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熱連軋機組生產(chǎn)SAE1006熱軋板卷時多次出現(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,實施針對性的解決措施后,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、在精軋機后續(xù)冷卻過程中形成的三次氧化鐵皮。爐生氧化鐵皮由設(shè)置在粗軋機前的除鱗箱中高壓水去除,二次氧化鐵皮由粗軋機架間的高壓除鱗水和精軋機組前的除鱗箱去除,三次氧化鐵皮則需通過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設(shè)備去除,三次氧化鐵皮沒有設(shè)備加以清除,只能通過現(xiàn)場生產(chǎn)工藝的控制避免缺陷產(chǎn)生。

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

1 2300熱連軋機組簡介

本鋼2300mm熱軋生產(chǎn)線設(shè)四座組合蓄熱步進梁式加熱爐,在定寬壓力機前配有粗軋高壓水除鱗箱。精軋機組前配有高壓水除鱗箱用高壓水除去二次氧化鐵皮,然后進入精軋機進行軋制。出精軋機帶鋼在熱輸送輥道上由帶鋼冷卻系統(tǒng)采用適當?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。氧化鐵皮的形成過程是氧由表面向內(nèi)部擴散,一般分為三層。第一層為Fe2O3,第二層是致密、無孔的磁性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[2-4]等企業(yè)均進行詳細的研究和闡述,主要歸類于設(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特征：(1)鐵皮在整個卷板的中前部,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,仍無明顯改善。分析精軋區(qū)域頭尾工藝差別,前部鋼板進精軋溫度較后部鋼板進精軋溫度偏高;且除鱗后軋制速度相對慢,而尾部進精軋溫度較低;同時在精軋軋制過程中,鋼板上表面會有少量積水,而下表面不會產(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,鋼板在精軋過程中,軋制時間長,頭尾溫差較大,頭部溫度大于1070℃,尾部小于1020℃。上表面紅色相對較重是由于軋制過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)問題的卷板在軋制過程中的溫度卻明顯偏高一些。

通過整體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算方式干預(yù),鋼坯出爐溫度雖然符合要求,但由于均熱時間不足,鑄坯表面溫度高于心部溫度。造成表面溫度過高,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間限制,需充分均熱。改進工藝實施后,鋼卷表面質(zhì)量良好。

4 結(jié)語

(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高或急速加熱都會導(dǎo)致頭部進精軋溫度偏高,而產(chǎn)生頭部紅色氧化鐵皮缺陷,后部沒有氧化鐵皮缺陷。(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?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.