酸洗氧化铁皮酸洗原理解析

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。
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。
第一章 带钢表面氧化铁皮
A 终轧温度和速度的影响
实际生产过程中，一般是轧后进入层流冷却区进行快冷。Байду номын сангаас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
第一章 带钢表面氧化铁皮
B 冷却速度的影响
如果氧化铁皮层在570~300℃之间急速冷却的话，则富氏体层将来不及分解并 在更低的温度下被固定下来，从而得到有利于酸洗的富氏体结构。缓冷时，铁皮中 的富氏体层随着冷却速度降低而逐渐减少，因此，带钢在冷却区域冷却速度较慢时 ，铁皮中的富氏体层只有少量存在或完全没有。
一般来说，热轧带钢表面的氧化铁皮有
三层：靠近基铁的内层为富氏体，中间层为
Fe3O4，外层为Fe2O3。其中有利于酸洗的 富氏体在575℃以上是稳定的，在570℃以
下时，富氏体中的FeO不稳定，并且按照
4FeO＝Fe3O4+Fe 分解，变成Fe3O4和Fe 。当温度进一步降低到300℃以下时，这种 转变将趋近于零。
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，
第二章 带钢表面氧化铁皮的可酸洗性
综述
热轧带钢的可酸洗性和氧化铁皮的形成一样，与很多因素有关，如氧化铁皮的
粘附强度、钢的成分、机械变形的种类和程度、氧化铁皮的结构及厚度、表面污染 （例如油脂引起的污染）、表面缺陷、酸冼剂的种类和成分以及酸洗时的工作条件
等。
在氧化铁皮中，富氏体只是在靠近钢板的表面上存在，而铁皮外层的Fe2O3和 Fe304在酸溶液中是比较难于溶解的。但由于铁皮存在着裂缝和气孔（特别是通过拉 矫之后），因此酸溶液便能通过这些裂缝、气孔到达金属表面和富氏体层，随着金 属铁和富氏体的溶解，便减少了铁皮与金属之间的附着力，并在酸液与金属铁反应 过程中生成的氢气的作用下，氧化铁皮便从基体上脱落而沉到酸槽底部。与此同时 ，难溶的Fe2O3和Fe304也被还原成容易溶解的Fe0，从而使氧化铁皮从带钢表面上 分离开来。
带钢应该在相当低温度下进行卷取（500℃～550℃），但这样将导致卷取前带钢水 冷时间增加，从而引起氧化铁皮厚度的不均匀性增加，Fe3O4将增多，富氏体减少
，因此，必须制定最佳的卷取温度，以减少带钢在冷却过程中富氏体的转化，防止
氧化铁皮厚度明显增加。实践表明，在550℃～590℃卷取时，带钢表面的氧化铁皮 最薄，其中富氏体层较厚，富氏体分解最少，因而酸洗时间能够减少。
刚从精轧机组轧出的带钢，虽然有较高的温度，但带钢表面的氧化铁皮是极薄的。
带钢在输出辊道上经过层流冷却后，在600℃左右进行卷取，随后缓慢冷却，在此 过程中，带钢表面被氧化而形成氧化铁皮。
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。
C 卷取温度的影响
带钢的卷取温度在600~700℃时，对氧化铁皮厚度的增加没有太明显的影响。 但卷取温度提高，在带钢的边缘和头部会生成Fe3O4。 进一步降低卷取温度对氧化铁皮的厚度没有明显影响，但是，带钢边缘和尾部 出现Fe2O3的危险减小了，同时，富氏体向Fe3O4转化的程度也减小了。当卷取温
度从 700℃降低到 600℃时，酸洗时间就缩短 10%~20% 。为了控制富氏体的转化，
酸洗工艺介绍
新产品项目筹备组
2018年11月23日
目录
第一章
第二章 第三章 第四章 第五章
带钢表面氧化铁皮
带钢表面氧化铁皮的可酸洗性 酸洗原理与影响酸洗的因素 酸洗线关键设备介绍 工艺规程及制定
第六章
达涅利酸洗工艺介绍
第一章 带钢表面氧化铁皮
带钢表面氧化铁皮的形成
轧件经粗轧后沿辊道向精轧机组运行时，温度为1000℃左右，这时在轧件表面 上已生成了一层薄的氧化铁皮，但精轧机组前的二次除鳞装置可将其清除掉。在精 轧过程中带钢在机架间暴露的时间极短，而且较大的压下量阻碍了表面上形成厚的 氧化铁皮，而所形成的氧化胞膜立即被破坏并受到冷却水的冲洗，因此，可以说刚
表面上覆盖着一层很薄的Fe2O3。
提高轧制速度可以减小氧化铁皮的厚度，然而，过高的轧制速度将使卷取温 度迅速提高，并造成氧化铁皮中的富氏体转变为 Fe3O4，给以后清除带钢表面上 的氧化铁皮（酸洗）工作带来困难 。因此，准确地控制轧制速度乃是有利于酸洗 的重要因素。
第一章 带钢表面氧化铁皮
B 冷却速度的影响
第一章 带钢表面氧化铁皮
氧化铁皮的组成和结构
带钢表面的氧化铁皮，由于钢
的化学成分、轧制时带钢表面
温度、加热温度、终轧温度、 冷却制度、周围介质的含氧量 的不同，因此，氧化铁皮的组 成和结构也因之而异。
1—Fe203；2—Fe304；3—FeO；4—Fe；5—基铁
热轧带钢终轧温度一般控制在870℃左右，且周围介质含有大量的氧气， 随后又是相当快的冷却速度，所以其氧化铁皮一般都具有三层结构：钢铁表 面的一层是富氏体（ FeO 和Fe3O4 固溶体）、在上面一层是 Fe3O4 、最上面 一层是Fe2O3。