热轧带钢除鳞技术研究.pdf

1、 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/热 轧 带 钢 除 鳞 技 术 研 究薛 念 福 1 ,李 里 1 ,陈 继 林 2 ,裴 有 才 1 ,佘 广 夫 2 ,焦 景 民 2(11 攀 枝 花 钢 铁 研 究 院 ,四 川 攀 枝 花 617000 ; 21 攀 钢 热 轧 板 厂 ,四 川 攀 枝 花 617062)摘 要 :通 过 研 究 热 轧 生 产 工 艺 过 程 的 板 坯 加 热 、 炉 生 氧 化 铁 皮 结 构 特 点 、 除 鳞 道

2、 次 、 轧 制 温 度 变 化 等 工 艺 参 数 对除 鳞 工 艺 的 影 响 ,制 定 、 优 化 、 完 善 了 热 轧 板 卷 除 鳞 工 艺 制 度 。 经 现 场 实 施 应 用 ,炉 生 氧 化 铁 皮 除 鳞 率 达 100 % ,热轧 板 卷 除 鳞 合 格 率 达 99178 %。关 键 词 :热 轧 带 钢 ;除 鳞 ;加 热 炉 ;加 热 制 度中 图 分 类 号 :TG33515 + 6 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1004 - 7638 (2003) 03 - 0052 - 08STUDY OF SCALE REMOVAL TECHNIQUE FO

3、R HOT STRIP STEELXUE Nian - fu1 ,LI Li1 ,CHEN Ji - lin2 , PEI You - cai1 ,SHE Guang - fu2 ,J IAO Jing - min2(1. Panzhihua Iron 2. Hot Rolled Strip Plant of PZH Steel ,Panzhihua 617062 , Sichuan , China)Abstract :The descaling process technique was dereloped and optimized based on the investigating o

4、f techno2logical parameter influence on descaling result , such as slab reheating process ,structure characteristics , of fur2nace scale , scale removal times , rolling temperature variation and so on. The practical operation shiows thedescaling efficiency of furnace scale is 100 % , and the total d

5、escaling efficiency of hot strip steel is 99. 78 %.Key Words :hot strip steel ;descaling ; reheating furnace ; reheating schedule0 引 言从 加 热 炉 出 来 的 板 坯 ,表 面 附 有 一 层 很 厚 的 氧化 铁 皮 ,经 E1 除 鳞 机 除 鳞 后 ,进 入 粗 轧 机 组 轧 制 ,因板 坯 温 度 高 ,表 面 仍 继 续 氧 化 ,生 成 二 次 氧 化 铁皮 1 。 当 二 次 氧 化 铁 皮 被 轧 线 布 置 的 除 鳞 机 除 鳞后 ,再

6、进 入 精 轧 机 组 轧 制 ,若 工 艺 过 程 控 制 不 当 ,表面 又 生 成 三 次 氧 化 铁 皮 2 4 。 当 氧 化 铁 皮 厚 度 0. 03 mm 时 ,冷 轧 酸 洗 工 序 不 能 洗 掉 带 钢 表 面 附 着的 氧 化 铁 皮 。 然 而 ,除 鳞 伴 随 带 钢 的 轧 制 过 程 ,若 不能 完 全 去 除 复 盖 在 带 钢 表 面 的 氧 化 铁 皮 ,尤 其 是 炉生 一 次 氧 化 铁 皮 ,它 将 被 压 入 或 粘 结 在 带 钢 表 面 ,严重 影 响 产 品 质 量 。 为 此 ,去 除 高 温 状 态 下 热 轧 带 钢生 产 过 程 中

7、表 面 附 着 的 氧 化 铁 皮 ,提 高 其 表 面 质 量 ,前 人 已 作 了 大 量 的 研 究 工 作 。以 中 村 峻 之 为 代 表 的 日 本 专 家 ,对 炉 生 氧 化 铁皮 的 结 构 、 形 成 及 去 除 进 行 了 大 量 研 究 ,结 果 发 现 钢中 Si 含 量 及 加 热 炉 温 度 制 度 对 炉 生 氧 化 铁 皮 的 去除 影 响 很 大 5 ,6 ;Mascia C 从 轧 线 温 度 分 布 、 轧 制 单位 、 轧 辊 磨 损 等 几 个 方 面 全 面 研 究 了 二 、 三 次 氧 化 铁皮 的 形 成 和 危 害 ,提 出 带 钢 进 入

8、 F1 的 表 面 温 度 不 宜大 于 950 ,一 个 轧 制 单 位 的 总 长 度 应 小 于 70km7 。目 前 热 轧 带 钢 除 鳞 发 展 的 趋 势 ,主 要 集 中 在 增加 喷 水 压 力 ,提 高 除 鳞 道 次 ,完 善 、 强 化 除 鳞 设 备 。国 外 ,ARGENTINA SIDERAR热 轧 板 厂 除 鳞 道 次 为收 稿 日 期 :2003 - 03 - 04第 24 卷 第 3 期2003 年 9 月 钢 铁 钒 钛IRON STEEL VANADIUM TITANIUM Vol. 24 ,No. 3september 2003 1994-2010

9、China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/11 道 ,供 冷 轧 厂 的 带 钢 表 面 未 出 现 氧 化 铁 皮 压 入 。国 内 ,武 钢 控 制 水 平 最 高 ,除 鳞 道 次 为 9 道 ,喷 嘴 前压 力 由 原 来 的 15 MPa 提 高 到 20 MPa ,带 钢 表 面 氧 化铁 皮 压 入 缺 陷 发 生 率 很 少 ,平 均 每 月 只 有 0. 25 %左右 ;宝 钢 除 鳞 道 次 为 11 道 ,喷 嘴 前 压 力 16 MPa ,通 过技 术 攻

10、 关 后 ,带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 压 入 缺 陷 发 生 率 一般 控 制 在 0. 3 %左 右 。 攀 钢 热 轧 板 厂 除 鳞 道 次 为 6道 ,喷 嘴 前 压 力 为 14 15 MPa ,据 统 计 1997 年 3 12月 份 ,向 冷 轧 厂 提 供 的 板 卷 表 面 氧 化 铁 皮 压 入 缺 陷发 生 率 平 均 为 18. 15 %。 迫 使 冷 轧 板 降 级 、 降 组 ,平均 每 吨 降 价 200 元 。 为 解 决 这 一 技 术 难 题 ,进 行 了热 轧 带 钢 表 面 除 鳞 技 术 研 究 。1 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 去 除 工

11、艺 现 状111 判 别 标 准经 E1 除 鳞 箱 除 鳞 后 的 板 坯 ,因 表 面 受 高 压 水 的强 制 冷 却 ,残 留 其 表 面 的 氧 化 铁 皮 迅 速 降 温 ,温 度 大大 低 于 钢 基 体 温 度 ,铁 皮 在 板 坯 表 面 呈 黑 色 ,很 容 易识 别 。 为 评 价 氧 化 铁 皮 在 带 钢 表 面 的 残 留 程 度 ,对E1 除 鳞 后 的 板 坯 表 面 进 行 目 测 观 察 ,将 观 察 结 果 按氧 化 铁 皮 的 残 留 程 度 不 同 分 为 5 级 ,划 分 原 则 是 :1级 除 鳞 标 准 板 坯 表 面 没 有 任 何 氧 化 铁

12、 皮 压 入 ;2 级有 少 量 氧 化 铁 皮 底 层 ,属 FeO 残 留 在 板 坯 表 面 ;3 级是 氧 化 铁 皮 以 点 或 线 状 的 形 式 残 留 在 板 坯 表 面 ;4级 仍 是 FeO 残 留 在 板 坯 表 面 ,但 面 积 较 大 ,约 占 板 坯表 面 积 的 60 % ;5 级 大 部 分 炉 生 一 次 氧 化 铁 皮 根 本没 有 除 掉 。 从 2 级 到 5 级 ,板 坯 表 面 氧 化 铁 皮 残 留程 度 逐 步 增 加 。 其 它 除 鳞 道 次 氧 化 铁 皮 压 入 的 判 别标 准 ,随 着 带 钢 轧 制 过 程 的 变 长 ,表 面 附

13、 着 的 氧 化 铁皮 变 薄 ,不 象 炉 生 氧 化 铁 皮 那 样 同 钢 基 体 之 间 有 明显 的 色 差 ,目 测 难 以 识 别 ,所 以 在 此 无 法 象 炉 生 一 次氧 化 铁 皮 那 样 给 出 判 别 标 准 ,而 是 在 一 定 的 轧 制 数量 条 件 下 ,检 查 、 统 计 成 品 板 卷 表 面 是 否 有 氧 化 铁 皮压 入 来 判 定 。1. 2 除 鳞 工 艺 现 状工 业 生 产 跟 踪 统 计 了 1 234 支 铸 坯 ,其 中 冷 轧 料(St 系 列 、 08Al 系 列 ) 1 008 支 ,商 品 卷 (Q235B、 P510L)22

14、6 支 ,其 中 Q235B ,123 支 , P510L ,103 支 。 炉 生 一次 氧 化 铁 皮 除 鳞 后 ,板 坯 表 面 氧 化 铁 皮 残 留 量 统 计结 果 见 图 1。 从 图 1 可 以 看 出 ,冷 轧 料 达 到 一 级 除鳞 标 准 的 为 74 % ,Q235B 为 62 % ,P510L 为 51 %。 不同 的 钢 种 ,除 鳞 率 是 不 同 的 。 当 E1 除 鳞 率 为 2 级 标准 时 ,跟 踪 冷 轧 酸 洗 出 口 检 查 ,对 应 有 25 %的 板 卷表 面 还 存 在 氧 化 铁 皮 压 入 。 对 3、 4、 5 级 除 鳞 标 准

15、板坯 跟 踪 ,轧 成 板 卷 的 热 轧 板 和 冷 轧 板 ,表 面 都 残 留 有不 同 程 度 的 氧 化 铁 皮 压 入 ,并 与 板 坯 表 面 氧 化 铁 皮残 留 程 度 具 有 一 定 的 对 应 关 系 。 对 炉 生 氧 化 铁 皮 除鳞 效 果 不 分 级 别 检 查 统 计 ,只 考 虑 热 轧 板 卷 表 面 有氧 化 铁 皮 压 入 和 没 有 氧 化 铁 皮 压 入 这 两 种 情 况 ,检查 结 果 见 表 1。图 1 炉 生 一 次 氧 化 铁 皮 除 鳞 统 计 结 果表 1 热 轧 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 压 入 检 查 结 果钢 种 检 查 卷

16、 数 / 卷 铁 皮 压 入 卷 数 / 卷 占 百 分 数 / %St 系 列 879 137 15. 6Q235B 143 33 22. 7P510L 78 23 29. 82 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 除 鳞 试 验 研 究2. 1 试 验 方 法从 板 坯 入 加 热 炉 开 始 ,直 到 轧 制 成 材 ,对 每 块 板坯 都 记 录 在 炉 加 热 时 间 、 各 段 炉 温 、 煤 气 流 量 ;出 炉板 坯 表 面 温 度 ;取 样 分 析 烟 气 成 分 ;在 线 目 测 氧 化 铁皮 的 除 鳞 效 果 。 同 时 在 E1 除 鳞 箱 入 口 用 沙 网 取 氧化

17、铁 皮 样 ,对 应 除 鳞 效 果 ,记 录 铁 皮 的 厚 度 、 轧 线 带钢 表 面 温 度 、 除 鳞 水 喷 嘴 前 压 力 及 试 验 精 轧 入 口 除鳞 箱 集 水 管 开 一 组 和 开 二 组 对 带 钢 表 面 除 鳞 的 影 响等 。 用 计 算 机 采 集 PY1、 PY2、 PY3、 PY4 点 带 钢 表 面温 度 ;对 应 热 轧 工 业 试 验 钢 种 、 炉 号 ,在 冷 轧 酸 洗 出口 和 成 品 剪 切 线 检 查 并 跟 踪 统 计 冷 轧 板 表 面 氧 化 铁皮 的 压 入 情 况 。 统 计 每 个 轧 制 单 位 的 轧 制 号 与 冷 轧

18、板 卷 表 面 氧 化 铁 皮 压 入 炉 号 之 间 的 对 应 关 系 。2. 2 试 验 结 果35 第 3 期 薛 念 福 等 :热 轧 带 钢 除 鳞 技 术 研 究 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/2. 2. 1 钢 种 对 氧 化 铁 皮 除 鳞 的 影 响随 大 生 产 分 别 试 验 了 冷 轧 料 :St 和 08Al 系 列 共407 支 。 商 品 卷 :管 线 钢 (X52、 J55) 共 297 支 ;低 合 金钢 (16

19、Mn 类 ) 98 支 ;碳 素 钢 (Q235B、 Q195) 共 231 支 ;耐 候 钢 (09CuPRe) 43 支 及 梁 板 钢 ( P510L、 09SiVL) 共137 支 ,考 查 钢 种 对 炉 生 一 次 氧 化 铁 皮 的 除 鳞 影 响 。数 据 统 计 方 法 是 出 炉 板 坯 经 E1 除 鳞 机 除 鳞 后 , 不论 板 坯 表 面 残 留 有 多 少 氧 化 铁 皮 , 只 要 有 就 统 计 在内 , 然 后 分 类 同 轧 制 量 相 除 , 得 到 炉 生 一 次 氧 化 铁皮 的 除 鳞 率 , 结 果 见 图 2。 从 图 2 可 知 , 不 同

20、的 钢种 除 鳞 率 是 不 同 的 。 冷 轧 料 除 鳞 率 最 高 , 达 到 了85 % , 商 品 卷 除 鳞 效 果 较 差 , 其 中 , 管 线 钢 80 % ,低 合 金 钢 75 % , 碳 素 钢 72 % , 耐 候 钢 63 % , 梁 板钢 58 %。 由 此 可 见 , 钢 种 对 炉 生 一 次 氧 化 铁 皮 除鳞 有 直 接 影 响 。图 2 钢 种 对 氧 化 铁 皮 除 鳞 的 影 响2. 2. 2 炉 生 一 次 氧 化 铁 皮 组 成 对 除 鳞 的 影 响生 产 实 践 中 发 现 ,相 同 钢 种 有 时 除 鳞 效 果 好 ,有时 却 不 太

21、理 想 。 为 查 清 其 原 因 ,在 E1 除 鳞 箱 入 口 ,放 一 个 自 制 的 纱 网 ,随 大 生 产 收 集 了 不 同 钢 种 ,共 计238 支 板 坯 在 加 热 过 程 中 生 成 的 炉 生 一 次 氧 化 铁皮 。 观 察 铁 皮 的 断 面 结 构 ,可 以 看 出 ,它 是 由 附 在 板坯 基 体 表 面 的 致 密 层 和 松 散 层 组 成 ,如 图 3 所 示 。致 密 层 结 构 组 成 为 Fe2O3、 Fe3O4 和 FeO , Fe2O3 包 裹着 Fe3O4。 松 散 层 FeO 占 14 % 16 % ,其 余 主 要 组 成是 Fe3O4

22、 和 气 孔 。 把 铁 皮 断 面 宏 观 特 征 与 除 鳞 效 果对 应 起 来 看 ,就 表 现 为 图 4 所 示 的 明 显 规 律 性 。 即除 鳞 率 随 着 氧 化 铁 皮 致 密 层 厚 度 的 增 加 而 上 升 ,当致 密 层 厚 度 达 氧 化 铁 皮 总 厚 度 的 50 %以 上 时 ,炉 生一 次 氧 化 铁 皮 除 鳞 率 就 能 达 100 %。 除 鳞 效 果 的 好图 3 氧 化 铁 皮 断 面 结 构 示 意 图图 4 氧 化 铁 皮 断 面 结 构 对 除 鳞 率 的 影 响与 坏 ,与 氧 化 铁 皮 的 厚 、 薄 没 有 关 系 ,而 决 定

23、于 氧 化铁 皮 致 密 层 厚 度 与 总 厚 度 的 比 值 。 其 原 因 是 松 散 层有 较 多 的 气 孔 ,当 喷 水 除 鳞 时 ,氧 化 铁 皮 迅 速 冷 却 由热 应 力 产 生 的 裂 纹 被 松 散 层 的 气 孔 所 缓 解 ,使 裂 纹不 能 到 达 钢 的 基 体 表 面 ,在 高 压 水 的 冲 击 下 不 能 完全 去 除 板 坯 表 面 的 氧 化 铁 皮 。 相 反 ,致 密 层 增 加 ,热应 力 在 除 鳞 过 程 中 充 分 发 挥 了 应 有 的 作 用 ,使 板 坯表 面 炉 生 一 次 氧 化 铁 皮 的 除 鳞 条 件 得 到 明 显 改

24、善 ,因 而 提 高 了 除 鳞 率 。2. 2. 3 加 热 炉 温 度 制 度 对 氧 化 铁 皮 的 除 鳞 影 响由 表 2 试 验 数 据 可 知 ,轧 制 节 奏 在 1 2. 5 min之 内 轧 制 一 块 钢 时 ,氧 化 铁 皮 除 鳞 正 常 ,当 轧 制 节 奏超 过 2. 6 min 时 ,氧 化 铁 皮 除 鳞 效 果 变 差 。 相 同 钢种 ,预 热 段 温 度 高 ,除 鳞 效 果 变 好 ;不 同 钢 种 ,均 热 段炉 温 的 高 低 是 决 定 除 鳞 好 坏 的 关 键 ,象 梁 板 钢 ,由 于Si 含 量 较 高 ,就 要 求 均 热 段 有 较

25、高 的 炉 温 ,而 低 碳 铝镇 静 钢 则 恰 恰 相 反 ,均 热 段 炉 温 不 能 控 制 太 高 。 由此 可 见 ,加 热 炉 温 度 制 度 是 影 响 板 坯 除 鳞 的 效 果 关45 钢 铁 钒 钛 2003 年 第 24 卷 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/键 因 素 。为 了 确 定 加 热 炉 温 度 制 度 对 炉 生 一 次 氧 化 铁 皮除 鳞 影 响 的 定 量 关 系 ,分 别 在 加 热 炉 热 回 收 段 、

26、 预 热段 、 加 热 段 、 均 热 段 ,测 定 了 730 块 板 坯 的 表 面 温 度 。测 量 数 据 见 表 3。 在 测 温 的 同 时 ,派 专 人 记 录 了 炉生 一 次 氧 化 铁 皮 的 除 鳞 效 果 。 从 表 3 测 温 数 据 可 以看 出 ,08Al 钢 种 预 热 段 不 供 煤 气 ,将 热 负 荷 集 中 在加 热 段 和 均 热 段 ,氧 化 铁 皮 的 除 鳞 率 为 87 % ;当 St13表 2 板 坯 加 热 时 间 、 炉 温 与 除 鳞 率 的 试 验 结 果钢 种 板 坯 加 热 时 间 / min预 热 加 热 均 热 总 时 间 加

27、 热 炉 炉 膛 温 度 / 预 热 加 热 均 热 轧 制 节奏 / min 除 鳞 率 /%08Al 60 50 40 150 1 150 1 310 1 290 2. 6 80Q195 50 50 60 160 1 100 1 330 1 300 2. 7 60P510L 60 60 50 170 1 200 1 330 1 320 2. 6 60J55 70 50 40 160 1 050 1 310 1 270 3. 5 8009CuPRe 60 60 50 170 1 100 1 320 1 300 2. 6 82表 3 铸 坯 加 热 温 度 及 除 鳞 效 果 的 测 量 数

28、据钢 种 加 热 炉 各 段 板 坯 表 面 温 度 / 热 回 收 预 热 加 热 均 热各 段 煤 气 量 Nm3 h - 1预 热 加 热 均 热除 鳞 率 %08Al 750 870 1 250 1 258 0 15 520 10 100 8708Al 905 1 082 1 250 1 240 8 000 14 620 4 010 100St12 900 1 007 1 260 1 250 9 178 15 100 3 100 100St13 780 910 1 270 1 260 1 000 20 100 5 000 92Q235B 928 1 089 1 270 1 267 10

29、 000 13 000 3 500 100Q195 735 865 1 250 1 240 0 18 000 6 000 89Q235B 810 901 1 260 1 232 300 19 600 5 100 93J55 883 962 1 250 1 245 5 000 18 200 4 200 100X52 780 854 1 270 1 260 1 000 20 000 6 200 94P510L 1 081 1 091 1 280 1 270 10 300 15 200 4 000 10009SiVL 765 840 1 248 1 230 0 14 300 8 000 5309Cu

30、PRe 1 001 1 052 1 270 1 260 6 200 14 210 4 200 10016Mn 820 941 1 248 1 250 2 000 16 000 5 000 97板 坯 出 炉 温 度 超 过 1 250 时 ,除 鳞 率 为 92 % ;若 增加 预 热 段 煤 气 量 ,改 变 加 热 炉 温 度 分 布 ,使 板 坯 出 炉温 度 波 动 在 1 200 1 250 之 间 , 除 鳞 率 可 达100 %。 P510L、 Q235B 和 09CuPRe 则 表 现 出 另 一 种规 律 ,板 坯 出 炉 温 度 超 过 1 250 时 ,除 鳞 效 果 非

31、 常好 ,可 达 100 %。 对 16 Mn 及 X52 钢 种 而 言 ,加 热 炉高 温 段 向 炉 尾 移 动 ,同 样 有 利 于 氧 化 铁 皮 的 除 鳞 。2. 2. 4 铸 坯 加 热 时 间 、 空 气 过 剩 系 数 对 除 鳞 效 果 的影 响从 表 4 试 验 数 据 可 以 看 出 ,随 着 铸 坯 在 炉 加 热时 间 的 延 长 ,板 坯 表 面 氧 化 铁 皮 厚 度 在 增 加 ,加 热 时间 的 长 短 ,与 板 坯 除 鳞 率 没 有 内 在 联 系 。 炉 膛 气 氛对 氧 化 铁 皮 的 除 鳞 率 也 没 有 明 显 影 响 。 铸 坯 正 常 加

32、热 生 产 条 件 下 ,空 气 过 剩 系 数 一 般 控 制 在 1. 051. 15之 间 ,若 低 于 或 大 于 这 一 工 作 范 围 ,加 热 炉 燃 耗增 加 、 产 量 降 低 ,或 是 烧 损 急 剧 增 大 ,该 工 艺 过 程 不可 取 。2. 2. 5 轧 制 单 位 对 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 除 鳞 的 影 响根 据 冷 轧 生 产 统 计 板 卷 表 面 氧 化 铁 皮 压 入 的 数量 、 炉 号 ,分 别 将 它 们 对 应 落 实 到 热 轧 轧 制 单 位 的 轧制 炉 号 上 ,然 后 以 冷 轧 生 产 统 计 板 卷 表 面 氧 化 铁 皮

33、压 入 量 同 本 批 次 热 轧 轧 制 量 之 比 的 百 分 数 为 纵 坐 标作 图 。 结 果 见 图 5。 从 图 5 可 以 看 出 ,带 钢 表 面 氧化 铁 皮 的 除 鳞 率 与 轧 制 单 位 有 关 ,当 轧 制 单 位 大 于1 600 t 时 ,氧 化 铁 皮 的 压 入 量 随 着 轧 制 量 的 增 加 而迅 速 上 升 ,在 1 600 t 以 内 ,上 升 趋 势 要 平 缓 得 多 。55 第 3 期 薛 念 福 等 :热 轧 带 钢 除 鳞 技 术 研 究 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publi

34、shing House. All rights reserved. http:/表 4 铸 坯 加 热 时 间 、 空 气 过 剩 系 数 与 除 鳞 率 的 试 验 结 果钢 种 铸 坯 加 热 时 间 / min预 热 加 热 均 热 总 时 间空 气 过 剩 系 数 预 热 加 热 均 热 炉 尾除 鳞 率 /%铁 皮 厚度 mm08Al 70 50 40 160 0. 98 1. 21 0. 87 1. 02 100 2. 8Q235B 68 45 65 178 1. 18 1. 3 1. 1 1. 2 83. 1 3. 1P510L 80 60 38 178 1. 21 1. 18

35、1. 1 1. 2 78 2. 7X52 78 60 47 185 0. 91 1. 15 0. 9 1. 01 100 3. 309CuPRe 85 40 50 175 1. 03 1. 2 1. 1 1. 12 97 3. 4St12 90 72 41 203 1. 21 1. 1 0. 9 1. 2 100 3. 8图 5 热 轧 轧 制 单 位 与 冷 轧 板 表 面氧 化 铁 皮 压 入 的 关 系2. 2. 6 带 钢 表 面 温 度 对 氧 化 铁 皮 除 鳞 的 影 响表 5 给 出 了 板 坯 出 炉 温 度 及 精 轧 入 口 PY3 温 度与 冷 轧 生 产 统 计 板

36、卷 表 面 氧 化 铁 皮 压 入 之 间 的 关表 5 带 钢 表 面 温 度 与 冷 轧 板 表 面氧 化 铁 皮 压 入 统 计钢 种 出 炉 温 度 / 轧 制 量 / t PY3 温 度 / 铁 皮 压 入 量 / %08Al 1 200 1 220 128. 3 980 1 020 1. 108Al 1 248 1 273 327. 1 1 035 1 065 2. 8St12 1 210 1 230 120. 3 1 000 1 023 0. 8St13 1 250 1 270 138 1 030 1 080 2. 2系 。 从 表 5 数 据 可 以 看 出 ,精 轧 入 口

37、温 度 提 高 ,冷 轧板 表 面 氧 化 铁 皮 压 入 有 所 上 升 。 图 6 给 出 了 PY3 温度 与 冷 轧 板 表 面 氧 化 铁 皮 压 入 的 关 系 。 当 PY3 温度 在 1 050 以 内 ,氧 化 铁 皮 压 入 量 没 有 明 显 变 化 ,超 过 1 050 ,氧 化 铁 皮 压 入 量 将 逐 渐 上 升 。2. 2. 7 精 轧 除 鳞 箱 集 水 管 组 数 对 氧 化 铁 皮 压 入 的影 响精 轧 入 口 除 鳞 箱 集 水 管 开 一 组 和 开 二 组 ,冷 轧酸 洗 出 口 板 卷 表 面 氧 化 铁 皮 压 入 生 产 统 计 结 果 见

38、表6。 从 表 6 可 以 看 出 ,精 轧 入 口 除 鳞 箱 集 水 管 开 2组 ,带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 压 入 要 比 开 一 组 少 。图 6 精 轧 入 口 PY3 温 度 与 冷 轧 板 表 面 氧 化 铁 皮 压 入 的 关 系表 6 精 轧 入 口 集 水 管 组 数 与 带 钢 表 面 氧 化 铁 皮 压 入 统 计 值水 管 组 数 轧 制 量 / t 铁 皮 压 入 板 卷 量 / t 缺 陷 率 / %1 50 160 215. 69 0. 4347 704 109. 72 0. 2358 838 435. 40 0. 7440 172 233100 0.

39、58261 740 92. 61 0. 1562 000 0 059 530 0 061 000 0 02. 2. 8 水 压 对 除 鳞 的 影 响水 压 对 除 鳞 的 影 响 ,工 业 试 验 结 果 见 图 7 ,从 图7 可 以 看 出 ,水 压 不 能 低 于 14 MPa。 最 好 能 将 喷 嘴前 的 压 力 控 制 在 15 MPa 以 上 。 目 前 热 轧 板 厂 正 常生 产 情 况 下 ,水 压 波 动 在 14 15. 5 MPa 之 间 。 当 水压 低 于 14 MPa 时 ,水 压 的 降 低 使 板 坯 除 鳞 过 程 受 到的 打 击 力 减 小 ,除 鳞

40、 效 果 变 差 。 这 种 情 况 ,通 常 出 现在 轧 线 上 有 三 块 钢 同 时 除 鳞 时 ,当 系 统 压 力 一 定 时 ,用 水 量 加 大 ,喷 嘴 前 压 力 就 降 低 。 有 时 是 系 统 本 身水 量 不 够 造 成 的 。 加 强 设 备 维 修 以 后 ,这 种 情 况 很少 出 现 。65 钢 铁 钒 钛 2003 年 第 24 卷 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/图 7 喷 嘴 前 水 压 对 炉 生 一 次

41、氧 化 铁 皮 除 鳞 的 影 响3 结 果 分 析 与 对 策3. 1 优 化 加 热 炉 热 工 制 度(1)工 业 试 验 结 果 表 明 ,钢 种 、 加 热 炉 炉 温 、 加 热时 间 等 因 素 均 影 响 板 坯 的 除 鳞 ,其 中 加 热 炉 温 度 制度 是 影 响 除 鳞 的 关 键 因 素 。 不 同 钢 种 ,在 满 足 轧 制工 艺 要 求 的 情 况 下 ,板 坯 出 炉 温 度 是 不 同 的 ,如 表 3所 示 。 St 和 08Al 系 列 钢 种 板 坯 的 出 炉 温 度 明 显 低于 P510L 和 09CuPRe ,Q235B 又 高 于 X52。

42、 同 类 钢 种相 比 ,热 回 收 段 温 度 降 低 除 鳞 率 下 降 。 这 表 明 不 同的 钢 种 在 加 热 炉 内 的 加 热 必 须 要 有 一 个 合 理 的 供 热制 度 和 温 度 制 度 来 保 证 板 坯 加 热 和 除 鳞 的 工 艺需 要 。(2) 冷 轧 料 加 热 控 制 合 理 的 供 热 制 度 ,可 使 板坯 加 热 过 程 表 面 生 成 的 氧 化 铁 皮 断 面 结 构 致 密 层 占50 % 70 % ,松 散 层 占 30 % 50 %。 出 炉 冷 却 后 ,由于 热 应 力 的 作 用 ,板 坯 表 面 氧 化 铁 皮 迅 速 形 成 裂

43、 纹渗 透 到 钢 的 基 体 表 面 ,当 板 坯 进 除 鳞 箱 除 鳞 后 ,大 量微 裂 纹 的 存 在 ,使 炉 生 一 次 氧 化 铁 皮 100 %被 高 压水 除 掉 。 相 反 ,降 低 预 热 段 炉 温 ,当 产 量 保 持 不 变时 ,必 然 加 大 均 热 段 热 负 荷 ,从 而 使 均 热 段 炉 温 提高 。 这 时 加 热 的 板 坯 ,表 面 生 成 氧 化 铁 皮 的 断 面 结构 致 密 层 占 20 % 40 % ,松 散 层 占 60 % 80 %。 由于 松 散 层 内 存 在 大 量 气 孔 ,出 炉 板 坯 冷 却 后 产 生 的热 应 力 ,

44、在 氧 化 铁 皮 内 形 成 的 裂 纹 ,被 松 散 层 气 孔 所缓 解 ,使 裂 纹 不 能 延 伸 到 钢 的 基 体 表 面 ,来 降 低 氧 化铁 皮 的 附 着 力 ,在 板 坯 进 除 鳞 箱 除 鳞 时 表 面 氧 化 铁皮 不 能 完 全 被 除 掉 。 氧 化 铁 皮 断 面 松 散 层 增 加 与 加热 炉 均 热 段 炉 温 有 关 ,均 热 段 的 作 用 是 保 证 出 炉 板坯 在 1 250 的 情 况 下 ,通 过 适 当 的 炉 膛 温 度 控 制 ,来 减 小 板 坯 加 热 断 面 温 差 ,达 到 均 匀 加 热 板 坯 的 目的 ,以 满 足 轧

45、 制 工 艺 的 需 要 。 当 加 热 炉 产 量 一 定 时 ,降 低 预 热 段 炉 温 ,受 加 热 时 间 的 限 制 ,加 热 操 作 工 必然 提 高 加 热 段 和 均 热 段 炉 温 向 板 坯 供 热 ,而 热 量 的传 递 ,又 是 通 过 板 坯 表 面 氧 化 铁 皮 来 进 行 的 ,氧 化 铁皮 导 热 系 数 是 钢 的 十 分 之 一 左 右 。 由 于 氧 化 铁 皮 导热 能 力 差 ,炉 膛 提 供 的 热 量 ,不 能 迅 速 将 热 量 传 给 板坯 ,而 是 升 高 板 坯 表 面 氧 化 铁 皮 的 温 度 。 当 氧 化 铁皮 温 度 达 1

46、270 时 ,铁 皮 断 面 结 构 松 散 层 厚 度 开 始迅 速 增 加 ,随 着 温 度 的 升 高 ,越 来 越 严 重 ,直 至 板 坯表 面 氧 化 铁 皮 熔 化 ,牢 牢 的 粘 在 板 坯 表 面 ,以 至 根 本除 不 掉 。(3) 商 品 卷 按 钢 种 分 类 建 立 加 热 制 度 。 当 钢 中含 硅 量 较 高 时 ,如 梁 板 钢 , Si 同 Fe 易 生 成 Fe2SiO4 ,嵌 入 钢 的 基 体 表 面 晶 界 处 ,使 氧 化 铁 皮 同 钢 基 体 表面 牢 牢 结 合 在 一 起 ,很 难 除 鳞 。 文 献 7 指 出 ,氧 化铁 皮 在 钢

47、基 体 表 面 生 成 的 一 层 Fe2SiO4 ,其 熔 点 为1 173 ,要 除 掉 这 层 氧 化 铁 皮 ,需 30 40 MPa 的 压力 ,目 前 一 般 除 鳞 设 备 难 以 达 到 。 因 而 ,当 钢 种 Si含 量 大 于 0. 2 %时 ,应 提 高 出 炉 板 坯 表 面 温 度 ,使 钢基 体 表 面 的 Fe2SiO4 熔 化 成 为 液 态 ,从 而 减 少 氧 化 铁皮 的 附 着 力 ,来 达 到 除 尽 炉 生 一 次 氧 化 铁 皮 的 目 的 。表 3 试 验 数 据 也 恰 好 证 明 了 这 一 点 ,当 P510L 出 炉温 度 达 1 27

48、0 时 ,不 但 炉 生 一 次 氧 化 铁 皮 除 鳞 效 果好 ,而 且 带 钢 表 面 红 锈 也 大 幅 度 减 少 。为 此 ,将 热 轧 现 有 钢 种 根 据 试 验 结 果 分 成 6 类 ,并 采 用 已 建 立 的 数 学 模 型 ,分 别 对 每 类 钢 种 进 行 了板 坯 加 热 过 程 的 模 拟 计 算 ,结 果 见 表 7。 在 此 基 础上 ,通 过 工 业 试 验 反 复 验 证 ,制 定 了 加 热 炉 板 坯 加 热过 程 的 操 作 规 程 及 停 轧 待 热 保 温 制 度 。3. 2 规 范 轧 线 除 鳞 工 艺Mascia C8 对 轧 线 二 次 氧 化 铁 皮 的 研 究 结 果 表明 ,氧 化 铁 皮 的 形 成 过 程 是 FeO Fe3O4 Fe2O3 ,Fe2O3 的 维 氏 硬 度 为 1 000 ,是 轧 辊 硬 度 的 2 3 倍 ,它 的 转 变 过 程 随 着 温 度 升 高 而 进 行 。 Fe2O3 的 存 在 ,加 速 了 轧 辊 表 面 的 磨 损 ,当 磨 损