氧化铁皮的成因及消除方法

氧化铁皮的成因及消除方法氧化铁皮

氧化铁皮的形成过程也是氧和铁两种元素的扩散过程，氧由表面向铁的内部扩散，而铁则向外部扩散。外层氧的浓度大，铁的浓度小，生成铁的高价氧化物；内层铁的浓度大，而氧的浓度小，生成氧的低价氧化物。所以氧化铁皮的结构是分层的。一般氧化铁皮的层次有三层：最外一层为Fe2O3 ，约占整个氧化铁皮厚度的10%，其性质是:细腻有光泽、松脆、易脱落；并且有阻止内部继续剧烈氧化的作用；第二层是Fe2O3和FeO的混合体，通常写成Fe3O4，约占全部厚度的50%；与金属本体相连的第三层是FeO，约占氧化铁皮厚度的40% ，FeO的性质发粘，粘到钢料上不易除掉。

氧化铁皮的厚度可利用一下关系式计算：

（3-6）

式中：

a—钢的表面烧损量，kg/m2；

氧化铁皮可分为一次氧化铁皮、二次氧化铁皮、三次氧化铁皮和红色氧化铁皮。

3.2.1一次氧化铁皮

钢在热轧前，往往要在1100~1300℃加热和保温。在此温度下,钢表面于高温炉气接触发生氧化反应，生成1~3mm厚的一次鳞以及由粗轧侧压不充分、除鳞不彻底所致。该一次鳞也称为一次氧化铁皮。一次鳞的内部存在有较大的空穴，一次氧化铁皮为灰黑色鳞层，呈片状覆盖在钢板表面。鳞层主要成分由磁铁矿(Fe3O4)组成。

3.2.2二次氧化铁皮

热轧钢坯从加热炉出来后，经高压水除去一次鳞后，即表面氧化铁皮脱落，进行粗轧。在短时间的粗轧过程中钢坯表面与水和空气接触,钢坯表面产生了二次鳞，也称为一次氧化铁皮。二次鳞受水平轧制的影响厚度较薄，钢坯与鳞的界面应力小，所以剥离性差。如果喷射高压水不能完全除去二次鳞,鳞残留在钢板表面的情况下进行精轧，产品表面就会出现缺陷。二次氧化铁皮为红色鳞层，呈明显的长条、压入状，沿轧制方向带状分布，鳞层主要成分由方铁矿(FeO)、赤铁矿(Fe2O3)等微粒组成。

3.2.3三次氧化铁皮

热轧精轧过程中，带钢进入每架轧机时都将产生表面氧化铁皮层。轧制后通过最终的除鳞或在每架轧机之间时还将再次产生氧化铁皮。因此，轧辊作用下的带钢表面条件将取决于进入各架轧机前形成的氧化铁皮的数量和特性。这时的氧化铁皮称为三次氧化铁皮，因为它是在除鳞之后。进入精轧机之前形成的。

三次氧化铁皮缺陷肉眼可见：黑褐色、小舟状。相对密集、细小、散沙状地分布在缺陷带钢表面,细摸有手感，酸洗后在带钢表面缺陷处留下深浅不一的针孔状小麻坑，它们在正常热轧带钢的表面上是看不见的。在低倍金相显微镜下，缺陷带钢和正常带钢表面的观察结果如

图3-4和图3-5所示：

图3-4带钢表而氧化铁皮缺陷形貌图3-5正常带钢表而的形貌

3.2.4红色氧化铁皮

红色氧化铁皮仅发生在高硅含量等特定的钢种上，主要由于在钢坯加热过程中，表面氧化物与基体金属强烈啮合所致。无明显深度，呈不规则片状。

红色氧化铁皮分两种：一种在板宽方向非均匀分布，主要分布在中间，偏向操作侧，红色与兰色处有明显水印，在钢板长度方向上也不均匀，个别部位稍轻些。这种红色氧化铁皮较厚，矫直时可崩起，可用高压风吹去，残余红色很易擦下色，此红色氧化铁皮称红锈较贴切。另一种红色氧化铁皮沿板宽分布比较均匀，一般靠边部100mm内稍重些，卷外部比内部重些。这种红色氧化铁皮较薄，不易擦下色，钢板越厚红色越重。这种红色氧化铁皮其他一些钢种也存在，具有一定的普遍性。

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