1、钢筋生产在线阻锈技术研究杜传治2006年1月24日,莱钢钢筋的防锈历史,阶段一:浸泡,表面形成一层保护膜阶段二:在线喷涂防锈液阶段三:加强过程防护阶段四:在线喷涂防锈液,莱钢钢筋的防锈历史,阶段一:浸泡,表面形成一层保护膜阶段二:在线喷涂防锈液阶段三:加强过程防护阶段四:在线喷涂防锈液,效果情况,浸泡存在节奏慢,污染环境,成本高在线喷涂成本高,效果不理想过程保护是关键,但一旦暴露腐蚀快在线喷涂防锈液改进,汽雾喷涂,速度快,附着差,穿水钢筋表面锈蚀原因,铁黄晶种氧化最适宜温度为10-20铁黄一般在酸性条件下进行中性或偏碱性条件下呈现棕黄或棕黑铁黄的形成不是氧与铁直接反应而生成的，是通过介质实现的
2、,铁黄容易吸潮，在表面形成介质溶液，加速了表面的腐蚀。,Fe O 相图,钢的表面氧化层结构(一),氧化膜组成结构(二),冷却速度30/min 冷却速度5/min,碳钢氧化过程中氧化膜存在鼓泡行为,钢铁的表面氧化处理,钢铁的氧化处理是一项较成熟且应用非常广泛的表面处理工艺。钢铁的氧化处理主要有：碱性氧化法（发蓝）、无碱氧化法、酸性氧化法和蒸汽氧化法等。钢铁的氧化处理主要用于机械、精密仪器、仪表、武器、日用品的防护和装饰。,蒸汽氧化法原理,常温下，铁与水发生缓慢的电化学反应生成铁锈（主要成分为碱式碳酸铁），温度较高时，不同温度和不同水蒸气浓度下，水蒸气与铁的作用可发生以下三种反应，其反应是可逆的氧
3、化-还原反应。,铁与水的反应,当温度570时， Fe + H2O = FeO + H2 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2当温度570时， 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 3FeO + 1/2O2 = 3Fe3O4 2Fe3O4 + 1/2 O2 = 3Fe2O3,研究发现，连续冷却过程中，几乎不可能抑制铁基体上生长的氧化亚铁层内部Fe3O4析出，如果冷却速度足够低，这些Fe3O4晶核将生长到足够大的尺寸，从而彼此互相接触，形成看上去是连续的氧化层。,冷却速度， /min 氧化层类型与开始冷却温度和冷却速度的关系,氧化层机构的三种类型,型氧化层：残余氧化亚铁和靠
4、近四氧化三铁层区域内的先共析四氧化三铁。型氧化层：在靠近四氧化三铁区域内和在基体附近都有四氧化三铁析出物型氧化层：由四氧化三铁层附近区域中的四氧化三铁析出物，基体附近的四氧化三铁析出物，铁-四氧化三铁共析物和残余氧化亚铁组成。,金属表面颜色,不同的加热温度下，金属表面形成不同的颜色 220-240 浅黄色 260-280 金黄色 280-300 暗红色 300-320 蓝色 320-340 浅褐色 400-420 黑色,促进四氧化三铁膜的形成,氧化氧化亚铁析出物铁氧化表面裸露的铁基氧化氧化亚铁,本方案的技术路线,首先减少氧化膜在穿水过程中的脱落,在冷床上利用蒸汽氧化法促进钢筋表面形成氧化层，减
5、少钢筋铁基体的裸露，减少FeO分解产生的易氧化物质，使空气中易氧化腐蚀的物质在一定的温度区间内(高温)发生变性，形成稳定氧化物（膜），达到阻锈目的。,模拟实验对比,方法:喷雾氧化2分钟,开始温度470,终了温度200 .室内喷水腐蚀硫酸铜表面处理,图1 钢筋经4次淋水后表面情况，3h,钢筋在400时喷淋防锈液,24h后钢筋表面锈蚀情况,20mm热轧穿水钢筋表面CuSO4处理情况（1min40s）,经表面氧化处理的穿水钢筋表面CuSO4处理情况（4min）,锻压厂轧钢车间460钢筋表面CuSO4处理情况，30s,钢筋表面吸潮腐蚀现象对比,中小型产热轧HRB335钢筋表面锈蚀情况，48h,研究的主
6、要内容,穿水温度对氧化膜剥离的影响分析现有工艺条件下，不同生产线、不同规格，不同穿水工艺参数情况下，表面氧化物的组成及特性。水氧化能力研究：水雾、蒸汽、含氧蒸汽氧化能力对比分析起止氧化温度范围的确定氧化时间的确定蒸汽浓度及含氧量对氧化速度的影响,前景预测,该项目的研究，可实现对低成本螺纹钢筋在线防锈工业化生产，工艺实现简单，与传统的防锈技术相比，氧化更加均匀，原料廉价、绿色环保。对国内钢铁行业钢筋生产线生产穿水钢筋防锈提供示范性作用，具有广阔的前景，经济效益和社会效益显著。,风险预测,本项目实施后，将对促进钢筋表面氧化，提高钢筋的防锈蚀能力。如果不能达到预期目的，该工艺可作为钢筋在线控制冷却手段之一，利用在线喷雾提高冷床冷却能力，通过控制冷却速度，实现对钢材组织性能控制的有效措施。,存在的问题,蒸汽场形成的均匀性,
