宽带钢氧化铁皮产生原因及解决措施

的优化，减少了氧化铁皮的发生率，取得了较好效果。
关键词：热轧；中宽带钢；氧化铁皮；产生原因；解决措施
中图分类号：ＴＧ３３３．５
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００６—５００８（２００８）０２—００３１—０３
ＦＯＩ泓Ｄ呵Ｇ ＲＥＡＳＯＮ ＯＦ ＭⅡ工，ＳＣＡＬＥ ＩＮ
ＨＯＴ—ＲＯＩ．Ｉ．Ｄ呵Ｇ ＯＦ ＭＥＤＩＵＭⅥⅡＤＥ ＳＴＲＩＰ
方面，操作上应合理控制除鳞延时头部和除鳞延时
尾部的参数。目前，０８ＡＩ和ＳＰＨＤ除鳞延时头部 控制在０．５—１ ｓ，除鳞延时尾部控制在４ ｓ，而
５１０Ｌ除鳞延时头部尽量控制在３ ｓ。除鳞延时尾部 控制在４ ｓ，尤其是轧内供冷轧料时更应该注意。
与此同时，控制出钢速度，确保出钢间隔大于
９０ ｓ，杜绝超计划轧制，合理控制轧制千米数：一 方面可以减少中间坯在线时间，防止氧化铁皮层的
２５ ｍｍｏ
总第１６４期 ２００８年第２期
河北洌Ｚ ４＂－
ＨＥＢＥＩ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
Ｔｏｒａｌ １６４ ２００８．Ｎｕｍｂｅｒ２
热轧中宽带钢氧化铁皮产生原因及解决措施
华 维，张洪涛，刘 佳，张海丰．王小龙
（唐山建龙实业有限公司 简舟热轧二厂。河北遵化０６４２００）
摘要：分析了唐山建龙热轧中宽带钢氧化铁皮的产生原因，通过对加热温度、轧制工艺以及除鳞设备
３．１特点
（１）为大型冶金轧辊强化和修复专门设计， 加工能力极强。
（２）６轴４联动飞行光路专用加工机床，主要 运动由光头完成，工件仅作转动，适于超重轧辊加 工，属于先进的设备。
（３）聚焦光头可转动，适于对变截面轧辊表 面激光加工。
（４）激光器功率可达５—１０ ｋＷ，激光处理加 工快捷。
（５）反射聚焦系统确保轧辊表面强化层组织 性能均匀。
ｌ＃Ｊ】ｎ热炉蓄热体为蜂窝体，２＃加热炉蓄热体为 ＇ｔ２）、加热段Ⅱ（１ ０５０—１ ２８０℃）和均热段Ⅲ
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万方数据
河北冶金
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（１ ２００—１ ３２０℃），如果加热时温度过低，板坯加 热不透且温度分布不均，轧制时变形不均易造成轧 制困难；加热温度过高，板坯容易过热甚至过烧， 而且氧化铁皮容易熔化黏附在板坯表面，很难除 去。就会造成大块状的氧化铁皮压入。加热时间太 短，氧化铁皮中ＦｅＯ含量多，与钢基体结合紧密， 带来除鳞不易，如果加热时间长，板坯焖炉太久的 话，氧化铁皮层易增厚，也难以去除。
（４）加强除磷水质的维护，定期清理杂物和
补充新水。
４．４采用润滑轧制
在精轧时轧辊采用润滑轧制，提高辊面润滑效
果，这样可以有效预防氧化铁皮生成和黏辊现象。
还可以防止辊面损坏，提高轧辊使用率和带钢表面
质量。
５ 效果
通过采取以上措施，唐山建龙热轧中宽带钢氧
化铁皮压入比例明显减少，２００７年８—１０月份因
氧化铁皮压人退废占当月产量分别为０．０６５％、
定（表２）。
表２不同批料的在炉时间
４．２控制轧制温度和节奏
当温度高时，经过除磷后的高温板坯会迅速生
成二次氧化铁皮，而且在高温下氧化铁皮呈熔融状 （熔点约１ ０５０℃），难以去除。特别是板坯的头尾
部，由于炉墙的辐射热温度更高，更易产生氧化铁
皮压人。因此，为保证有效除磷，一方面应尽量控 制中间坯头部精轧开轧温度不超过１ ０５０＇１２，另一
３．２轧制过程
（１）该热轧中宽带粗轧机是１架２辊可逆式轧 机，当经一次除鳞的板坯到达粗轧后，板坯温度约 为１ １００℃。如果除鳞不净。在粗轧辊反复的轧制 下，容易造成氧化铁皮的压入。如果在粗轧一旦有 压人的氧化铁皮，在精轧前的除鳞水很难将它完全 冲掉，那么再经过７架精轧机的连续轧制，就会造 成最终氧化铁皮的压入，所以粗轧部位的除鳞至关 重要。
０．０１６％、０．０１９％。同时，带钢的表面质量和板形
也有了明显改善。
（下转第３０页）
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万方Байду номын сангаас据
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堆焊金属和基体热影响区之间存在一个熔合 区，其化学成分介于基材和堆焊层之间，性能也不 同于基材，而且当工作在高温环境下长期工作或堆 焊后热处理时，元素的迁移还会使熔合区的成分和 性能发生变化，所以熔合层的厚度就成为衡量堆焊 质量的一个重要指标。传统电弧粉末堆焊熔合层常 以厘米计。加工量大时，还要在堆焊层和基体问增 加隔离层。这就影响堆焊质量，容易引起掉块，而 激光表面强化技术熔合层厚度仅为１．５—２ ｍｍ，熔 合层厚度远小于传统电弧粉末堆焊，性能远优于电 弧粉末堆焊。
其中加热炉为２座蓄热式加热炉，粗轧为１立ｌ平 可逆式万能轧机，精轧为１立７平连轧机组，在粗 轧前及精轧Ｆｌ前各有一个除鳞箱。从现场生产情 况分析，氧化铁皮主要有在加热炉内形成的一次氧 化铁皮、精轧前形成的二次氧化铁皮和精轧期间形 成的三次氧化铁皮。
图５唐山建龙热轧中宽带工艺流程
３．１加热温度及时阃
蓄热小球。加热炉分为预热段Ｉ（９５０—１ １８０
（６）一流的激光强化及修复工艺确保强化和 修复效果显著。
（７）良好的强化效果可提高轧辊使用寿命ｌ一 ５倍。 ３．２主要性能及技术指标
（１）可加工轧辊直径２００一ｌ ５００ ｍｍ，长度
３００—６ ０００ ｍｍ。
（２）可加工轧辊最大重量５０ ｔ。 （３）可加工轧辊材料：钢、半钢、铸铁。 （４）硬化带宽度：窄带１—４ ｍｍ。宽带１５—
唐山建龙实业有限公司８００ ｍｍ热轧中宽带于 ２００１年３月筹建，２００２年７月投产，是中国第一 条完全国产化的热轧中宽带生产线，年设计产量 ６０万ｔ。轧制规格为（２．０—１０．０）ｍａｎ×（３５０— ７２０）ｍｍ。经过几次技术改造和多年生产经验的 积累，该中宽带钢的产能已大大超出原来的设计水 平，２００７年预计产量达到１０４万ｔ，并且生产的钢 种也逐渐增多，目前已包括０８Ａ１，ＳＰＨＤ，５１０Ｌ， Ｑ３４５Ｂ等十多个钢种。虽然在产能方面得到了极 大的提升，但产品却一直存在着如氧化铁皮压人等 一些质量问题，不仅影响热轧中宽带钢表面质量和 市场竞争力，同时对后续冷轧工序也产生了很大影 响。２００７年６月公司开始着手解决该热轧中宽带 钢氧化铁皮的压入问题，取得了较好效果。 １ 氧化铁皮的特性
１．１氧化铁皮的结构
氧化铁皮是铁在高温下与空气中的氧气发生氧 化反应后的产物，它主要是由ＦｅＯ，Ｆｅ３０．，Ｆｅ：０３ 组成¨以】，其中还含有微量的ＳｉＯ：，Ｓ等物质。典 型的氧化铁皮ＦｅＯ约占８５％，占１０％一１５％，占
收稿日期：２００７一１２—２５
０．５％一２％（图１）。通常氧化铁皮呈蓝灰色的较 多，是因为ＦｅＯ的含量比较大。
增厚给除鳞造成困难；另一方面避免工作辊因超负
荷工作而造成氧化膜脱落，出现“犁沟”现象， 造成精轧期间的氧化铁皮的压入。
４．３确保除鳞设备工作正常
（１）调整除鳞喷嘴高度及装配角度，保持最
佳除鳞效果。
（２）检查喷嘴情况防止过多磨损、堵塞、脱 落。
（３）检查喷嘴座有无泄漏而降低管道压力，
定期检查过滤器发现异常及时更换。
图３ ＳＰＨＤ经酸洗后的表面形状
图４ ＳＰＨＤ氧化铁皮的压入情况 由上述分析可知，必须尽快解决氧化铁皮压人 问题，尽可能地减少以至杜绝热轧带钢的氧化铁皮 压入，表ｌ是２００７年２—４月因氧化铁皮压人冷轧 厂的退废情况。
表１ ２００７年２—４月氧化铁皮压入退废情况
３ 热轧带钢氧化铁皮压入的原因分析 唐山建龙热轧中宽带钢生产流程如图５所示，
３ｌ
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图４为当天ＳＰＨＤ经酸洗后未洗净的氧化铁皮 压人的情况，氧化铁皮的压人使带钢表面看上去不 光泽，影响带钢的整体美观。当带钢做进一步轧制 或冲压时，压入的氧化铁皮会影响带钢的机械性 能，也会使最终的产品在有氧化铁皮压入部位形成 “短板效应”，影响终端产品质量。
图２经粗轧３遒次轧制后中间坯表面形成的氯化铁皮
ＳＴＥＥＬ ＡＮＤ ＩＴＳ ＣＯＵＮＴＥＲＤ４ＧⅣ正｝ＡＳＵＲＥＳ Ｈｕａ Ｗｅｉ，Ｚｈａｎｇ Ｈｏｎｇｔａｏ，Ｌｉｕ Ｊｉａ，Ｚｈａｎｇ Ｈａｉｆｅｎｇ，Ｗａｎｇ Ｘｉａｏｌｏｎｇ
（Ｊｉａｎｚｈｏｕ Ｎｏ．２ Ｈｏｔ—Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｍｉｌｌ，Ｔａｎｇｓｈａｎ ｌｉａｎｌｏｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．。Ｌｔｄ．，Ｚｕｎｈｕａ，Ｈｅｂｅｉ，０６４２００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｆｏｒｍｉｎｇ ｒｅａｓｏｎ ｏｆ ｍｉｌｌ ｓｃａｌｅ ｉｎ ｈｏｔ—ｒｏｌｌｉｎｇ ｏｆ ｍｅｄｉｕｍ ｗｉｄｅ ｓｔｒｉｐ ｓｔｅｅｌ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｉｔ ｉｓ ｉｍ－ ｐｒｏｖｅｄ ｂｙ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｈｅａｔｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｒｏｌｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｄｅｓｃａｌｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ａｎｄ ｇｏｏｄ ｒｅｓｕｌｔ ｇｏｔ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄ８：ｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇ；ｍｅｄｉｕｍ ｗｉｄｅ ｓｔｒｉｐ ｓｔｅｅｌ；ｍｉｌｌ ｓｃａｌｅ；ｆｏｒｍｉｎｇ ｌ屯ａｓｏｎ；ｓｏｌｖｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｃ￥
（２）如果为了提高产量而超计划轧制，那么 轧辊因没有及时更换会出现裂纹、氧化膜脱落和掉 肉等现象。当工作辊的表面发生氧化膜脱落后，剥 落后的粗糙辊面对带钢表面产生类似“犁沟”的 作用，这样带钢露出的新鲜表面就会在空气和冷却 水的共同作用下迅速氧化，促进带钢自身表面氧化 铁皮的形成。
超计划轧制还会造成轧制节奏过快。目前热轧 二厂的轧制节奏约为１５０ ｔ／ｈ。由于出钢工出钢速 度太快，后面的板坯在线等待时间过长，使板坯表 面氧化铁皮增长且增厚，造成除鳞不净，容易引起 氧化铁皮压入。
３．３除鳞设备
该热轧中宽带生产线有２个除鳞箱，分别位于 加热炉后和精轧Ｆ１前，除鳞水压力为１８ ＭＰａ，除 鳞水嘴分上、下２排，每排９个，角度为１５０倾斜。 除鳞箱水嘴的个数和角度非常重要，如果水嘴过 多。则压力不能保障；如果角度不合适。则起不到 除鳞效果。 ４ 解决措施
４．１调整加热制度
目前，根据环境变化和生产实际情况，对加热 制度进行了调整，分夏季加热制度和冬季加热温 度。在板坯方面，由于板坯厚度均为１８０ ｍｍ。要 求宽度≤６００ｍｍ的板坯在均热段温度为１２００— １ ３００℃，宽度＞６００ｍｍ的板坯在均热段温度为 １ ２００—１ ３２０ ｏＣ。同时，加热时间上也做了明确规
另外，激光加工是无接触加工，对工件无直接 冲击，因此无机械变形；激光加工过程中无刀具磨 损，无切削力作用于工件；由于激光束易于导向、 聚焦、实现方向变换，极易与数控系统配合及对复 杂工件进行加工；生产效率高，加工质量稳定可 靠，经济效益和社会效益好。 ３ 激光表面强化设备
新一轧厂使用的是沈阳大陆激光有限公司的成 套设备，设备由ＣＯ：激光器、配套制冷设备、国 内外首创的六轴四联动飞行光路大型激光数控加工 机床组成，．配备先进的激光加工工艺，可对直径 ｌ ５００ ｍｍ以下．重量５０ ｔ以内的各类冶金轧辊进 行表面激光淬火、熔凝、纳米陶瓷合金化强化处理 或对有局部损伤轧辊进行激光熔覆修复加工。
Ｆｅ２０３ Ｆｅ３０４
７＿７＿７＿丁７＿乃＿７７７＿７＿丌 Ｆｅ 图１典型氧化铁皮的组成
１．２氧化铁皮的性质
热轧带钢生产过程中形成的氧化铁皮在外表上 主要有２种类型，一是粗大块状的，主要是板坯 在加热过程中形成的一次氧化铁皮，这种氧化铁皮 块大、分布广，几乎覆盖了整个板坯表面，它硬而 脆，而且厚度大，最厚时可达２ ｍｍ以上；二是细 条状或颗粒状的，主要是中间坯在轧制过程中形成 的二次氧化铁皮（图２）。这种氧化铁皮呈散状分 布，通常比一次氧化铁皮薄，由于中间坯头尾与空 气接触面积大，再加上冷却水的缘故，所以二次氧 化铁皮在头尾的分布比在其它部位更密集些。
２ 氧化铁皮压入对带钢质量的影响 目前，氧化铁皮压入是唐山建龙热轧中宽带钢
一个重要的质量问题，严重影响着简舟热轧二厂的 生产和整个唐山建龙的企业效益。氧化铁皮压入使 热轧中宽带钢出现降级品的几率大大增加，对带钢 的表面质量和市场美誉度产生不利影响，极大地影 响着热轧中宽带钢的市场竞争力，同时又影响着后 续冷轧的生产，图３是２００７年１２月８日ＳＰＨＤ出 现氧化铁皮压人时经冷轧厂酸洗后的照片，从图３ 可以看出．虽然酸洗后把压人的氧化铁皮基本上洗 掉了，但在带钢表面出现了许多深浅不一的凹坑和 麻点，这些凹坑和麻点经冷轧后面积还会继续扩 大。不仅如此，有时重复的酸洗不仅影响着生产速 度，在降低成材率的同时还提高了生产成本。