冷轧钢板的氧化与控制

一、铁生产过程中的氧化概述

连铸、加热炉、热轧、冷轧退火、包装运输过程均涉及氧化问题

钢板表面氧化皮的作用

黑皮钢,提高耐蚀性

在热轧过程中通过调整相关参数,在产品表面生成一层成分为Fe3O4的氧化铁皮。这种氧化铁皮呈黑色,具有较好的塑性、黏附性和较薄的厚度及与基体紧密的结合力,在深加工过程中不会因冷冲压、冷成型而发生脱皮和破裂。同时,这种氧化铁皮在工具与工件间起到润滑作用,并在深加工过程中随基体发生变形,因此不需要通过酸洗去除氧化铁皮。

钢材氧化的危害性(1)

显著增加氧化烧损,1%~5%,降低了成材率

钢材氧化的危害性(2)

部分钢种在加热率炉内的氧化严重,影响加热炉寿命、热轧边裂、表面合金元素贫化、除鳞困难影响产品表面质量

钢材氧化的危害性(3)

二次氧化行为控制不当会造成热轧板容易发生锈蚀

氧化皮越厚,酸洗的难度就会增大

钢材氧化的危害性(4)

冷轧钢板退火产生氧化色差,即影响外观,也会间接影响耐蚀性能

钢材氧化的危害性(5)

包装运输过程中钢材的氧化会造成锈蚀,生产锈斑,影响外观甚至性能,造成质量异议。

二、冷轧板退火过程中的氧化色缺陷

氧化色是冷轧带钢经过罩式炉退火时产生的一种表面质量缺陷,它对用户喷涂使用会产生色泽不均等影响。

主要发生于罩式退火炉

包括红色氧化色和白色氧化色两种

产生氧化色的原因分析

吹氢工艺的影响

吹氢工艺指的是在℃~℃阶段加大吹扫量,该阶段轧制油挥发,大流量吹扫可带走部分水蒸气,减轻钢被氧化的机率。

在℃以后,采用较大的氢气流量进行吹扫,最大限度地减少氧化色。

实际操作时发现效果不是很明显!!!

钢卷出炉温度

开展了两次降出炉温度实验(降30℃,C→80C)。两次实验结果:氧化色降组率分别下降0.75%及2.23%。

钢板氧化临界温度实验室模拟

实验室表明钢板氧化的临界温度是C左右。

氧化色缺陷与厚度的统计分析

钢板薄容易产生氧化色!!!

钢板的表面成分分析

白色的氧化色组织中的Mn、Cr、Al显著升高。

氢气还原氧化铁的热力学分析

根据上图的氢气还原氧化铁的热力学计算结果可见,当氢气的分压较高时,°C以上通过氢气还原铁的氧化物是可行的

氧化色缺陷的产生机理

三、钢板的锈蚀

锈蚀的机理

高温、高湿环境中由于昼夜温差、化学凝聚和毛细凝聚等现象,在储运过程中冷轧板表面会形成一层水膜,空气以及钢板表面的盐分会使水膜形成电解质。由钢板基体、表面夹杂物或者污染物与电解质组成腐蚀电池,导致钢板表面黄褐色锈斑的形成与长大。

锈蚀的影响因素

退火工艺的影响机理

元素分布的不均匀

表面氧化斑点的形成

水膜厚度的影响

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