中厚板表面氧化铁皮缺陷分析与研究

·技术讨论·

中厚板表面氧化铁皮缺陷分析与研究

吴建国王俊刘宝喜张锦兴刘志勇

（河钢集团唐钢中厚板材有限公司）

摘要氧化铁皮暴起、压入等缺陷给中厚板材的表面质量带来巨大影响。针对成品板材表面氧化铁皮及其对应连铸坯表面氧化铁皮进行微观组织结构分析和成分检测，结果表明：从铸坯到板材均存在氧化铁皮分层现象，均由保护渣卷入钢水或除鳞不净所造成。因此中厚板氧化铁皮暴起、压入缺陷应主要从防止保护渣卷入钢水、增强除鳞效果等方面入手。

关键词氧化铁皮连铸坯保护渣

The Analysis＆Ｒesearch on Surface Oxidized Scale

Defect of Medium Steel Plate

Wu Jianguo，Wang Jun，Liu Baoxi，Zhang Jinxing and Liu Zhiyong

（HBIS Tangsteel Medium and Heavy Steel Plate Co．，Ltd．）

Abstract The oxidized scale build－up and rolled－in defects have great impact on surface quality of medium steel plate．Analysis is performed on microstructure and chemical analysis of oxidized scale on steel plate surface and continuous casting slab surface．The results show that the oxidized scale delamination phenomenon exists on continuous casting slab，which is induced by entrapped mould powder or incomplete descaling．The solution for the oxidized scale build－up and rolled－in defects of medium plate is to be initiated from entrapped mould powder prevention and desca-ling effect enhancement．

Keywords Oxidized scale，Continuous casting slab，Mold powder

0前言

随着国内钢铁形势持续低迷，钢材产能严重供大于求，下游用户对钢材的质量要求越来越高，迫使钢铁企业自我完善、提高产品质量。根据目前的市场形势，除了产品内在质量及力学性能的要求之外，表面质量及外观要求也越来越受到重视，尤其是具有特殊用途的中厚板材，用户还要求在抛丸后进行喷漆处理。钢板表面质量在一定程度上决定用户的采购意向，因此中厚板表面氧化铁皮的控制获得国内各大钢铁企业的关注，成为改善中厚板材表面质量、提高市场竞争力的突破口。目前，唐钢中厚板公司生产中厚钢板表面存在的主要质量问题是氧化铁皮暴起、压入等缺陷。本文对钢板及连铸坯氧化铁皮结构进行分析，以期找出钢板表面氧化铁皮形成的主要原因和解决方法。

1板材表面氧化铁皮检验

为了检测板材表面氧化铁皮情况，从唐钢中厚板公司生产的Q345B钢板截取试样，利用锯床将其从中间剖开，然后采用线切割方式对每个试样进行再切分，切割尺寸为9mmˑ10mm；切割试样进行超声波清洗，去除表面油污；试样进行镶样；用砂纸将试样打磨后进行抛光、腐蚀；通过SEM观察试样断面和表面形貌。

1．1上表面

1．1．1表面形貌

试样上表面呈暗红色，存在红色锈蚀，但锈蚀有部分脱落。观察微观形貌，未脱落部分凹凸不平，以细小球状均匀分布；脱落部位比较致密，有细小的凹坑存在。试样上表面形貌见图1。

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43

·第25卷第1期

2019年2月

宽厚板

WIDE AND HEAVY PLATE

Vol．25，No．1

February2019

图1试样上表面宏观和微观形貌

1．1．2断面形貌

观察试样断面，发现氧化层厚度不均匀，有分层现象，由内向外依次为FeO 、

Fe 3O 4层，两者的厚度比约为6ʒ1。FeO 层发生先共析反应，生成

先共析Fe 3O 4，先共析组织以块状均匀分布。试样断面形貌见图2

。

图2试样断面形貌

通过EDS 分析结果得知，试样表面氧化层与

基体界面处主要以C 、O 、Fe 原子为主，并含有部分Si 、Cl 、Al 、Ca 等原子，判断界面含有残存保护

渣成分。EDS 数据表及位置点见图3（a ）、

（b ），氧化层与基体界面EDS 分析见图3（c ）

。

图3氧化层与基体界面EDS 分析数据表及位置点

1．2下表面1．2．1表面形貌

试样下表面呈灰黑色，无明显裂纹，无红色锈蚀层存在。观察其微观形貌，发现表面有脱落现象，且脱落形状不规则，脱落处有均匀分布的凹坑，未脱落处相对较平整。试样下表面宏观及微观形貌如图4所示。

1．2．2断面形貌

观察试样断面形貌，发现基体不平整，导致氧

化层厚度不同。氧化层分层结构明显，靠近基体的为FeO 层，外侧为原始Fe 3O 4层，两者厚度之比为1ʒ2．4。FeO 层发生先共析反应，生成先共析Fe 3O 4，先共析组织以块状分布。试样断面形貌见图5。

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53·第1期

吴建国，

等：中厚板表面氧化铁皮缺陷分析与研究

图4

试样下表面宏观及微观形貌

图5试样断面形貌

通过EDS 分析结果得知，试样下表面氧化层

与基体的界面主要以O 、Fe 原子为主，并有Na 、Ca 、Cl 等原子存在，判断该界面残存保护渣成分。

EDS 数据表及位置点见图6（a ）、（b ），氧化层与

基体界面EDS 分析见图6（c ）

。

图6氧化层与基体界面EDS 分析数据表及位置点

2连铸坯表面氧化铁皮检验

从唐钢中厚板公司生产的Q345B 钢板对应

连铸坯制取试样，进行氧化铁皮表面和断面金相检验。2．1上表面2．1．1

表面形貌

连铸坯试样表面呈现红褐色，有明显的片状氧化层，表面凹凸不平，无明显裂纹。观察其微观形貌，发现该试样表面出现分层现象，氧化铁皮断裂脱落。氧化铁皮未脱落部位和脱落部位均较为

平整，无明显的凹坑、裂纹等缺陷。连铸坯试样表

面宏观及微观形貌见图7。2．1．2断面形貌

观察连铸坯试样断面形貌，发现试样氧化层整体厚度约为13μm ，在最外层有脱落现象而且比较严重，也证实检测到的氧化层厚度与经验值相差较大。内氧化层由基体向外依次为FeO 、Fe 3O 4，靠近基体的氧化层出现先共析组织，

反应产生Fe 3O 4，

远离基体的一侧无明显先共析组织产生。氧化铁皮凹凸不平，厚度相对不均匀。连铸坯试样断面微观和局部放大形貌图见图8。

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63·宽厚板第25卷