高强船板花斑缺陷的形成机理及影响因素研究

通过SEM和热轧实验研究了高强船板花斑缺陷的形成机理及影响因素。结果表明:花斑由抛丸后残留的氧化铁皮构成。氧化铁皮与基体接触的界面凸凹不平、氧化铁皮厚度不均匀是形成花斑的主要原因。降低钢中Si和Mn的含量可减少加热过程中硅橄榄石和锰橄榄石的形成,增加钢板的可除鳞性,减少钢板表面氧化铁皮残留。提高轧制温度和终冷温度可有效减小氧化铁皮与基体界面接触长度。采用ACC(层流冷却)冷却方式,抛丸效果较好。     

在线淬火中厚板表面氧化铁皮的控制与改善

钢板表面的氧化铁皮不仅影响产品外观质量,在轧制和矫直过程中还会导致氧化皮压入缺陷。采用控制轧制和直接淬火（DQ）工艺,研究了不同的淬火温度与终冷温度对低合金高强钢板表面氧化铁皮的影响,分析了钢板表面氧化铁皮结构及其脆化的原因。试验表明,通过增加除鳞道次并不能有效改善氧化铁皮,精轧轧制温度与轧后加速冷却过程对氧化铁皮结构具有显著影响,高冷速条件下通过降低精轧轧制温度与淬火温度,能够得到以FeO为主要成分的氧化铁皮,其具有良好的塑性并且分布均匀,避免了淬火后强力热矫直时氧化铁皮破碎并压入基体的问题,钢板抛丸后表面光洁。     

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。     

EPS处理对QStE700TM钢氢脆敏感性影响

采用慢应变速率拉伸(SSRT)和双电解池电化学氢渗透等手段,研究了湿法抛丸(EPS)、酸洗和干式抛丸3种表面处理工艺对QSt E700TM高强结构钢氢脆敏感性及氢渗透动力学参数的影响规律;并结合不同处理工艺钢板试样表面氧化铁皮残留、硬度和残余应力变化,探讨了EPS工艺对QSt E700TM钢氢脆敏感性影响机理。结果表明,EPS工艺处理QSt E700TM钢试样的氢脆敏感性仅为8.1%,相较于酸洗和干式抛丸工艺分别降低了12.7%和20.5%。这与EPS工艺处理钢板表面氧化铁皮残留少,残余应力为-150～-300 MPa范围内的压应力有关。另外,EPS处理钢试样因更小的氢扩散通量(J_∞L)和有效氢扩散系数(D_app)及更大的滞后时间(t_L)和阴极侧次表面氢浓度(c₀),表现出比干式抛丸工艺处理钢试样更好的阻碍氢扩散性能,进而表现出更低的氢脆敏感性。综合考虑,EPS工艺是一种全新、可靠的和低碳环保的高强钢表面除鳞工艺。     

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。     

船板表面花斑缺陷形貌特征及成因分析

针对船板表面花斑缺陷问题, 对花斑缺陷形貌特征、微观组织进行了分析, 得出其产生原因是钢板表面二次氧化铁皮结构不同, 存在相间的红色疏松的氧化铁皮和蓝色致密的氧化铁皮, 钢板抛丸后形成凹凸不平的花斑。为此, 提出了确保除鳞质量、优化轧制工艺的措施以改善二次氧化铁皮的均匀性, 从而有效地控制了船板表面花斑缺陷。     

高强度船板表面花斑缺陷的形成机制及改进措施

基于金相分析和气泡试验,分析了高强度船板表面花斑缺陷的形貌特征和微观组织,研究了化学成分、轧制工艺对花斑缺陷的影响。结果表明：花斑缺陷的形成原因主要是二次氧化铁皮在轧制过程中被压入钢板基体,导致钢板表面形成厚度差异较大的氧化铁皮,钢板抛丸后形成凹凸不平的斑状缺陷。通过降低钢中硅含量、优化高压水除鳞方式、低成本改进高压水除鳞系统,有效控制了高强度船板表面花斑缺陷。     

首钢高表面质量高强度汽车大梁钢的开发

根据汽车大梁钢的要求,采用低碳的成分设计和高温加热、高温轧制及低温卷取的工艺思想,控制钢板表面的氧化铁皮结构,开发出了高表面质量的高强大梁钢,关键氧化物Fe3O4含量达到75％以上.该大梁钢的性能稳定、表面质量好.     

小压下率冷轧过程中低碳钢氧化铁皮断裂行为研究

针对免酸洗新工艺中采用小压下率冷轧或平整工艺，试验研究了不同压下率冷轧前后SPHC带钢操作侧（OS侧），中间部位，驱动侧（DS侧）3个位置表面和截面的氧化铁皮形貌和厚度，以及氧化铁皮在冷轧过程中的断裂行为。结果表明，试验钢热轧后冷却过程中的热应力使其表面氧化铁皮产生裂纹，且卷取后的冷却速率会对表面氧化铁皮结构产生较大影响；采用10%冷轧压下率时，带钢表面出现较多氧化铁皮块状脱落和粉化脱落现象，表面质量破环严重；采用5%冷轧压下率时，带钢表面仅出现少量氧化铁皮块状脱落，大部分氧化铁皮达到只开裂不剥落状态；氧化铁皮在常温下塑性较差，在冷轧后氧化铁皮厚度未发生随钢基体明显变薄的协同变形。     

小压下率冷轧过程中低碳钢氧化铁皮断裂行为研究

针对免酸洗新工艺中采用小压下率冷轧或平整工艺，试验研究了不同压下率冷轧前后SPHC带钢操作侧（OS侧），中间部位，驱动侧（DS侧）3个位置表面和截面的氧化铁皮形貌和厚度，以及氧化铁皮在冷轧过程中的断裂行为。结果表明，试验钢热轧后冷却过程中的热应力使其表面氧化铁皮产生裂纹，且卷取后的冷却速率会对表面氧化铁皮结构产生较大影响；采用10%冷轧压下率时，带钢表面出现较多氧化铁皮块状脱落和粉化脱落现象，表面质量破环严重；采用5%冷轧压下率时，带钢表面仅出现少量氧化铁皮块状脱落，大部分氧化铁皮达到只开裂不剥落状态；氧化铁皮在常温下塑性较差，在冷轧后氧化铁皮厚度未发生随钢基体明显变薄的协同变形。     

钢坯高温抗氧化涂料应用效果试验研究

由于钢坯在加热过程中温度高、时间长,其表面氧化烧损严重,不仅降低了热连轧过程金属收得率,而且影响轧制过程中高压水的除鳞效果,产生带钢表面质量缺陷,为此出现了高温抗氧化涂料的研究和应用。在某常规热连轧生产线针对低碳钢、微合金钢、耐侯钢,试验研究了一种钢坯高温抗氧化涂料的高温防氧化效果及使用性能。结果表明,试验应用的高温抗氧化涂料具有较好的高温防护效果,实现了加热过程板坯表面氧化铁皮厚度的有效减薄,其中,低碳钢平均减薄46.25%,微合金钢平均减薄24.38%,耐候钢平均减薄18.90%,且涂料与钢坯基体剥离效果良好,对轧后带钢的表面质量无影响。     

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。     

不同冷却工艺对热轧钢筋表面氧化锈蚀的影响

热轧钢筋在运输和储存过程中其表面会产生锈蚀,影响钢筋的使用及外观质量。分析了钢筋表面锈蚀产生的原因,利用扫描电镜和电子背散射衍射技术,对比了轧后空冷、气雾冷却和穿水冷却工艺下钢筋的抗锈蚀性能,分析了不同冷却工艺对热轧钢筋表面氧化铁皮厚度和结构的影响。结果表明:钢筋表面锈蚀与其表面氧化铁皮厚度、结构和完整性有关,与空冷及穿水冷却相比,气雾冷却工艺通过优化冷却路径,可以获得厚度为10~20 μm、主要由FeO+Fe₃O₄构成的致密复合氧化铁皮,能够对钢筋基体起到保护作用,从而能够延缓钢筋表面生锈,并降低生产成本。     

带钢表面氧化层湿式抛丸清理技术

目前绝大部分钢铁公司带钢表面氧化层的清理主要通过酸洗工艺或干式抛丸设备,然而这些表面处理工艺存在污染环境,过酸洗,灰尘、弹丸分离效果差,带钢表面划痕明显等问题。文中分析、整合了抛丸和喷丸技术的环境污染小,带钢表面无划痕,抛丸参数可控、易调节,不会过清理等优点,在常规抛丸设备中引入水系统,提出了一种湿式抛丸处理工艺,开发了一台湿式抛丸设备。通过PLC及触摸屏人机控制,完成了抛丸设备抛丸器,带钢移动小车,斗式提升机等不同部件的协调运动。利用有限元软件ANSYS/LSDYNA进行动力学仿真,分析并优化了抛丸参数对带钢表面性能的影响关系。试验表明,湿式抛丸可以有效清除带钢表面氧化层,并且与酸洗和干式抛丸相比,有一定的优越性。     

低碳低硅钢氧化铁皮缺陷分析研究

针对河北钢铁股份有限公司唐山分公司1 700 mm生产线生产热轧酸洗带钢时氧化铁皮压入缺陷严重的问题,分析了缺陷产生的根本原因是带钢化学成分中Si含量较低,精轧时产生的三次氧化铁皮压入带钢表面而致。同时,试验分析了Si含量对氧化铁皮起泡行为的影响。结果表明：低硅钢（w(Si)＜0.03%）在900~1 100 ℃范围内氧化铁皮生长迅速,极易起泡、破裂,易产生月牙形氧化铁皮压入缺陷;此外,氧化铁皮过厚、破裂易导致工作辊氧化膜剥落,粗糙辊面易造成氧化铁皮、氧化膜压入缺陷。为此,提出了采用“低温快轧”的措施,可避免该缺陷的产生。     

合金化热镀锌板表面条状缺陷原因分析

针对合金化热镀锌板表面常见的“边部不规则长条状”缺陷和“柳叶状”缺陷,利用扫描电镜对其形貌进行了分析。“边部不规则长条状”缺陷分布于带钢上下表面两边部,为不规则细长条,严重时可见缺陷整卷全长连续分布;“柳叶状”缺陷宏观形貌不规则,一端细尖一端较宽,形似“柳叶”。缺陷部位完全溶锌后观察到基板存在翘皮和还原铁,轻微抛光基板表面后发现未被完全还原的氧化铁皮,缺陷部位截面可见翘皮处同样存在氧化铁皮,未见炼钢保护渣、氧化铝夹杂、二次氧化颗粒等,可以确定两种缺陷均来自于热轧阶段。“边部不规则长条状”缺陷为热卷边部翘皮,即边线缺陷遗传导致,通过针对性调控炉内加热工艺、粗轧及除鳞等工艺,该类缺陷得到控制;“柳叶状”缺陷来源于由热轧通道线辊面粘铁导致中间坯表面损伤,虽经精轧轧合,但皮下存在氧化铁,冷轧后以及镀锌合金化时暴露出缺陷,通过定期检查热轧辊道、优化设备控制程序逻辑大幅降低了该类缺陷的发生率。     

Influence of Oxidation Temperature and Cr Content on the Adhesion and Microstructure of Scale on Low Cr Steels

Descalability of steels during hot rolling processes is essential in order to maintain the surface quality of steel products, because the remaining scale can be impressed into the steel, producing surface defects. Therefore, a quantitative evaluation of scale adhesion at high temperature is needed in order to find suitable heating conditions for hot rolling processes that promote the formation of scale that easily detach. Round bar shape specimens of low Cr steels were oxidized in a fuel combustion environment, and then compressed at high temperature to detach the scale. The area fraction of the remaining scale was evaluated by image analysis. Under a thick outer oxide scale, a thin continuous inner oxide layer, which consisted of Cr and Si oxides, strongly adhered to the substrate, resulting in poor descalability. On the other hand, if this inner scale changed into a discontinuous layer with a porous FeO layer beneath, the descalability improved. It was found that scales with greater descalability formed on steels containing less Cr and for oxidation at higher temperatures.