氧化铁皮在轧钢中影响及控制

氧化铁皮在轧钢中影响及控制摘要:氧化铁皮是影响热轧带钢表面质量的重要因素之一。

通过分析与探讨其形成原因及危害，提出预防措施。

关键词：热轧带钢、氧化铁皮、除鳞前言热轧产品表面质量中氧化铁皮压入缺陷是许多厂产品质量中比较头疼的问题，压入表面的氧化铁皮经酸洗后在缺陷处留下深浅不一的小麻坑，特别是一、二次氧化铁皮的压入，经酸洗后，在粗糙的坑底常伴有未除净的氧化铁皮颗粒，严重影响后工序冷轧板的表面质量，造成产品质量下降，势必影响到经济效益。

因此有必要对氧化铁皮压入缺陷的形成原因进行分析，提出预防措施，并为相关改进工作提供判断依据。

1.氧化铁皮缺陷的分类及各自的形貌1.1氧化铁皮缺陷的分类钢坯表面与高温炉气生成的炉生氧化铁皮称为一次氧化铁皮；在轧制过程中表面氧化铁皮脱落，热的金属表面与水和空气接触，会生成新的氧化铁皮，称为二次氧化铁皮；在精轧机内由于轧辊的表面氧化形成的氧化铁皮称为轧辊磨损氧化铁皮。

1.2各类氧化铁皮压入的形貌在钢坯出炉及轧机轧制过程中钢坯上下表面的氧化铁皮粘在钢坯或钢板上，不能与钢分离、脱落，氧化铁皮冷却后其硬度大于热坯硬度，在轧制过程中，被压入钢板中，使得带钢表面形成各种形貌的氧化铁皮压入缺陷，从而影响表面质量。

一次氧化铁皮压入缺陷呈小斑点、大块斑痕和带状条纹形式不规则地分布在带钢上，常伴有粗糙的麻点状表面；二次氧化铁皮呈颗粒状压入，分布多象分散的盐；轧辊磨损氧化铁皮呈黑褐色，小舟状，相对密集、细小、散沙状、细摸有手感。

2.各类氧化铁皮产生的原因2.1一次氧化铁皮压入产生的原因2.1.1加热方面的原因⑴加热温度高加热时间长；⑵炉内气氛不好，供入风量过大；⑶炉内形成负压，吸入冷风；⑷炉内加热温度低于规程规定的最低温度过多。

在加热过程中，若出现上述情况的一种或数种，在出钢轧制时，氧化铁皮便会粘在钢坯、钢板上，不容易被清除掉，从而形成一次氧化铁皮压入缺陷。

2.1.2除鳞设备方面原因⑴高压水压不足；⑵喷嘴磨损严重，能力小；⑶高压水嘴堵塞；⑷高压水未能集中喷射到钢坯表面上；⑸除鳞喷嘴（喷嘴角度）装配不当；⑹喷射距离不佳；⑺除鳞时序不当,设备投入不足。

2.1.3板坯化学成分的影响，如含硫、硅、铝过多2.1.4生产指挥不当⑴轧机因故障停机时，生产指挥人员未及时将停车时间通知加热工；⑵生产故障排除后未提前通知加热升温；⑶除鳞设备故障导致除鳞能力下降时，生产人员继续生产。

2.1.5轧制计划安排原因由于板坯被安排在轧制速度较慢或加热温度较高的钢种后面，或被安排在两种加热温度都较高的钢种之间，导致炉生氧化铁皮增多，在高温下难以去除。

2.2二次氧化铁皮压入产生的原因二次氧化铁皮产生的主要原因为开轧温度过高，除鳞时序不当，及精轧、粗轧除鳞设备（除鳞箱）原因。

2.3轧辊磨损氧化铁皮压入产生的原因⑴轧机在轧制过程中，出现辊面氧化膜剥落被碾入带钢表面；⑵剥落后的粗糙辊面对带钢表面产生类似犁沟作用，促进带钢自身表面氧化铁皮形成；⑶精轧机组每架或部分轧机之间无清除氧化铁皮装置。

上图为产生氧化铁皮多原因关系图对于不同的轧线，因设备及工艺的不同，产生的原因也是不同，一般主要是在温度控制不得当、轧制过程中时间控制不得当、除鳞设备自身缺陷或工作效果不好造成，这些原因比较常见。

3.各类氧化铁皮的预防措施3.1一次氧化铁皮的预防措施3.1.1加热方面预防措施⑴正常生产时①加热温度的控制加热工应根据加热钢坯、钢种、规格和轧制成品规格、轧制速度，严格按工艺规程规定的温度控制各段加热温度，过高的温度将会造成氧化铁皮熔化，使得生成的氧化铁皮又厚又黏，在以后除鳞中难以清除，加热时间应在允许的时间范围内，尽可能减少预热段停留时间，温度控制应头部低于尾部20~50℃,上部高于下部20~50℃，在轧制SPHC等易产生氧化铁皮压入的钢种，板坯头部轧制温度应按中下限控制，也可采用快速加热方式以缩短在炉时间，特别是高温段在炉时间。

在加热时间上，冷轧材，经过长时间摸索，为150～160分钟为宜。

加热时间过长，生成的氧化铁皮太厚，不好清除；加热时间太短，氧化铁皮中FeO含量多，与钢基体结合紧密，反而难以去除。

②空燃比及炉内气氛要求煤气、空气配比：正常生产中，供入炉内的空气应根据煤气热值的变化而变化。

当煤气质量一般时，供入炉内的煤气和空气量比率约为1：2，生产上要根据热值的变化，不断调整空燃比。

保持炉内形成氧化性气氛：炉气中的SO2在还原性气氛中会形成硫化物使板坯表面的氧化铁皮难于去除。

某厂（经验）空气过剩系数预热段：1.20，一加：1.1，二加：1.05，均热段：1.05控制。

③炉压控制正常时，炉压为微正压，在数值上约为5～6Pa。

⑵在轧机停轧时①降低各段供风量，均热段供风量降低的幅度应比加热段稍大一些，降低的标准以烟温不超过800℃，风温不超过500℃为准；②降低各段炉温，炉温的降低幅度应根据停轧时间的长短确定，最低保温以800℃为宜。

③适当关闭烟道闸门，保持炉膛压力为正压，应比正常轧钢时高2～3Pa，数值上炉膛压力不低于10Pa；④加热炉出现较长时间待轧时应将步进梁后退4～6周期，合理安排后退距离。

⑤降温后开轧时，加热应提前提升到开轧温度，在此之前，应制止抽钢轧制。

3.1.2粗、精轧除鳞设备方面⑴调整精轧除鳞喷嘴高度及装配角度，保持最佳除鳞效果。

喷嘴与喷水管的轴线夹角15度，水流与钢坯垂直面的夹角也取15度，喷射散射角取30度，喷嘴的安装高度为150～200mm，两个喷嘴喷水线在钢坯上的投影线宽度重叠区为10-20㎜，每次检修加以检查，不合要求的加以调整。

⑵检查喷嘴情况防止过多磨损、堵塞、脱落；① 对于水嘴的磨损不易检测，现根据轧制产量来定期更换，更换规定各厂可根据实际情况来定。

②每次检修时应把所有水嘴每次换辊时把除磷切换到常压水，现场检查有无堵塞、脱落，以及从侧面观察除磷水喷射扇面是否良好；⑶加强除磷水质的维护，定期检查过滤器发现异常及时更换，定期清理杂物和补充新水。

⑷检查管道及喷嘴座有无泄漏而降低管道压力；①现场点检除磷阀关闭时的管路封闭情况；②台上检查除磷压力显示反馈值，每个班次通过测试集管封闭压力及各除磷组喷射时的压力反馈，与参考值对比，以判断管道是否泄露。

测试时，除磷喷射时间为10秒。

生产中经测试发现某一除磷组压力偏低时，经请示后及时更改除磷组。

③巡检是要注意喷射阀、泵组、管路、压力等是否正常⑸检查板坯是否高速冲入，影响头部除鳞效果，及除鳞开启过迟导致头部未除鳞，或关闭过早导致尾部未除鳞；还可以增开粗轧前下喷水和加大辊道冷却水量有一定的抑制效果3.1.3化学成分方面钢中一些合金元素对于钢坯表面氧化铁皮生成速度也有一定影响，其中碳、硅、镍、铜、硫促进氧化铁皮生成，锰、铝、铬可以减缓氧化铁皮生成。

例如硫与钢发生化学反应生成液态的硫化铁，不但促进氧化铁皮生成而且增加氧化铁皮与金属的接触粘度，增加氧化铁皮的消除难度。

对此应要求上工序在炼钢过程中降低有关化学元素含量，以保证带钢表面质量。

3.1.4生产管理方面原因⑴轧机停车时，生产人员应准确判断停车时间，及时通知加热工，便于加热停轧保温操作；⑵故障消除前或停车检修完成前，生产人员应提前半小时通知加热工，便于加热升温操作；⑶降温后开轧时，需取得加热工同意后方可开轧；⑷除鳞设备出现故障或者除鳞能力下降时，应在故障消除后再恢复生产。

⑸作业长在接到质检反馈的氧化铁皮信息后，应及时对温度、节奏、除磷点等加以调整，必要时对除磷设备加以检查。

3.1.5轧制计划方面在易产生氧化铁皮的钢种前安排加热温度较低的钢，以降低加热温度，缩短炉内停留时间。

3.2二次氧化铁皮的预防措施针对二次氧化铁皮压入的形成原因可通过控制开轧温度，缩短带钢在机架内停留时间两方面进行，加强除磷点的维护几方面进行；⑴控制精轧开轧温度：当温度高时，经过除磷后的高温板坯会迅速生成二次氧化铁皮，而且在高温下氧化铁皮呈熔融状，难以去除，特别是头尾部，由于炉墙的辐射热，温度更高，更易产生氧化铁皮压入。

因此，当温度过高时：①可通知加热提前抽钢，在炉门口进行摆荡降温。

②把精轧保温罩打起散热③开大中间辊道冷却水，降低板坯下表温度。

由于氧化铁皮的熔点为1030°左右，为保证有效除磷，中间坯头部温度尽量控制在1030°以下。

⑵限制中间坯厚度如果最后一架精轧机出口条件（带钢温度、厚度、轧制速度）不变而中间坯越薄，经过除鳞后经过第一架精轧机的带钢上的某一点，在除鳞箱和第一架精轧机之间以及在精轧机架内轧制时间大为缩短，这样就可避免高温坯氧化铁皮的快速增长；⑶高速轧制在精轧机内进行高速轧制能减缓氧化铁皮的增长；⑷精轧机架间冷却在精轧机架间设有机架间冷却水，尽量开启前三架机架间冷却水，这样，一方面轧制模型为保证终轧温度，会提高轧制速度，另一方面机架间冷却水（氧化物抑制水）对于减缓氧化铁皮的增长和去除都有良好的效果；3.3轧辊磨损氧化铁皮压入的预防措施针对轧辊磨损氧化铁皮氧化铁皮压入的形成原因可通过加强对轧辊表面的维护来进行，主要有以下几种方法:⑴轧辊防剥落水温度和机械疲劳造成工作辊表面微裂纹，会导致氧化铁皮的积累，这些氧化铁皮粘在轧辊上，然后传到并压在带钢表面上。

轧辊防剥落水可以延长精轧工作辊寿命，保护辊面，从而提高带钢表面质量；⑵使用轧制油轧制在精轧机轧辊采用喷油轧制，提高辊面润滑效果，有效防止氧化铁皮黏辊现象，防止辊面损坏，提高带钢表面质量。

4.结论⑴加热温度、除鳞设备、化学成分、生产管理、计划安排等是一、二次氧化铁皮的产生主要原因，做好以上几方面可减少或避免一、二次氧化铁皮压入；⑵精轧工作辊表面氧化膜剥落导致工作辊粗糙，是产生轧辊磨损氧化铁皮压入的直接原因，通过加强辊面质量维护可减少轧辊磨损氧化铁皮的压入。