熱軋帶鋼表面氧化鐵皮控制與消除

胡金海 李明

摘 要：隨著國民經濟的快速發展，各種新技術的層出不窮都大大推動了鋼鐵行業的發展，作為國民經濟的主導行業之一，鋼鐵行業對我國經濟建設的發展有著極其重要的影響和作用，對此，必須引起高度的重視。文章主要針對作為鋼鐵行業重要品種之一的熱軋帶鋼在現階段存在的一些問題進行簡要的分析與總結，并針對其質量問題提出了相應的解決措施，從而減少成本的大量輸出，提高整體的綜合效益。

關鍵詞：熱軋帶鋼；表面氧化；控制分析

1 熱軋帶鋼氧化鐵皮控制技術及其發展

1.1 熱軋帶鋼生產工藝流程

在進行生產工藝前，必須清楚的了解每一個板坯連軋施工作業方式，通常情況下，板坯是經由煉鋼連鑄車間的連鑄機將其直接推入熱軋板坯庫，然后再經由加熱爐加熱進行連鑄作業。針對不能直接進行加熱的板坯，可先將放入保溫庫然后通過吊車直接運送加熱爐內進行加熱。這樣做的目的不僅僅可以保證板坯不被損害且為直接軋制創造了可能。

連鑄板坯是利用計算機技術進行數據的整合，通過輥道將其直接運送至板坯庫，操作人員可以在其監視器上進行板坯相關問題的處理，針對不合格板坯可以直接進行核對，并進行登記輸入，這樣不僅僅提高了工作效率，還有效的避免了不合格板坯在生產過程中的使用，大大提高了質量，避免不必要損失的發生。利用計算機進行整合管理也將成為未來鋼鐵行業發展的趨勢之一。

普通板坯進行裝爐連軋時，要按照相應的步驟進行連軋，這樣才能保證其質量。連軋過程中，要針對連軋板坯的數量、重量進行一一的核對，保證沒有錯漏的情況下就可以直接推入爐內進行輥道連軋，然后經過測試、定位再進行加熱。

連鑄和熱軋作為不同的兩種工藝，在直接熱裝軋制中都起到了至關重要的作用。為了有效的降低生產成本，提高工作效率可以制定相同的生產計劃，將合格的連鑄板坯在指定的加熱爐內進行加熱，這樣就減少了板坯反復運送的吊車作業，可以通過卸料直接進行熱裝板坯至加熱爐內，板坯在經過了加熱以后通過上料輥道由裝鋼機進行加熱一定溫度后，就可以按照軋制的要求拖鋼，最后放在加熱爐出爐的輥道上。

板坯在加熱好以后在爐內被輸出的過程中，要特別注意對其進行除磷處理，同時要需要進行一定的寬度側壓，通常來講，壓力機在減寬的過程中，最大減少量是350mm，根據不同的工藝要求可以將板坯軋制厚度為30～60ram的中間坯，然后經由立輥軋機對其中間厚度進行準確的軋制控制，進而保證板坯的質量。

1.2 熱軋帶鋼氧化鐵皮的生成

鋼氧化在一定程度上是由兩種元素共同作用的結果而導致的，在加熱的過程中會產生大量的氧原子，它們通過鋼料表面進行滲透，在其內部進行擴散；然鋼材料自身特性所決定，鐵離子會在加熱后由內而外的進行擴散，這就導致兩種化學元素在接觸碰撞后，在一定的化學反應條件下進行了反應，進而生成氧化物。

熱軋帶鋼終軋溫度一般為870℃左右，隨后是快速冷卻，因此氧化鐵皮一般由三層結構組成：最下層的FeO、中間層的Fe3O4和最上層的Fe2O3。熱軋過程中，板帶表面基本形成以FeO為主的氧化鐵皮。FeO在較高溫度條件下具有較高的塑性，可以隨基體發生變形而不破碎。但在低溫軋制時，FeO會發生破碎，使接觸空氣的表面積增大，從而被繼續氧化成Fe2O3。鋼中含Si量較高時，再加熱過程中在氧化鐵皮和基體之間容易生成FeSi2O4，將鐵皮牢固粘黏在基體上，在后續熱軋過程中容易被壓入，還易導致熱軋過程中鐵皮的破碎而形成紅色鐵皮。因此，優化鋼中Si含量、優化除鱗工藝和熱軋溫度制度以防止熱軋過程中FeO破碎是消除帶鋼表面形成紅色氧化鐵皮的關鍵。

1.3 熱軋帶鋼氧化鐵皮控制技術及發展

科學技術的不斷涌現，對于熱軋帶鋼氧化的控制也有了一些新的提高，雖較發達國家而言還存在著一定的差距，但是經過大量的研究實踐，我國自主研創“免洗鋼”不僅僅符合國家標準的質量要求，更加符合我國鋼鐵行業發展的現狀，大大推動了鋼鐵行業的發展， 我國目前擁有20余條薄板坯連鑄連軋生產線，因其熱履歷有別于常規生產線而導致的產品表面缺陷阻礙了薄板坯連鑄連軋技術的發展，其加熱溫度、開軋溫度、終軋溫度和卷取溫度的調整范圍較窄，因此開發與產品相結合的薄板坯連鑄連軋氧化鐵皮控制技術是今后發展的一個方向。

2 加熱爐區域鋼坯表面氧化鐵皮的控制與消除

2.1 加熱爐爐溫與爐內氣氛對氧化鐵皮的影響

鋼坯在加熱的過程中，由于在加熱的過程中，會將其表面進行氧化，這樣不僅僅嚴重影響了鋼的質量，而且還會產生大量的有害物體的焚燒，進而造成嚴重的經濟損失。同時在鋼加熱的過程中，由于氧化作用的形成使其鋼渣不斷的掉落在加熱爐內，長期以往鐵渣堆積在加熱爐內底部，進而導致使用壽命大大縮短，增加了勞動強度，最終導致影響工藝流程的作業效率。此外，在軋制過程中，如果鋼坯表面的氧化鐵皮未被高壓水除凈，而被壓入鋼坯和鋼材，這又直接影響了產品的質量并降低了成材率。因此，認真研究鋼坯加熱時的氧化特性，減少氧化燒損具有非常重要的意義。

因此鋼在加熱過程發生氧化的基本條件是：（1）必須有氧或氧化性介質的存在，如二氧化碳、水蒸氣等。（2）氧和鐵接觸，并進行相互擴散。（3）具有一定的化學反應條件，如溫度、化學濃度、時間等。

2.2 加熱爐爐溫優化設定模型

目前，國內外熱軋帶鋼生產加熱爐普遍采用步進式加熱爐。加熱爐控制的功能是根據鋼坯的入爐參數、生產工況和工藝指標，通過控制爐溫、空氣燃料流量及空燃比、空氣燃料壓力、煙氣殘氧濃度以及爐膛壓力，盡可能減少氧化燒損，降低能耗，使鋼坯在爐中均勻受熱，出爐時達到工藝要求的軋制溫度。在上述控制回路的設定中，爐溫與燃料流量及空氣流量構成串級控制，因此流量控制回路的設定值由爐溫調節器的輸出給定。而燃料、空氣壓力控制回路，殘氧濃度以及爐膛壓力控制回路可進行定值控制，所以爐溫的優化設定是非常重要的。

3 結束語

通過上述分析總結得知，熱軋帶鋼在加熱過程中極其會受到爐內溫度的各種變化而產生氧化鐵皮現象的發生。所以在進行加熱的過程中要不斷對其爐內加熱環境進行改造，并針對我國特有的發展鋼技術進行符合實際的改造。這樣在一定程度上就可以大大降低燒損現象的發生，提高鋼產生，創造更多的經濟價值。

鋼坯在主軋線進行軋制過程中，除鱗設備的合理化布置及工藝參數設置都直接影響到表面質量。通過對主軋線氧化鐵皮控制技術的研究，為更好的清除二次和三次氧化鐵皮找出了解決方法：在粗軋區域，應根據鋼坯的不同規格制定出合理的噴射壓力，選擇合適的高壓噴嘴，并根據鋼坯的不同厚度而調整噴嘴的高度，以消除粗軋區域內產生的二次氧化鐵皮；在精軋區域，應合理地制定軋制工藝，并調整好軋制節奏和換輥周期，以保護好軋輥表面的氧化膜，進而控制精軋區域內三次氧化鐵皮的生成。

參考文獻

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