因及降低措施
（ Ｘ ｉ ｎ ｌ ｉ ｎ Ｉ ｒ ｏ ｎ＆ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｙ ｉ ｃ ｈ ｕ ｎ Ｈｅ ｉ ｌ ｏ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ， １ ５ ３ ０ ２ ５ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
效果。
～
皮 的主要 因素有连铸 二次冷 却 配水量 ， 连铸 过程 的 铸坯温度 ， 连铸二 次冷却水 的温度 、 钢水 成分等 。
２ ． １ 连铸二次冷却 配水 量对铸坯 氧化铁 皮的影响
３ 、 ４ 连铸 机结 晶器 的配 水量 一般 控 制 在 １ ２ ０ １ ４ ０ ｔ ／ ｈ ， 钢水 在 结 晶器 内与 铜 管壁 接 触 后 ， 受 到 强 制冷 却 ， 凝 结成 细小 等 轴 晶的 坯壳 ， 初 生 坯壳 的 厚 度大 于 １ ０ ｍ ｍ， 由结 晶器 拉 出的铸 坯 进入 二 次冷
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｏ ｘ ｉ ｄ ｉ ｚ ｅ ｄ ｓ ｃ ａ ｌ ｅ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｏ ｕ ｓ ｃ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｂ ｉ ｌ ｌ ｅ ｔ ，ｔ ｈ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｏ ｕ ｓ ｃ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｂ ｉ ｌ ｌ ｅ ｔ ｏ ｘ ｉ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｉ ｒ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｓ ｏ ｍｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｈ ａ ｄ ｂ ｅ ｅ ｎ ａ ．
浅谈热轧带钢表面氧化铁皮的成因及控制
浅谈热轧带钢表面氧化铁皮的成因及控制摘要：近期热轧压氧问题出现较为频繁,导致产品降级改判情况较为严重，本论文针对出现的几种压氧产生的原因进行初步原因分析,并简单制定几种措施。
关键词：氧化铁皮，加热炉，除鳞氧化铁皮压入是影响热轧带钢表面质量的重要因素,特别是一次、二次氧化铁皮的压入,严重影响产品的表面质量,引起产品降级和质量异议,尤其对热轧酸洗板等表面质量要求比较高的产品。
针对酸洗反馈压氧、麻点、W压氧较多,影响产品质量,提出了一些措施,减少这些缺陷的产生。
1.氧化铁皮的分类及产生原因1.1.氧化铁皮形成的原因板坯在加热炉中加热时,空气中的氧气与加热状态的板坯中铁发生反应 ,在这个过程中,就会形成较厚的氧化铁皮表层,氧化铁皮由板坯内部向外依次分为FeO、Fe2O3、Fe3O4,并且越像表面氧化铁皮形成的膜就会越致密。
1.1.一次氧化铁皮（一次鳞）板坯在经过轧机轧制之前,需要在1100~1300℃的加热炉中经过预热、加热和均热阶段。
同时在马钢生产的主要汽车板和家电板的主要加热温度在1200℃以上,而在此温度下,板坯表面就容易与接触到的炉气中的氧原子发生氧化反应,从而生成一层1~3mm厚的氧化铁皮,这层氧化铁皮就称作一次氧化铁皮(一次鳞)。
一次氧化铁皮内部存在较大的空穴和缝隙,当板坯从加热炉出来之后,进入一次除鳞箱,除鳞箱中高压水在一排除鳞喷嘴的作用下,形成一条具有巨大冲击力的扇形水束,喷射到板坯表面,将板坯表面的氧化铁皮切开,形成裂缝,同时高压水透过裂缝遇到高温板坯内部急速汽化蒸发,形成类似爆破的效果,将氧化铁皮和母材剥离,同时高速流动的除鳞水与板坯呈现一定的倾斜角度将与板坯剥离的氧化铁皮冲刷离开板坯表面。
避免表面留存的氧化铁皮在轧制的时候压入到板坯中无法去除。
1.1.二次氧化铁皮（二次鳞）板坯经过出炉后的高压水一次除鳞后,一次氧化铁皮被除去,进入粗轧机进行8道次的往返粗轧，此时板坯温度一般在1100℃左右，此时在短时间的粗轧过程中板坯表面与水和空气接触,板坯表面会再次产生一层氧化铁皮，此层氧化铁皮称为二次氧化磁轭皮(二次鳞)。
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氧化铁皮的成因及消除方法氧化铁皮
氧化铁皮的形成过程也是氧和铁两种元素的扩散过程，氧由表面向铁的内部扩散，而铁则向外部扩散。
外层氧的浓度大，铁的浓度小，生成铁的高价氧化物；内层铁的浓度大，而氧的浓度小，生成氧的低价氧化物。
所以氧化铁皮的结构是分层的。
一般氧化铁皮的层次有三层：最外一层为Fe2O3 ，约占整个氧化铁皮厚度的10%，其性质是:细腻有光泽、松脆、易脱落；并且有阻止内部继续剧烈氧化的作用；第二层是Fe2O3和FeO的混合体，通常写成Fe3O4，约占全部厚度的50%；与金属本体相连的第三层是FeO，约占氧化铁皮厚度的40% ，FeO的性质发粘，粘到钢料上不易除掉。
氧化铁皮的厚度可利用一下关系式计算：
（3-6）
式中：
a—钢的表面烧损量，kg/m2；
氧化铁皮可分为一次氧化铁皮、二次氧化铁皮、三次氧化铁皮和红色氧化铁皮。
3.2.1一次氧化铁皮
钢在热轧前，往往要在1100~1300℃加热和保温。
在此温度下,钢表面于高温炉气接触发生氧化反应，生成1~3mm厚的一次鳞以及由粗轧侧压不充分、除鳞不彻底所致。
该一次鳞也称为一次氧化铁皮。
一次鳞的内部存在有较大的空穴，一次氧化铁皮为灰黑色鳞层，呈片状覆盖在钢板表面。
鳞层主要成分由磁铁矿(Fe3O4)组成。
3.2.2二次氧化铁皮
热轧钢坯从加热炉出来后，经高压水除去一次鳞后，即表面氧化铁皮脱落，进行粗轧。
在短时间的粗轧过程中钢坯表面与水和空气接触,钢坯表面产生了二次鳞，也称为一次氧化铁皮。
二次鳞受水平轧制的影响厚度较薄，钢坯与鳞的界面应力小，所以剥离性差。
如果喷射高压水不能完全除去二次鳞,鳞残留在钢板表面的情况下进行精轧，产品表面就会出现缺陷。
二次氧化铁皮为红色鳞层，呈明显的长条、压入状，沿轧制方向带状分布，鳞层主要成分由方铁矿(FeO)、赤铁矿(Fe2O3)等微粒组成。
3.2.3三次氧化铁皮
热轧精轧过程中，带钢进入每架轧机时都将产生表面氧化铁皮层。
轧制后通过最终的除鳞或在每架轧机之间时还将再次产生氧化铁皮。
因此，轧辊作用下的带钢表面条件将取决于进入各架轧机前形成的氧化铁皮的数量和特性。
这时的氧化铁皮称为三次氧化铁皮，因为它是在除鳞之后。
进入精轧机之前形成的。
三次氧化铁皮缺陷肉眼可见：黑褐色、小舟状。
相对密集、细小、散沙状地分布在缺陷带钢表面,细摸有手感，酸洗后在带钢表面缺陷处留下深浅不一的针孔状小麻坑，它们在正常热轧带钢的表面上是看不见的。
在低倍金相显微镜下，缺陷带钢和正常带钢表面的观察结果如
图3-4和图3-5所示：
图3-4带钢表而氧化铁皮缺陷形貌图3-5正常带钢表而的形貌
3.2.4红色氧化铁皮
红色氧化铁皮仅发生在高硅含量等特定的钢种上，主要由于在钢坯加热过程中，表面氧化物与基体金属强烈啮合所致。
无明显深度，呈不规则片状。
红色氧化铁皮分两种：一种在板宽方向非均匀分布，主要分布在中间，偏向操作侧，红色与兰色处有明显水印，在钢板长度方向上也不均匀，个别部位稍轻些。
这种红色氧化铁皮较厚，矫直时可崩起，可用高压风吹去，残余红色很易擦下色，此红色氧化铁皮称红锈较贴切。
另一种红色氧化铁皮沿板宽分布比较均匀，一般靠边部100mm内稍重些，卷外部比内部重些。
这种红色氧化铁皮较薄，不易擦下色，钢板越厚红色越重。
这种红色氧化铁皮其他一些钢种也存在，具有一定的普遍性。
唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司可提供去处氧化铁皮的技术和设备。