N13-冷轧SPHC氧化铁皮控制.doc

热轧SPHC氧化铁皮成因和控制措施顾小军1 董欣欣1 邓永存2 唐勤3（1唐钢技术中心 2唐钢一钢轧厂 3京唐曹妃甸热轧分厂）摘要：本文针对唐钢1700线的生产工艺，就冷轧料氧化铁皮的成因进行探讨，通过优化加热制度和除鳞工艺，加强设备管理并制定了合理的换辊周期，氧化铁皮压入表面缺陷得到了有效控制，冷轧料表面质量明显改善。关键词：冷轧料 氧化铁皮1前言我国冷轧板的需求大户主要在汽车、家电、建筑、包装、摩托车等行业，其中汽车行业用冷轧板的品种最多、要求最高。冷轧产品表面质量对后续深加工产品质量有很大影响，而冷轧用热板原料表面的氧化铁皮清除不干净，会直接导致冷轧产品表面产生缺陷。本文针对唐钢1700线的生产工艺，就热轧钢卷氧化铁皮的成因进行了探讨，提出了控制氧化铁皮缺陷产生的措施。RSBHSBFSB图1 一钢轧1700线工艺布置图2氧化铁皮成因2.1氧化铁皮压入缺陷氧化铁皮压入是一种带钢表面质量缺陷,冷轧用热轧原料的氧化铁皮在酸洗过程中如果清除不净，会对冷轧后产品质量产生影响，降低冷轧产品质量等级。图2、3分别为冷轧用热轧原料及冷轧产品表面氧化铁皮缺陷实物照片。从图中看出，冷轧原料卷上氧化铁皮在酸洗清除不净，会在冷轧钢卷表面上形成条状氧化铁皮小点。因此要想彻底消除冷轧带钢表面氧化铁皮缺陷，就必须控制好热轧原料卷表面的氧化铁皮。图2 热轧卷表面氧化铁皮形貌 图3 冷轧完成后表面氧化铁皮形貌2.2氧化铁皮的分类氧化铁皮可分为一次氧化铁皮、二次氧化铁皮和三次氧化铁皮。一次氧化铁皮为灰黑色鳞层，鳞层由磁铁矿（Fe3O4）组成；二次氧化铁皮为红色鳞层，鳞层由FeO、Fe2O3等微粒组成。图4 氧化铁皮在板坯表面分布示意图热轧板坯从加热炉出来后，经高压水等方法除鳞后进行粗轧。在短时间的粗轧过程中，钢板表面产生了二次氧化铁皮。二次氧化铁皮受水平轧制的影响，厚度较薄，钢板与二次氧化铁皮的界面应力小，所以剥离性差。如果喷射高压水不能完全除去二次氧化铁皮，则二次氧化铁皮便会残留在钢板表面，在这种情况下进行精轧，产品表面就会出现缺陷，精轧过程中又会产生三次氧化铁皮。图5 粗轧除鳞机2.3氧化铁皮的形成机理及影响因素氧化铁皮的形成过程是氧由表面向铁的内部扩散，而铁向外部扩散的过程。氧化铁皮的结构是分层的。钢的氧化反应一般为：O2与钢的反应：2Fe+O2=2FeO 3Fe+2O2=Fe3O4 4Fe3O4+O2=6Fe2O3H2O与钢的反应：Fe+H2O=FeO+H23Fe+4H2O=Fe3O4+4H23FeO+H2O=Fe3O4+H2由上述反应可知：钢表面氧化铁皮主要由FeO、Fe3O4 和Fe2O3 组成。因此邻铁层是比较疏松的FeO呈蓝色，依次向外是比较致密Fe3O4 和Fe2O3，分别呈黑色和红色。通常，板坯加热温度、加热时间对氧化铁皮的形成过程有很大影响，温度在850900以下，氧化速度很小，在1000以上急剧上升，而加热温度超过1300时氧化速度大大增加。在同一温度下，随着时间的增加，氧化速度逐渐减慢，但氧化铁皮生产的绝对量还是越来越多。2.4氧化铁皮压入缺陷产生的原因2.4.1板坯在加热炉中保温时间过长，导致板坯表面氧化铁皮过厚，导致一次氧化铁皮除不净。2.4.2除鳞水压力低，或有喷嘴堵塞、老化及掉嘴现象，导致氧化铁皮压入。图6 检查除鳞效果打靶试验后形貌2.4.3除鳞时序不合适造成头尾除鳞不净。1700线生产冷轧料时，采用三点除鳞方式即经炉后除鳞（HSB）、粗轧除鳞（RSB）和精轧除鳞（FSB），而炉后、粗轧共用一个除鳞系统，在生产过程中由于轧制节奏等因素影响，易出现两点以上（包括两点）除鳞同时有轧件的现象而造成的头尾除鳞不净。2.4.4由于精轧水梁角度偏小造成，造成重叠量小，而且开卷时造成距头部半米处拱起，使板坯上表面与水梁的距离减少，造成重叠处出现盲区，因而出现头部条状的氧化铁皮压入。图7 除鳞喷嘴重合度从图五中可以看出：1为板型不良存在板型不良，隆起部分不能保证除鳞效果，除鳞的重合度保证不了，2为平直板坯在除鳞时，有足够的重合度，能够很好的进行除鳞。2.4.5轧辊使用吨位偏高磨损严重时，造成麻面。这时会在带钢表面形成“椒盐状”氧化铁皮。图8 旧工作辊表面2.4.6精轧侧导板位置过高或衬板磨损过度造成板带出现氧化铁皮压入缺陷。主要是带钢在表面形成划伤，在高温和水的作用下，形成氧化铁皮。图9 侧导板衬板高度偏差3 控制氧化铁皮缺陷的措施3.1优化板坯加热制度，制定合理的板坯待轧保温制度针对冷轧料工艺要求，结合氧化铁皮的形成机理，制定了合理的冷、热坯加热制度，以及板坯待轧保温制度，防止炉温过高造成板坯过烧，有效的控制氧化铁皮的生成。优化后的板坯加热温度以精轧入口温度为基准，保证板卷的开轧温度，同时要求加热温度均匀，头尾温差不大于20。3.2优化除鳞工艺对除鳞系统进行改造，增加除鳞工作水泵数量，以确保除鳞压力；炉后、精轧前除鳞均可采用双梁。目前炉后、粗轧前除鳞压力均达17.5MPa，精轧除鳞压力达18MPa以上，三点除鳞炉后除鳞、粗轧前除鳞及精轧前除鳞均投入两台泵，要求控制轧制节奏，调整除磷时序，增加头部提前量与尾部延时，避免出现两点以上（包括两点）除鳞同时有轧件的现象而造成的头尾除鳞不净。适当降低HSB除鳞速度，增加单位面积打击水量。修改跟踪系统参数，确保板坯全长除鳞。3.3稳定设备运行，确保除鳞效果利用检修做除鳞打击力试验，调整除磷机喷嘴角度，以验证除鳞效果；每次检修对HSB、RSB、FSB除鳞喷嘴进行更换，小班利用换辊对喷嘴进行检查，利用低压水检查喷射角度及流量，对有问题喷嘴检查喷嘴自带过滤器并进行更换；加强除鳞泵、除鳞喷嘴及电机的维护，采取专人负责轧辊冷却水喷嘴的管理制度，保证其正常投入；保证轧制润滑油按使用规程正常投入使用。3.4制定合理换辊周期和侧导板检验制度工作辊老化，会在带钢表面形成氧化铁皮。因此制定合理的换辊周期，精轧工作辊换辊周期控制1500t以下进行轧辊更换。并工作辊冷却水嘴勤检查，发现堵塞情况及时更换，保证工作辊在良好的冷却工况下进行工作；在侧导板衬板更换时，一定要调整好高度，对于过渡磨损形成台阶的情况，必须及时检查，防止带钢下表面氧化铁皮生成。四 实施效果通过对控制冷轧料SPHC氧化铁皮生成原因查找，优化加热制度和除鳞工艺，加强设备管理并制定了合理的换辊周期，