减少热轧带钢氧化铁皮的对策

减少热轧带钢氧化铁皮的对策

济钢集团有限公司热连轧厂

刘恒文

［摘要］结合济钢1700热连轧厂带钢氧化铁皮的现状，对热轧带钢氧化铁皮进行形貌观察、成分分析。通过对热轧带钢氧化铁皮形成的原因进行分析，提出减少热轧带钢氧化铁皮的措施。［关键词］热轧带钢氧化铁皮措施

１、济钢热连轧带钢氧化铁皮现状简介

济钢1700热连轧厂是济南钢铁集团总公司建立的第一条热轧带

焊瓶钢、深冲钢、汽车结构用钢、钢生产厂，主要产品有机械结构用钢、

集装箱板、车辆用钢和石油管线钢等二十多个品种。随着钢铁行业的发展，用户对热轧带钢的表面质量要求越来越高，尤其是高强度品种钢，

石油管线钢等带钢在满足性能要求的前提下，带钢表面如汽车大梁板、

质量也受到重视。因此，带钢表面质量的氧化铁皮缺陷问题愈加突出。

２、氧化铁皮的形貌观察和成分分析

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，

其中还有微量的SiO2，S等物质,它主要是由FeO,Fe3O4,Fe2O3组成[1~2]，

如图1。济钢热轧带钢产品表面的氧化铁皮有两种：红色氧化铁皮和黑色氧化铁皮。

图3红色（a）和黑色（b）氧化铁皮的表面成分的能谱分析

表1氧化铁皮的相组成及其比例

图1氧化铁皮构造

2.1两种氧化铁皮形貌观察

利用精密切割机沿垂直于轧向的横截面切下含红色和黑色氧化铁皮的样品，在扫描电子显微镜上进行形貌及成分能谱分析。

图2为红色氧化铁皮（图2a和b）和黑色氧化铁皮表面（图2c和d）的扫描电镜形貌，红色氧化铁皮表面非常粗糙，表面凸凹不平，放大后可以看出红色氧化铁皮比较破碎，呈现大小不等的氧化颗粒，中间存

而黑色氧化铁皮比较平滑，高倍下可以观察到表在断续的黑色氧化物。

面存在一层均匀细小的砂砾状氧化颗粒，氧化颗粒下面基体氧化皮存在较大的裂纹，但表面仍保持完好。

Fe3O4

黑色氧化铁红色氧化铁

84%21%

Fe2O314%77%

FeO2%2%

图2红色和黑色氧化铁皮表面的二次电子形貌

b：红色氧化铁皮；c，d：黑色）（a，

2.2氧化铁皮成分能谱分析

图3为两种氧化铁皮表面成分的能谱分析，红色氧化铁皮中除了Fe、Mn和O外，还含有少量的Mg、Si和Ca成分（见图3a）；黑色氧化铁

Mn和O外，含有极少量的Si（见图3b）。皮中除了Fe、

利用X射线的相成分分析功能，分别对红色和黑色氧化铁皮进行了相及其组成的半定量分析，见表1。在黑色氧化铁皮中，主要组成为Fe3O4，另外还含有少量的Fe2O3和FeO，而在红色氧化铁皮中，主要为Fe2O3，其次为Fe3O4和极少量的FeO。

热轧带钢氧化铁皮形成原因分析３、

通常热轧钢板表面因高温氧化会生产三种不同结构的氧化铁，从基板表面由内到外依次分别为FeO、Fe3O4和Fe2O3，正常情况下三者的

40%、10%左右。氧化铁皮内层为疏松、多孔的细大致比例分别为50%、

晶组织FeO，中间是致密、无孔和裂隙、呈玻璃状断口的Fe3O4，最外层是结晶构造的Fe2O3。三种氧化物比例的不同导致钢板表面颜色的差异，一般情况下如果氧化铁皮中FeO比例较高，氧化铁皮则呈兰色或兰灰色；如果Fe3O4比例较高则呈黑色，如果Fe2O3比例较高，则氧化铁皮呈红色。

４、济钢１７００热连轧带钢氧化铁皮形成主要原因分析：（1）加热炉温度控制。加热炉内气氛温度越高，带钢表面越易出现氧化铁皮；

（2）终轧温度及卷取温度的影响。温度越高，带钢表面的氧化铁皮越厚，Fe2O3、Fe3O4含量越高；

（3）氧化铁皮在带钢的位置。一般情况下，带钢的头、尾及边部由于在冷却时与空气接触的面积较大，因而此部位带钢的Fe2O3、Fe3O4含量较高；

（4）带钢的冷却策略。带钢的冷却速度越慢，生成的氧化铁皮越厚；（5）除磷系统压力及流量。除磷水泵压力小、流量小不利于带钢表面氧化铁皮的去除。

５、济钢热连轧厂减少带钢氧化铁皮的措施济钢热连轧厂采用步进式加热炉，炉后双排除磷系统，粗轧是带有立辊的可逆轧机，6架连轧精轧机组，其中粗轧机前后、精轧机前都设有

由于品种钢需求量的增加，氧化铁皮成为济高压水除磷装置。近年来，

钢热连轧厂主要的产品质量问题。热轧厂加大力度，控制氧化铁皮的形

除磷系统、带钢轧制速度控成，根据实际情况，主要从板坯的在炉时间、

制三方面进行控制。

5.1板坯在炉时间根据不同钢种、规格、来料温度进行分别控制，严格按照工艺要求，注意炉内热值，保证板坯在均热段的时间，避免强化加热造成的板坯表面和内部温差大的情况，如轧制品种钢时，热料时板坯在均热段的时间不低于30min，冷料时板坯在均热段的时间不低于（下转第395页）