本鋼SAE1006氧化鐵皮的原因分析與解決措施

趙科 王旭生

(本鋼技術(shù)中心,遼寧本溪 117000)

本鋼SAE1006氧化鐵皮的原因分析與解決措施

趙科 王旭生

(本鋼技術(shù)中心,遼寧本溪 117000)

本鋼2300熱連軋機(jī)組生產(chǎn)SAE1006熱軋板卷時(shí)多次出現(xiàn)氧化鐵皮缺陷,影響熱軋板卷的表面質(zhì)量。通過(guò)設(shè)備排查和工藝分析,發(fā)現(xiàn)每次出現(xiàn)氧化鐵皮缺陷的原因各不相同,實(shí)施針對(duì)性的解決措施后,氧化鐵皮缺陷消除。設(shè)備因素和生產(chǎn)工藝都是影響氧化鐵皮產(chǎn)生的重要因素。

氧化鐵皮 SAE1006 熱軋板卷

熱軋產(chǎn)品氧化鐵皮缺陷可分為三種形態(tài),包括在加熱爐內(nèi)形成的爐生(一次)氧化鐵皮、在精軋前形成的二次氧化鐵皮、在精軋機(jī)后續(xù)冷卻過(guò)程中形成的三次氧化鐵皮。爐生氧化鐵皮由設(shè)置在粗軋機(jī)前的除鱗箱中高壓水去除,二次氧化鐵皮由粗軋機(jī)架間的高壓除鱗水和精軋機(jī)組前的除鱗箱去除,三次氧化鐵皮則需通過(guò)控制精軋軋制溫度和卷取溫度等調(diào)整其厚度及與帶鋼的結(jié)合狀態(tài)[1]。熱軋產(chǎn)品的一次、二次氧化鐵皮可通過(guò)設(shè)備去除,三次氧化鐵皮沒(méi)有設(shè)備加以清除,只能通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝的控制避免缺陷產(chǎn)生。

本鋼2300熱連軋機(jī)組生產(chǎn)SAE1006熱軋板卷時(shí),多次產(chǎn)生三次氧化鐵皮缺陷,即紅色鐵皮。本研究通過(guò)分析氧化鐵皮缺陷的原因,制定針對(duì)性的解決措施,從而消除氧化鐵皮缺陷。

1 2300熱連軋機(jī)組簡(jiǎn)介

本鋼2300mm熱軋生產(chǎn)線設(shè)四座組合蓄熱步進(jìn)梁式加熱爐,在定寬壓力機(jī)前配有粗軋高壓水除鱗箱。精軋機(jī)組前配有高壓水除鱗箱用高壓水除去二次氧化鐵皮,然后進(jìn)入精軋機(jī)進(jìn)行軋制。出精軋機(jī)帶鋼在熱輸送輥道上由帶鋼冷卻系統(tǒng)采用適當(dāng)?shù)睦鋮s制度,將熱軋帶鋼由終軋溫度冷卻到規(guī)定的卷取溫度。

2 氧化鐵皮

氧化鐵皮是鐵在高溫下與空氣中的氧氣反應(yīng)后產(chǎn)生的,其主要由FeO、Fe3O4、Fe2O3組成,其中還含有微量的Si、Mn、S等元素。氧化鐵皮的形成過(guò)程是氧由表面向內(nèi)部擴(kuò)散,一般分為三層。第一層為Fe2O3,第二層是致密、無(wú)孔的磁性Fe3O4,第三層主要由FeO和Fe3O4組成。正常熱軋鋼板表面成藍(lán)灰色,主要是FeO含量較大。

引起氧化鐵皮缺陷的原因有很多,寶鋼、河北鋼鐵集團(tuán)[2-4]等企業(yè)均進(jìn)行詳細(xì)的研究和闡述,主要?dú)w類于設(shè)備原因,關(guān)于工藝原因產(chǎn)生的氧化鐵皮研究較少。

3 SAE1006氧化鐵皮

2300熱連軋生產(chǎn)線擁有完善的除鱗系統(tǒng),正常情況下,熱軋板卷很少出現(xiàn)一次和二次氧化鐵皮缺陷,本文闡述的SAE1006氧化鐵皮缺陷主要為三次氧化鐵皮,且上、下表面呈現(xiàn)不同的形態(tài)和分布。

圖1 SAE1006鋼表面氧化鐵皮形貌

3.1 氧化鐵皮特征

2300熱軋機(jī)組在試軋SAE1006期間,出現(xiàn)大量氧化鐵皮,主要表現(xiàn)在上表面為大面積紅色氧化鐵皮;下表面呈軋向均勻間隔的條狀氧化鐵皮,并且從鋼卷的頭部延續(xù)到1/3或1/2,缺欠程度遞減直至消失,后部正常,表面良好,如圖1所示。

3.2 第1次產(chǎn)生氧化鐵皮

分析SAE1006氧化鐵皮有以下幾個(gè)特征：(1)鐵皮在整個(gè)卷板的中前部,并逐漸減輕,到中后部基本消失;(2)上表面呈紅色密集狀氧化鐵;(3)下表面呈條狀氧化鐵皮,且間距規(guī)律。

氧化鐵皮的產(chǎn)生多由于除鱗效果不佳造成,但調(diào)整高壓除鱗水水壓、清理高壓水噴嘴和管道后,仍無(wú)明顯改善。分析精軋區(qū)域頭尾工藝差別,前部鋼板進(jìn)精軋溫度較后部鋼板進(jìn)精軋溫度偏高;且除鱗后軋制速度相對(duì)慢,而尾部進(jìn)精軋溫度較低;同時(shí)在精軋軋制過(guò)程中,鋼板上表面會(huì)有少量積水,而下表面不會(huì)產(chǎn)生積水。

根據(jù)鐵皮分布及形貌特征與精軋工藝的綜合分析,鋼板在精軋過(guò)程中,軋制時(shí)間長(zhǎng),頭尾溫差較大,頭部溫度大于1070℃,尾部小于1020℃。上表面紅色相對(duì)較重是由于軋制過(guò)程中上表面存在附集水,冷速較快,造成上表面溫度比下表面溫度低,因此形成紅色會(huì)比較重一些。

據(jù)此,調(diào)整SAE1006軋制工藝的溫度制度：降低出爐溫度及開軋溫度,從而有效避免頭部溫度較高的現(xiàn)象,消除頭部氧化鐵皮缺陷,取得了明顯效果。

3.3 第2次紅色氧化鐵皮

SAE1006表面質(zhì)量改善一段時(shí)間后,第2次又出現(xiàn)了頭部氧化鐵皮,鐵皮缺陷形貌特征與第1次非常相似,但不是整批出現(xiàn),而是一部分鋼卷出現(xiàn)這種狀況,有重有輕,通過(guò)軋制數(shù)據(jù)分析,雖然軋制采取了低出爐溫度,但出現(xiàn)問(wèn)題的卷板在軋制過(guò)程中的溫度卻明顯偏高一些。

通過(guò)整體SAE1006鋼卷生產(chǎn)數(shù)據(jù)整理分析,因生產(chǎn)節(jié)奏加快,雖然鋼板出爐溫度滿足要求,但加熱爐采取燒鋼計(jì)算方式干預(yù),鋼坯出爐溫度雖然符合要求,但由于均熱時(shí)間不足,鑄坯表面溫度高于心部溫度。造成表面溫度過(guò)高,因此產(chǎn)生與第一次出現(xiàn)鐵皮缺陷一樣的效果。

為此,在SAE1006生產(chǎn)工藝中又增加了鑄坯的加熱時(shí)間限制,需充分均熱。改進(jìn)工藝實(shí)施后,鋼卷表面質(zhì)量良好。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)本鋼SAE1006氧化鐵皮缺陷在精軋前后產(chǎn)生,屬于三次氧化鐵皮,調(diào)整工藝后,氧化鐵皮缺陷消失。(2)鋼卷由于加熱溫度過(guò)高或急速加熱都會(huì)導(dǎo)致頭部進(jìn)精軋溫度偏高,而產(chǎn)生頭部紅色氧化鐵皮缺陷,后部沒(méi)有氧化鐵皮缺陷。(3)雖然設(shè)備原因是多數(shù)氧化鐵皮缺陷產(chǎn)生的主要因素,但部分氧化鐵皮缺陷為工藝設(shè)定不合理造成,適當(dāng)?shù)恼{(diào)整工藝參數(shù),可有效消除氧化鐵皮缺陷。

[1]龔堯,周國(guó)盈.連軋鋼管[M].北京：冶金工業(yè)出版社,1992：186-188.

[2]李華明.寶鋼2050mm熱軋帶鋼表面氧化鐵皮缺陷控制[J].寶鋼技術(shù),2007(3)：37.

[3]夏先平,孫業(yè)中.精軋區(qū)熱軋帶鋼表面氧化鐵皮缺陷成因與預(yù)防[J].軋鋼,2002,19(3)：9-12.

[4]董欣欣,唐勤.SPHC熱軋帶鋼氧化鐵皮成因和控制措施[J].軋鋼,2011,28(5)：56-58.