热轧钢板红色氧化铁皮的分析

存 在温 度 梯 度 ， 卷取 后 钢 板 表 面 温 度 回 升 ， 钢卷冷速较慢， 与 （ ） 反 应 充 分 ． Ｆ ｅ （ ） ａ比
例更太 ． 所 以红 色 相 对 重 一些 。 对于边部 １ ０ ０ ｍｍ 以 内 红 色 相 对 重 一
兰 一
一
氧化色 轻重不 同， 为此， 对 连 轧 工 艺 条件 进
４ ． ２ ． ３ 冷 却 条 件 的 影 响
调 查表 明， 对 于 易 产 生 红 色 氧 化 色 的
钢种 ． 钢板越厚， 其氧 化 色 越重 ， 其 原 因 前
已述及 。
４ ． ２ ． ４ 其 它 因 素 影 响 季节对红 色氧化色有 影响 。 就 Ｓ Ｓ ３ ３ ０ 、 Ｓ源自文库Ｓ ４ ０ ０来 说 ， 试 制初 期 （ 冬 季） 红 色 氧 化 色 很少 ． 进人 五 月 份以后 ． 红 色就较 重 ， 而 成
行 了调 查 。
面５ ■ 一 ｌ ■ ＼ ４ ＿ √ ｌ — ｃ 一
些 是 由于 板 坯 出炉 后 边 部 冷 速 较 快 ， 造 成
边 部 温 度 比 中部 低 ， 导 致 除 鳞 时 Ｆｅ Ｏ 比 中 部 残 留多 ， 所 以 边 部 红 色 相对 中部 重 一 些 。
４ ． ２ ． １ 除 鳞 设 施 投 入 情 况 的 影 响
Ｈ ｏ 与钢的反 应 ：
Ｆｅ ＋ Ｈ２ ０＝ Ｆ ｅ Ｏ ＋ Ｈ２
３ Ｆｅ＋ ４Ｈ ２ ０ ＝ Ｆｅ ３ ０‘ ０ ４Ｈ ２
基于上述 理论 ， 舍 Ｓ ｉ 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 】 ７ ０Ｃ 以 上 ， 因 此 Ｆｅ Ｏ 容
氧 化 铁 皮 中的 气 孔 状 态有 直 接 关 系 古
量 高 的 钢 由于 铁 皮 中 气 孔 直 径 大 ， 空 玲 时
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４
本 钢 技 术
２ ０ ０１年 第 ３期
反应 ， 此 时反 应 产物 中 Ｆ ｅ
比例较大 ， 使
Ｓ ｉ 量较高尤其 Ｓ ＞０ ． ２ 时， 高 温 氧 化 铁 皮剥离性 差 ， 容 易 残 留铁 皮 ， 在 髓 后 的氧 化 过程 中使 Ｆ ｅ ０。 比 例增 大 ， 使铁皮呈红色 。
属界面 。 除鳞 时 ， 热 应 力就 在 氧 化 铁 皮 和 基
堕一 一 理
一
为 分 析 Ｆ１开 轧 温 度 、 终轧 温度 、 卷 取
温度 对 红色 氧化 色 的影 响 ， 对 一 炉 中 有 氧 化 色 轻 重 不 同 的 板 卷 温 度 情 况 进 行 了 调 查 。 调 查 表 明 氧 化 色 轻 重 与 上 述 温 度 之 问
含 硅 量较低 的钢 （ Ｓ ｉ ≤０ ． ０ ５ ） 高 温 时 氧化铁 皮 的剥离性较 好 。 低 Ｓ ｉ 钢 的 氧 化 铁 皮 中 气孔 小 ， 分 布 比 较 均匀 ， 由 于 氧 化 铁 皮 在 高 温 下 几 乎 没 有 延 展性 ， 由 空 冷 引 起 的 热 应 力 使 氧 化 铁 皮 产 生裂 纹 ， 低 Ｓ ｉ 钢铁 皮 中 由于气 孔 小 ， 应 力 松驰 缓小 ， 裂 纹 就 沿 气 孔 扩 展 到 基 底 金
没有规 律 ， 摘录三炉于 附表 ２ 。对 于 一 炉 中 出现 氧 化色 不 同 ， 与 高 温 时 的 铁 皮 剥 离 情
况及卷 取前水 履盖情况有 直接关 系。
底 金属 界面 作 为剪 切力起 作 用 ， 使 氧 化 铁 皮 从 基 底 金 属 上 剥 离 开 。 即 使 Ｒ１机 架 间 及 精 轧 前 除 鳞也 较 好 ， 见图 １ 。
（ ２ ） 古 Ｓ ｉ 量 较 高 的钢 ， 由 于 高 温 时 铁 皮 的剥 离 性 不 好 ， 氧 化 铁 皮 易残 留 ， 导 致 随 后 的氧 化过程 中 ， Ｆ ｅ ０ 比 例 高 ， 使 氧 化 铁
高温 时 的氧化 铁皮 剥 离性有 直 接 关系 ， 台
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３ Ｆｅ ＋ ２ ０２ ＝ Ｆｅ ２ ０‘
化 铁 皮 剥 离 性 有 很 大 影 响 界 面 温 度 在
Ｆｅ Ｓ ｉ ０ 的 凝 固 温 度 １ 】 ７ ０Ｃ 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 更 差
２ Ｆｅ ３ ０． ＋ １ ／ Ｚ Ｏ２ —３ Ｆｅ ２ Ｏ３
程 中导致铁 皮 中 Ｆ ｅ Ｏ 比例较 高 ， 使 钞
兰灰 色 。
（ ４ ） 卷取 前 钢 板 表 面 履 盖 一 层 冷 却 水 ， 阻 止 空 气 中 Ｏ。与 钢 板 接 触 ， 有 利 于 止 出现红色 氧化色 。 （ ５ ） 卷 取后 钢 卷冷却 慢 （ 或 钢板 厚 ） 红 色 氧化色较 重 。
红 色氧化 铁皮 的方 向 ， 即 采 用 低 硅 钢 轧 制
花 纹 板
经 对 比分 析 ， Ｓ ｉ 小 于等 于 ０ ． ０ ７ 红 色
氧化色 可基本清 除 ， 对 于厚规格 ｓ ｊ 还 要 更
低些（ Ｓ ｉ ≤Ｏ ． ０ ５ ） 。
ｂ ） 含 Ｓ ｉ ０ ． ２ 以上 的 钢 ， 板 坏 在 加 热 时（ １ ２ ５ ０Ｃ 以 上 ） ， 在 氧 化 铁 皮 与 基 底 金 属
寺中不产生 Ｆ ｅ ｏａ ， 因此 ， 钢 板 在 卷 取 前 表
红 色 氧 化 色 的 产 生 与 钢 在 高 温 时 的 铁 皮 剥 离 性 有 直接 关 系 。
在 高 温 下氧 化 铁 皮 的 弱 离 性 因 钢 种 而
不同 ， 舍 硅 量 高 的钢 氧 化 铁 皮 剥离 性 差 ， 氧
时 红 锈 相 对 重 一 些 。Ｃ、 Ｍ ｎ含 量 与 红 色 氧
通 过 上 述 对 比试 验 ， 找 出 解 决 花 纹 板
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 （ 见图 １ ） 。
分一直 没变化 。 因为天气转 暖后 ， 钢卷ｉ 夸速
半 镇 静 铜 Ｓ一 ≤Ｏ ． ０ ５ ％； 硅 镇静 钢 ｓ ｉ ≥０ ． １ ５
较慢 ， 氧化 更充分 ， 导致 红色加 重 。
图 １ 加 热 板 坯 的 除 鳞 过 程 示 意 图
５ 结 论
（ １ ） 热 轧 钢 板 氧 化 铁 皮 呈 红 色 是 由 于 Ｆ ｅ ０ 比例 较 多 造 成 ， 降低 Ｓ ｉ 含 量 是 解 决
（ 下 转封 底 ）
其 中两炉 采用 低 硅 的 Ｓ ＡＥ１ ０ ０ ８和 Ａ５ ６ ９ ， 轧 后 表 面 与 沸 腾 钢 轧 制 的 花 纹 板 表 面 一 样 呈 兰灰色 ， 另 一炉 Ｓ Ｓ ４ ０ ０花 纹 板 表 面 红 色 氧化色依 然较重 。 三炉情 况见表 １
（
大于 ０ ． ？
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本 钢 技 术
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皮呈 红色 ， 含 Ｓ ｉ ０ ． ２ 以上的钢 ， 由 于加 热 时 在 氧 化 铁 皮 与 基 底 金 属 界 面 产 生 层 状 的 Ｆ ｅ ｚ Ｓ ｉ ｏｔ ， 界 面 温度 在 Ｆ ｅ ｚ Ｓ ｉ Ｏ．的 凝 固 温 度
１ １ ７ ０Ｃ 以 下 时 ， 铁 皮对基底 的附着力增加 ， 剥 离性 更差 ， 导 致 红色 更 重 。
红 锈 问 题 最 有 效 的 办 法
由于 氧化是 扩散过 程 ， 所 以低 Ｓ ｉ 钢 的 铁皮 中 Ｆ ｅ Ｏ 比例 较 高 ， 呈兰灰色 。 影 响 高 温 氧 化 铁 皮 剥 离 性 的 因 素 除 成
分 外 还 有 加 热 情 况 和 空 冷 时 问 综 上 所 述， 红 色 氧 化 色 的 产 生 与 钢 在
在 初期生 产 Ｓ Ｓ ４ ０ ０花 纹 板 时 ， Ｒ１机 架 问除 鳞 水 没 有 投入 ． 以 后 生 产 时 Ｒ１机 架 问除 鳞水 全部 投入 ， 这 种 变 化 在 同 规 格 比较 中 ， 对 红色氧化 色的影 响不明显 。 ４ ． ２ ． ２ 各 种 温 度 的 影 响
嚣
化铁 皮 容 易 残 留 下 来 ，其 机理 如 下 ：
ａ ） 支 配 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 又 与
面履 盖 一 层 水 ， 阻 止 空 气 中 的 ｏ 与 钢 板 的接 触 ． 有 利 于 防 止 产 生 红 色 氧 化 色 钢 板 卷取 后 ， 仍 与 空 气 中 的 ０ 发 生
界 面上 产生 层 状 的 Ｆ ｅ Ｓ ｉ Ｏ ， 在 除 鳞 时 界 面 温 度 使 Ｆｅ 。 Ｓ ｉ Ｏ 成 液 相 还 是 成 固 相 ， 对 氧
含 硅 量 高 易产 生 缸 色氧 化铁 皮 的 理 论
分析
钢 的氧 化 反应 一 般 为 ：
０１与 钢 的 反 应 ： ２ Ｆｅ ＋Ｏ ＝２ Ｆｅ Ｏ
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２ ０ ０ １ 年 第 ３期
本 钢 技 术
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以 看 出铁 皮 呈 兰 灰 色 的钢 种 、 含 量 较 低 ， 呈红色 的钢 种 Ｓ ｉ 舍 量 较 高 化 铁 皮 尚没 有 发 现 直 接 关 系 。
以相 同 工 艺 组 织 试 轧 了 三 炉 花 纹 扳 ．
（ ３ ） 对于 Ｓ ｉ ≤０ ． ０ ５ 的 Ｃ — Ｍｎ钢 ， 由 于 高 温时铁 皮剥 离性 好 ， 在 随 后 的 氧 化 过
寰 １ 备 铜 种 成 分 与 扛 嚣 情 况
４ ３ ０
Ｓ Ｓ ４ ０ ０
３ ２ ６ ７ ９ ５ ９ Ｘ １ ２ ｌ ｇ
共 ｌ ０者 ， 第 ３
３ Ｆ ｅ Ｏ ＋ Ｈ ２ ０ ＝ Ｆｅ ３ ０‘ ＋ Ｈ？
易残 留下 来 ， 在 Ｒ】机 架 阃 及 精 轧 前 同 样 存在 除鳞性不好 问题 。 由于 Ｆ ｅ ２ ０ 和 Ｆ ｅ ３ ０。氧 化 膜 结 构 致 密， 阻 止 氧 的 继续 渗 入 ， 所 以 氧 化 速 度 较 慢， 导致铁皮 中 Ｆ ｅ ｏ 比 例 较 高 ｌ 一 述 Ｈ。 ｏ 与钢 的反应看 出 ， 钢 板 在 层
卷较 轻． 其 采
重
共 ｌ Ｄ 卷． 第
２ ５１ ７ ０２ 耗 ２ ２ ５ ６ ３ ７ ５ ｘ１ ３ ８ ０ ２ 、 ６卷 较 轻 ．
其亲 重
３ ５ ． １ ９ Ｑ Ｚ ３ ５ Ｂ １ ２ ８ １ ８ Ｘ １ ３ ８ ０
嚣
㈨
¨ ５ ０ ３ ８ ㈣３ ｌ ７
铁皮中 Ｆ ｅ ０ 比 例 进 一 步 增 大 ， 导 致 钢 板
表面红 色更 重。 由于 较厚 的钢板 ， 层 冷 时 表 面 与 芯 部
４ ． ２连轧 工 艺 条件 的 影 响
调 查 中 发 现 在 Ｓ Ｓ４ ０ ０ 花 纹 板 和 Ｑ２ ３ ５ Ｂ卷 板 中 ， 在 有 些 炉 次 中 的 板 卷 红 色