新一代热轧板带材表面氧化铁皮控制技术的现状与进展

热轧板带材作为海洋、交通、能源等行业的支柱性原材料，力学性能与尺寸精度一直是衡量其质量的最重要指标。然而随着相关行业的转型升级，对其表面质量也提出了严苛的要求，导致大量钢材产品由于表面不过关被降级或判废。由于钢材的氧化在热轧过程中贯穿始终，并受到合金元素及诸多工艺参数的交互影响，很难实现结构、厚度、均匀性的精准控制。尽管前期围绕着“黑皮钢”，已经开发出了一些氧化铁皮的控制方法，但仅局限于强度较低、厚度较薄的汽车结构钢。为此，东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室开发了新一代热轧板带材表面氧化铁皮控制技术，其研发与应用全面提升了我国热轧钢材产品的表面质量。目前，所生产的系列高表面质量产品已达到了国外企业对钢材表面质量的苛刻要求，成功助力我国钢铁行业产品结构的转型升级。     

热轧钢材氧化及表面质量控制技术的发展及应用

热轧钢材表面质量是生产控制的重要指标之一,越来越受到重视。热轧钢材表面氧化铁皮的结构、厚度受氧化热力学、动力学及固相反应的影响,氧化铁皮的结构、高温力学行为和物理特性直接影响其去除效果。钢材的化学成分设计,以及热轧生产过程中加热、轧制和冷却过程中氧化铁皮的去除与控制,直接决定了最终产品氧化铁皮的厚度和结构,从而决定了其表面质量控制效果。热轧钢材表面氧化控制技术已经开始在表面缺陷控制、不同深加工方式钢材的氧化层设计、减量酸洗和免表面处理等方面得到了应用。为了充分挖掘该技术的潜力,还要根据热轧产品的用途进行深度的研究与开发。     

热轧钢材表面氧化铁皮微观结构表征技术综述

热轧钢材氧化铁皮控制不当会引起表面缺陷,为了提高热轧钢材的表面质量,需要对其氧化产物结构和状态进行系统的分析检测,包括了解氧化铁皮的种类和结构、氧化铁皮的表面及断面形貌、氧化铁皮或氧化铁皮与钢基体界面处的元素分布等。由于目前表面分析技术种类多,且新技术不断得到应用,本文按照钢材氧化铁皮研究的表征步骤归纳了各种技术的特点和应用情况,可为钢材高温氧化理论研究和生产现场工艺优化提供帮助。     

热轧时钢铁材料高温氧化铁皮的研究进展

钢在热轧过程中发生氧化反应产生大量氧化铁皮,这不仅浪费钢铁资源而且影响其表面质量和耐蚀性,有效地控制氧化铁皮的厚度和结构是迫切需要解决的问题。本文主要从钢中的合金元素和热轧工艺两方面入手,介绍了钢在不同热轧条件下产生氧化铁皮的形态结构和形成机理。重点介绍了合金元素和终轧温度、卷取温度及冷却速度对氧化铁皮的厚度和结构的影响,并对各种条件下氧化铁皮的显微结构和厚度进行了分析,从而能够对氧化铁皮的生成和其引起的各种表面缺陷进行有效的控制。     

钢材表面氧化铁皮结构演变机理与应用控制技术研究进展

从氧化铁皮机械除鳞、钢材表面红色氧化铁皮(红锈)、热轧钢材表面抗腐蚀氧化层、热轧无酸洗钢材表面镀锌及氧化铁皮抗摩擦磨损等方面阐述了氧化铁皮应用控制机理。结合当前市场需求与已有控制技术,指出了未来关于氧化铁皮研究的主要发展方向。     

Si含量对热轧板卷表面红色氧化铁皮的影响

在热轧生产线上进行了板卷红色氧化铁皮(红锈)残留试验.利用在线表面质量检测系统和扫描电镜对板卷表面质量和红锈的结构进行了分析.讨论了Si对氧化铁皮结构的影响及提高除鳞效果的措施.结果表明,Si含量是影响热轧板卷表面红锈残留量的最重要因素.随Si含量的降低,板卷表面红锈残留量更少.扫描电镜分析表明,在红锈和基体之间存在明显的Si富集.     

冲压用结构钢热轧酸洗板生产工艺研究

针对低碳结构钢热轧酸洗板表面氧化铁皮缺陷问题,从加热工艺、精轧轧制润滑以及工作辊冷却等方面分析了不同生产工艺参数对板坯表面质量的影响;研究了钢卷下线入库不同的存放方式对钢卷表面氧化铁皮结构的影响。通过对板坯加热时间、出炉温度的控制,精轧轧制润滑给油量的优化,以及更换精轧工作辊水嘴型号从而增大工作辊冷却水量以保证轧辊表面质量,钢卷入库后采用风机快冷等措施,可以减少热轧酸洗板表面氧化铁皮,有效提高产品表面质量。     

层流冷却水Cl-浓度和pH值对热轧带钢表面质量的影响

层流冷却水直接喷射到热轧带钢表面,对带钢的表面质量有较大影响。通过对标,武钢某热轧厂层流冷却水Cl-浓度、pH值均偏高。本文实验研究了层流冷却水Cl-浓度、pH值等对热轧带钢表面质量、氧化铁皮结构和厚度以及室温存放的影响。提出了冷却水Cl-浓度应控制在100 mg/L之内、pH值应控制为7.0～8.0,这样能够有效地降低带钢表面的腐蚀速率,减少带钢表面缺陷。     

热轧窄带钢酸洗不净分析研究与改进

热轧带钢表面的氧化铁皮在冷轧和直接使用前一般需要通过酸洗除掉,其酸洗效果直接影响到冷轧及后续高附加值产品的表面质量。针对影响热轧带钢酸洗效果的因素进行了分析,认为氧化铁皮的结构和酸洗工艺参数的制定是影响热轧带钢酸洗效果的重要因素。本文从这两方面查找原因制定改进措施,取得较好的效果。     

当前扁平材与长材轧制领域的几个热点技术

针对当前国际钢铁生产形势和国内大量扁平材与长材新产能投产的情况，分析了国内外扁平材及长 材生产的几项关键技术，如轧钢加热中的节能减排技术、氧化铁皮的清除和控制技术、中厚板形状控制技术、热轧材表面质量自动检验技术%热轧板带的板形控制技术、热镀锌生产线上的焊接接备及焊缝质量监测技术和电镀锌钢板表面粗糙度控制技术等#并指出我国轧钢行业要以精益求精、关注细节、一丝不苟的精神抓紧消化，吸收并熟练运用这些成熟的尖端技术#才能稳定盈、利地生产出全球顶级产品。     

CSP板带热连轧中氧化铁皮的控制技术

在实验室对不同工艺不同厚度的CSP热轧钢板进行了酸洗速度、表面粗糙度、氧化皮厚度与组成等一系列实验,与传统热轧钢板进行了对比。研究发现CSP生产的钢板的氧化皮组成与传统热轧板接近,但氧化皮厚度、酸洗后钢板表面粗糙度均大于传统热轧钢板,酸洗速度快于传统钢板。     

热轧SPHC带钢酸洗行为及其高效酸洗工艺研究

冷轧带钢产品的表面质量主要取决于热轧原料的酸洗质量。针对常规热轧(HR)工艺、CSP工艺及ESP工艺生产的热轧SPHC带钢,对其表面氧化铁皮结构及其酸洗历程进行了对比分析研究;在上述基础上,指出缩短孕育期,使带钢快速进入氧化铁皮大面积剥离阶段是提高酸洗效率的关键,提出了热轧SPHC带钢预升温酸洗工艺,并进行了带钢升温、未升温酸洗试验以验证酸洗效果。结果表明:HR带钢、CSP带钢、ESP带钢表面氧化铁皮均由外层的Fe₃O₄和内层为的FeO组成,前两者氧化铁皮厚度约为6~8 μm,ESP带钢表面氧化铁皮两层之间有较为明显的间隙,总平均厚度约为18 μm。3种热轧带钢的酸洗曲线呈现相同的变化趋势,酸洗效率随着酸液温度及紊流度的提高而提高,且在低温和低雷诺系数下增幅明显。HR带钢与ESP带钢的酸洗曲线接近,相对于前两者,CSP带钢的酸洗效率更高、更易酸洗。热轧SPHC带钢氧化铁皮去除符合S型曲线,经历孕育期,加速期和平稳期的时长的占比分别为40%、40%及20%。板带预升温酸洗工艺实施简单,可使表层难酸洗氧化铁皮快速剥离,缩短酸洗时间约50%,显著提高了酸洗效率。     

热轧带钢表面氧化层实测分析

实测分析了热轧带钢表面氧化层的基本构成和厚度分布情况,为优化酸洗工艺,提高冷轧成品表面质量提供技术依据。     

高质绿色化发展趋势下轧制技术的创新实践

高质化、绿色化已成为钢铁行业发展的必然趋势.以热轧钢铁材料组织性能调控工艺与技术、板带高精度尺寸控制技术、薄带铸轧短流程技术为例,介绍了相关工艺技术的自主创新与应用实践进展,具体包括热轧板带新一代控轧控冷技术在实现目标组织调控、解决板形问题方面的研发应用及进展;3 mm厚薄规格高强钢板带离线淬火工艺技术的发展应用;热、...     

SPHC热带氧化铁皮酸洗困难原因分析及对策

从SPHC带钢的成分、氧化铁皮厚度、氧化铁皮与基体结合面的粗糙度、酸洗试验、氧化铁皮的相结构分析入手,剖析了氧化铁皮酸洗困难的原因;在不影响带钢供冷轧所要求的力学性能和冷轧轧制力的情况下,通过调整热轧生产工艺,改善了SPHC带钢的酸洗质量。     

轧制过程表面氧化层控制技术的研发应用

基于对热轧氧化铁皮生成机理及缺陷产生机理的基础研究,对影响氧化铁皮生成不同结构和厚度的相关因素进行了详尽分析,得出形成以α-Fe+Fe3O4、FeO以及致密Fe3O4/Fe2O3为主的三大类氧化层结构以及厚度的控制方法,同时对精轧轧辊粗糙度对板带板面质量以及后续涂装质量的影响进行了深入研究。将研究结果应用于实际生产,形成表面免处理化钢、易酸洗钢和直接还原镀锌产品。免处理化产品包括免酸洗和免喷砂钢,用于制造重载汽车的大梁以及集装箱的面板;易酸洗钢可显著降低冷轧的酸液消耗,提高生产效率和酸洗质量;直接还原镀锌工艺采用连退镀锌生产线氢气还原的方法制造合格的镀锌产品,免除酸洗工序。以上技术和产品体现了柔性化制造的工艺思想,减少了对环境的污染,降低了制造成本,形成了氧化层控制及应用的技术路线。     

热轧薄带的生产现状及展望

根据钢铁工业所面临的变化和结构调整的实际情况，论述了目前国内外热轧薄带的生产实践及现状，分析了热轧薄带钢作为冷轧带钢替代物的趋势，展望了热轧薄带的发展方向。     

热轧带钢质量在线控制技术研究

针对热连轧机组生产过程中带钢质量不佳、不能在线定量预报和控制的问题,充分考虑到热连轧机组的设备与工艺特点,在提出热轧带钢质量指标概念的基础上,以出口带钢厚度满足用户要求为目标,以出口带钢板形、板凸度、带钢表面粗糙度为约束条件,建立了一套适合于热连轧机组的带钢质量在线控制模型,并将其推广应用到生产实践,取得了良好的使用效果。