氧化铁皮
热轧带钢氧化铁皮控制技术的研究
《热轧带钢氧化铁皮控制技术的研究》1. 引言热轧带钢生产过程中，氧化铁皮的形成是一个不可避免的问题。
氧化铁皮的存在会影响带钢的表面质量和机械性能，因此如何有效控制氧化铁皮的形成成为热轧带钢生产中的一项关键技术。
本文将围绕热轧带钢氧化铁皮控制技术展开深入探讨。
2. 概述热轧带钢氧化铁皮的形成原因在热轧带钢生产中，氧化铁皮主要是由于带钢表面与空气中的氧气发生化学反应而产生的。
而在热轧过程中，高温、高速和严苛的工艺条件下，带钢表面氧化的速度会进一步加快，导致氧化铁皮的形成。
3. 热轧带钢氧化铁皮的影响氧化铁皮的存在会导致带钢表面出现细小凹坑，降低带钢的表面质量。
氧化铁皮还会对带钢的成形加工和表面涂层造成不利影响，进而影响带钢的整体机械性能。
4. 热轧带钢氧化铁皮控制技术的研究为了控制热轧带钢氧化铁皮的形成，研究人员提出了多种技术方案。
其中，常用的技术包括表面处理技术、控制轧制工艺参数技术、控制炉后冷却技术等。
4.1 表面处理技术通过对带钢表面进行镀锌处理等防腐技术，可以有效避免氧化铁皮的形成。
还可以采用化学处理技术，对带钢表面进行脱油和除锈处理，从源头上控制氧化铁皮的生成。
4.2 控制轧制工艺参数技术调整热轧带钢的轧制工艺参数，如温度、速度、压下量等，可以控制带钢表面氧化的程度，进而控制氧化铁皮的生成。
4.3 控制炉后冷却技术在带钢热轧后的冷却过程中，控制冷却速度和冷却介质的温度等，可以有效控制氧化铁皮的生成，并提高带钢的表面质量。
5. 总结与展望在热轧带钢生产中，氧化铁皮的控制技术对带钢的表面质量、机械性能以及生产成本都有着重要的影响。
当前，关于热轧带钢氧化铁皮的研究还处于不断深入的阶段，未来可以进一步探讨新的技术方案，提高热轧带钢的质量和竞争力。
个人观点：在热轧带钢生产中，氧化铁皮的控制技术是一个具有挑战性和研究价值的领域。
通过不断深入的研究与实践，相信未来一定会取得更多突破，为热轧带钢生产提供更多有效的控制技术，不断提高产品质量和市场竞争力。
氧化铁皮
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。
2板坯化学成分的影响，如含硫、硅、铝过多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。
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。
氧化铁皮的应用及分类
本文摘自再生资源回收-变宝网（）氧化铁皮的应用及分类变宝网8月31日讯氧化铁皮的结构是分层的，也是由氧和铁组成的，氧由表面向铁的内部扩散，而铁则向外部扩散，外层氧浓度大的形成高价氧化物，反之形成低价氧化物。
一、氧化铁皮的特征热轧钢板红色氧化铁皮(红锈)具有一定的普遍性。
其特征是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，卷内部比外部轻一些，这种红色氧化铁皮比较薄，一般不易擦下色，钢板越厚红色越重。
二、氧化铁皮的应用1、化工行业氧化铁皮提供给化工厂可用来生产氧化铁红、氧化铁黄、三氯化铁、硫酸亚铁等。
其中，采用氧化铁皮为主要原料的液相沉淀法，可以生产从黄相红到紫相红各个色相的铁红。
2、制造硅铁合金冶炼硅铁合金的主要原料是钢屑，全国每年冶炼硅铁合金消耗的钢屑在200万t左右，用氧化铁皮替代钢屑冶炼硅铁合金的工艺已经成熟并得以应用。
以硅石、冶金焦炭粒、氧化铁皮为原料，在还原气氛下生成硅铁。
全国每年的氧化铁皮约1000万t左右。
可以提供充足的原料。
3、烧结原料氧化铁皮是烧结较好的辅料，一方面，氧化铁皮相对粒度较为粗大，可改善烧结料层的透气性，另一方面，氧化铁皮中FeO在燃烧氧化成Fe2O3的过程中会大量放热，可以降低固体燃料消耗，同时提高烧结生产率，经验表明，8%的氧化铁皮可增产约2%左右。
此外，氧化铁皮还可以用来制造海绵铁。
生产的海绵铁的w(Fe)高，含杂质量低且成分稳定，较矿石生产的海绵铁，不含脉石杂质，可作优质的废钢原料。
同时还可以粗还原法或者精还原法制造还原铁粉。
目前在国内，氧化铁皮做为烧结原料，已形成大规模工业生产。
用氧化铁皮生产硅铁合金，工艺简单也有规模化生产的趋势。
三、氧化铁皮的分类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。
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。
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。
热轧带钢氧化铁皮控制技术要点
热轧带钢氧化铁皮控制技术要点摘要：氧化铁皮是钢坯在加工过程中所产生的一种物质，会对钢坯质量产生直接影响，所以必须明确氧化铁皮产生的具体原因，才能够制定科学的控制技术方案，将氧化铁皮产生的质量影响进行控制，是提高热轧带钢加工生产质量的有效方式。
因此，本文详细介绍了热轧带钢氧化铁皮的具体分类、形成机理以及组成，对氧化铁皮产生的影响因素进行全面分析，并阐明了氧化铁皮的控制技术要点，旨在进一步提高炼钢技术水平。
关键词：热轧带钢；氧化铁皮；控制技术；关键要点；发展我国钢铁行业发展受到很大阻碍，在国家政策的要求下，钢铁材料加工能耗不断提升，使得钢铁行业经济效益受到很大影响。
当前钢铁加工需要使用“减酸洗”甚至“免酸洗”的原材料产品，为了满足该需求，我国钢铁厂开始研发热轧免酸洗钢生产技术，其研究重点为发展氧化铁皮控制技术，在热轧过程中，氧化铁皮的压入是热轧带钢表面出现斑点等质量问题的主要原因，所以必须采用科学的控制技术，才能够降低氧化铁皮对钢材的质量影响，从而提高生产经济效益。
1热轧带钢氧化铁皮分类根据热轧带钢氧化铁皮产生的过程可以分为钢坯在加热炉内产生的一次氧化铁皮、进入精轧机组前生成的二次氧化铁皮以及精轧机组和冷却过程中产生的三次氧化铁皮。
在加热炉内产生的一次氧化铁皮厚度一般在1mm足有，随着加热时间的提高以及加热温度的提升，钢坯氧化铁皮的厚度也会不断增加，从而形成一层氧化铁皮覆盖在钢坯表面，通常会在除鳞箱内采用高压水将氧化铁皮去处；二次氧化铁皮通常在进入粗轧机前在除鳞箱和精轧机前采用高压水去除；三次氧化铁皮一般在轧制期间采用铁磷抑制剂、精轧温度控制以及卷取温度等方式对氧化铁皮的厚度进行控制，最后采用喷丸工艺将其去除[1]。
2热轧带钢氧化铁皮产生机理分析通常情况下，纯铁的氧化过程为铁→氧化亚铁（含氧量23.25%）→四氧化三铁（含氧量为27.64%）→氧化铁（含氧量30.04%）。
在对铁氧系热力学的分析中表明，铁在氧化过程中会形成许多独立物质，比如富氏体、铁内氧化物固溶体以及氧化固溶体等[2]。
化学成分对氧化铁皮形成的影响3.11
化学成分对氧化铁皮形成的影响3.11钢化学成分对氧化铁皮形成的影响钢的化学成分是加热过程中影响氧化的内因，合金元素对氧化铁皮的结构有一定的影响。
促进氧化铁皮生成元素：碳、硅、镍、铜、硫促进氧化铁皮生成，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。
减缓氧化铁皮生成元素：锰、铝、铬可以减缓氧化铁皮生成，一些元素如Cr，Al，Si 等元素都能显著提高钢的抗氧化性，这些元素能在钢的表面形成致密的氧化膜，造成除鳞困难。
一、含Si 量对氧化铁皮形成的影响：含硅量高的钢氧化铁皮剥离性差,氧化铁皮容易残留下来。
其机理如下:(1) 决定氧化铁皮剥离性的主要因素是空冷时的氧化铁皮裂纹的形态,而这在很大程度上又受氧化铁皮中气孔状态的影响。
含硅量高的钢由于铁皮中气孔直径大[1 ] ,空冷时的裂纹容易在氧化铁皮厚度中间停止,除鳞时裂纹与基底金属相平行传播,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。
(2) 含硅量高于0.2 %的钢在加热(1 250 ℃以上) 时,在氧化铁皮与基底金属界面产生层状的Fe2SiO4[2 ] ,除鳞时界面温度使Fe2SiO4 成液相还是成固相,对氧化铁皮剥离性有很大影响。
界面温度Fe2SiO4 的凝固温度1 170 ℃以下时,由于氧化铁皮对基底金属的附着力增强,导致剥离性不好。
基于上述理论,含硅量较高的钢由于高温时剥离性不好,加上连轧除鳞时界面温度很少能达到1 170 ℃以上,因此FeO 容易残留下来,致使除鳞不彻底。
在R1 (第一架粗轧机) 机架间及精轧前同样存在除鳞不好的问题。
此时除鳞后的氧化反应为:3FeO + 1/ 2O2 = Fe3O42Fe3O4 + 1/ 2O2 = 3Fe2O3282Fe + O2 = 2FeO由于Fe2O3 和Fe3O4 氧化膜结构致密,阻止氧的继续渗入,所以氧化速度较慢,致使铁皮中Fe2O3 的比例比较高。
酸洗氧化铁皮酸洗原理
第一章 带钢表面氧化铁皮
影响带钢影响铁皮的因素
A 终轧温度和速度的影响
铁的氧化过程是Fe→FeO→Fe3O4→Fe2O3，随着温度的升高，氧化速度逐渐增大。在 600~800℃的范围内，生成的氧化铁皮能够很好地阻碍铁及氧原子的扩散，因此氧化速度反而 不再继续增大。当温度超过800℃时，氧化铁皮阻碍扩散的能力将大大降低，因此，氧化速度 又迅速增大。
A 终轧温度和速度的影响
从氧化铁皮的结构上看，终轧温度在700~900℃之间时，所形成的氧化铁皮 含80%~90%的FeO、10%~20%的Fe3O4，在温度高于900℃的条件下，氧化和 氧化性气体较多时，铁将迅速被氧化，Fe3O4可以在高温下迅速形成，并开始在 铁皮表面形成Fe2O3单独一层。当温度低于570℃时，氧化铁皮由Fe3O4组成， 表面上覆盖着一层很薄的Fe2O3。
利用带钢基体与表面氧化铁皮性能的巨大差异采用机械方法反复弯曲基体材料受力后产生一定的弹塑性变形表面氧化铁皮则由于不具有塑性且破坏强度较低同时与基体附着力差这样当氧化铁皮不能适应金属形变变化而引起的内应力大于其破坏强度时便发生破裂根据以上原理分析不管金属基体发生拉应力变形还是压应力变形均具有破坏表面氧化铁皮的作用
实际生产过程中，一般是轧后进入层流冷却区进行快冷。在喷水的情况下，氧 化铁皮的厚度增加很快。因为氧化铁皮在水中要比在空气中形成的快，因此，在水 蒸气气氛中停留的时间愈长，形成的氧化铁皮就愈多，而FeO的含量却减少。所以 ，准确地调节喷水段的冷却速度和尽可能地减少在水中的停留时间是非常重要的。
第一章 带钢表面氧化铁皮
由于温度升高，氧化速度加快，因此在单位时间 内，带钢表面氧化铁皮的厚度随着温度的升高而增厚 。同样，高的轧制速度可以减少钢在高温状态下与空 气接触的时间，从而也就减少了氧化铁皮的厚度。因 此，为了减小氧化铁皮的厚度，热轧带钢应在尽可能 低的温度和尽可能高的轧制速度下进行轧制。
为什么要去除氧化铁皮
A 为什么要去除氧化铁皮？冷轧钢板的原料是热轧钢带，经过热轧的钢带表面会有一层硬而脆的氧化铁皮，这层二次氧化铁皮是在高温轧制时生成的。
为了获得良好光洁的表面，热轧钢带作为原料在冷轧前必须将其清除干净，由于不同材质，普通钢带与各种型号的特殊钢带在化学成分、力学性能要求都不一样，而且在轧制温度、冷却速度及卷取温度等方面都不一样。
造成氧化皮的结构也不一样。
B那末如何去除氧化铁皮和去除方法有那些？目前，世界各国对去除钢铁表面的氧化铁皮采取了多种办法，总的可概括为三种类型，即：机械法、化学法、电化学法等。
B1机械法机械法去除氧化铁皮的做法有：抛光法、滚磨法、高压水冲洗、刷光法、喷（抛）丸法、喷沙法、破鳞法等。
B2 化学法化学法即采用酸、碱等化学物质与钢铁材料表面的铁鳞起化学反应而去掉氧化铁皮。
化学物质一般均使用强酸、强碱如硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸等；也有采用氢氧化钠的水溶液，如清洗硅钢表面的白膜；还有采用熔融的氢氧化钠和硝酸钠，在480度,左右的高温下，达到改变钢铁材料的性质，如改变不锈钢表面的氧化铁皮的性质，以达到有利于酸洗的要求。
B3电化学法电化学法酸洗就是将浸入酸溶液中的钢铁制品（包括热轧钢带）的两边通过电极通上直流电，以加速氧化铁皮的去除。
中性电解去鳞是采用无毒无害的中性盐作为电解液，如利用硫酸钠等方法。
例如上海某冷轧带钢厂就是用硫酸钠溶液进行电解去鳞的。
A 为什么要去除氧化铁皮？冷轧钢板的原料是热轧钢带，经过热轧的钢带表面会有一层硬而脆的氧化铁皮，这层二次氧化铁皮是在高温轧制时生成的。
为了获得良好光洁的表面，热轧钢带作为原料在冷轧前必须将其清除干净，由于不同材质，普通钢带与各种型号的特殊钢带在化学成分、力学性能要求都不一样，而且在轧制温度、冷却速度及卷取温度等方面都不一样。
造成氧化皮的结构也不一样。
B那末如何去除氧化铁皮和去除方法有那些？目前，世界各国对去除钢铁表面的氧化铁皮采取了多种办法，总的可概括为三种类型，即：机械法、化学法、电化学法等。
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氧化铁皮
Millscale
钢锭及钢坯在轧制过程中表面氧化层脱落而产生的铁屑。
俗称轧钢皮，常呈片状，故也称铁鳞。
钢铁厂氧化铁皮数量约为钢材产量的2％～3％，是不可忽视的钢铁厂循环含铁原料之一，主要作为烧结矿的辅助原料，在炉外脱磷脱硅中应用也较多。
氧化铁皮一般含铁70％～75％，从轧钢厂沉淀池中清理出来的细粉铁皮含铁也有60％左右；其SiO2、CaO、Al2O3及MgO含量约1％～2％，并残存有轧钢过程中混入的润滑油剂，其他有害杂质含量很少。
表列为氧化铁皮的一般化学成分。
氧化铁皮粒度较粗，0．3～2mm级别的占50％以上，小于0．076mm的一般为5％左右。
氧化铁皮密度大(4．5～5．0kg／cm3)，由于氧化铁皮含铁高，生产烧结矿时适当配加氧化铁皮可提高或稳定烧结矿的品位。
此外，由于氧化铁皮中的铁主要是以二价铁存在，烧结过程中氧化放热，可降低燃料消耗。
当氧化铁皮的残油量较高，且配用量较大时，最好在烧结之前预先进行焙烧处理脱去残油，以防出现烧结主抽风机系统电除尘器粉尘燃爆事故。