武钢500MPa级免酸洗汽车大梁钢氧化皮研究

介绍了免酸洗钢氧化皮的形成机理及其影响因素,分析了在目前生产工艺下武钢热轧500MPa级汽车大梁钢表面氧化皮的形貌、结构及厚度,对带钢的终轧温度、卷取温度以及卷取后的冷却方式进行改进后,氧化皮厚度基本控制在10μm以下,以共析Fe3O4+Fe结构为主,Fe3O4比例超过80%。     

热轧带钢免酸洗技术进展

热轧带钢免酸洗技术是一种省略传统酸洗工艺对热轧带钢表面氧化铁皮进行处理,从而满足后续使用的技术,本文对国内外免酸洗技术,包括黑皮钢技术、光滑清洁表面技术、表面生态酸洗技术、氢还原除鳞技术的发展情况进行了介绍和评述,指出免酸洗技术具有很强的潜在优势及发展前景,将取代传统的酸洗技术。     

热轧板的氧化皮结构对酸洗效果的影响

采用金相显微镜和背散射电子衍射（EBSD）技术，从氧化皮结构出发，对低碳钢热轧板氧化皮的结构与热轧板酸洗效果之间的关系进行了研究。结果表明，低碳钢热轧板在卷取前期（温度在400～500℃）的氧化铁皮分为两层，即外层是Fe3O4，内层为FeO；在室温下放置两天以后的板，氧化皮中的FeO完全分解为Fe3O4和Fe，并且铁颗粒在原FeO的晶界富集。具有FeO和Fe3O4复合结构的氧化皮比Fe3O4单层氧化皮更易酸洗。     

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。     

热镀锌双相钢钢板表面橘皮缺陷研究

目的 研究一种热镀锌双相钢表面橘皮状缺陷的特征及形成机理。方法 采用数字显微镜、扫描电镜和辉光光谱仪对正常和缺陷位置的镀锌态、去锌层态、冷轧态和热轧态的形貌和表层成分分布开展对比分析研究。结果 橘皮状缺陷特征是由于锌晶粒异常长大至350 μm,为正常晶粒的4倍。镀锌态缺陷区较正常区Mn含量高26%,纵截面观察基板表层有约2~4 μm深的微裂纹,界面处检测出Al、O、Mn峰,存在Mn表面富集。去锌层态和冷轧态基板表层呈冷轧轧裂特征,存在大量垂直于轧制方向的10~30 μm的横向微裂纹。卷取温度为650 ℃时,热轧态边、中位置氧化层厚度分别为6.5、5.8 μm,较550 ℃时增加25%和23%。GDS检测表明,对应缺陷区热轧态发生共析转变,相构成以低氧含量的Fe3O4、FeO、Fe为主。实践证实,卷取温度下调至560 ℃以下时,可有效消除该缺陷。结论 缺陷形成机理是,热轧钢卷在570 ℃以上温度卷取,经缓慢冷却至室温时,形成纯铁包覆Fe3O4的共析转变氧化铁皮,卷取温度高也使氧化层增厚,导致酸洗难度增大,氧化铁皮无法有效清除。酸洗后残存的氧化层和Mn富集导致表层协同变形能力弱,冷轧形成大量10 μm级横向微裂纹。微裂纹处的凹凸表面诱发Fe-Zn相爆发生长,导致锌晶粒异常长大。厚带钢具有更多的内部热量,出锌锅冷速慢,也为镀后锌晶粒长大创造条件。     

不同热连轧工艺参数条件下三次氧化铁皮的分析

采用热模拟实验机研究了不同的精轧开轧温度、终轧温度和卷取温度对钢板表面三次氧化铁皮的结构和厚度的影响规律。试验结果表明:随着精轧开轧温度和终轧温度的升高,Fe2O3和Fe3O4在整个铁皮层中的百分量逐渐降低,而FeO层的增长速率较快。氧化铁皮的共析转变普遍存在"迟滞现象",其中350~500℃是该试验用钢共析转变鼻温区。从高温区快速降温到鼻温区,而后缓慢冷却到室温是避免发生先共析反应、促进共析反应的有效方法之一。在鼻温区以上温度卷取,可获得含有FeO较多的减酸洗钢,此种氧化铁皮有利于酸洗。在鼻温区卷取可获得含有Fe3O4较多的免酸洗钢。这是热连轧钢板表面氧化铁皮的主要两个控制思路。     

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 要: 采用热模拟实验机研究了不同的精轧开轧温度、终轧温度和卷取温度对钢板表面三次氧化铁皮的结构和厚度的影响规律。实验结果表明：随着精轧开轧温度和终轧温度的升高，Fe2O3和Fe3O4在整个铁皮层中的百分量逐渐降低，而FeO层的增长速率较快。氧化铁皮的共析转变普遍存在“迟滞现象”，其中350-500℃是该实验用钢共析转变鼻温区。从高温区快速降温到鼻温区，而后缓慢冷却到室温是避免发生先共析反应、促进共析反应的有效方法之一。在鼻温区以上温度卷取，可获得含有FeO较多的减酸洗钢，此种氧化铁皮有利于酸洗。在鼻温区卷取可获得含有Fe3O4较多的免酸洗钢。这是热连轧钢板表面氧化铁皮的主要两个控制思路。     

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。     

热轧带钢深加工工艺装备选型与设计

介绍了热轧带钢深加工的发展趋势,对薄板坯连铸连轧产品深加工工艺路线及设备选型,连续酸洗平整机组、连续酸洗镀锌机组、连续平整拉矫机组、免酸洗除鳞机组设备配置提出了建议。指出国内已有能力自主设计制造这几类生产机组,钢铁企业应根据自身的原料特点、产品定位、资金情况等选择建设相应的生产机组。     

50Mn热轧钢板宽向不同位置氧化铁皮结构及对酸洗行为的影响

采用光学显微镜、扫描电镜及其附带的EDS能谱仪、X射线衍射仪等试验手段,研究了50Mn热轧带钢宽向不同部位氧化铁皮结构与酸洗难易程度的关系。分别对板宽方向位置(边部,1/4处,中间)的氧化铁皮进行了厚度测量、微观形貌观察、相结构分析,阐述了不同位置氧化铁皮的形成机理及对冷轧酸洗的影响规律。结果表明:50Mn热轧带钢表面氧化铁皮主要由Fe2O3、Fe3O4和Fe O三相组成,沿带钢宽度方向不同部位氧化铁皮结构特征有所差异。其中带钢边部Fe2O3∶Fe3O4∶Fe O相组成比为8:90:2;距带钢边部1/4处Fe2O3∶Fe3O4∶Fe O相组成比为12∶85∶3;带钢中间Fe2O3∶Fe3O4∶Fe O组成为18∶79∶3。酸洗试验后发现,带钢中间处的氧化铁皮易于清洗,带钢边部位置的氧化铁皮不易清洗。     

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。     

有花热基镀锌板锌花均匀性研究及其工业化控制

针对国内某大型改良森吉米尔法热基镀锌产线生产的有花热基镀锌板锌花尺寸不均的问题,采用电子探针、激光共聚焦及定容法等试验手段,系统研究了带钢不同位置的元素分布特点和酸洗时间对锌花尺寸的影响规律。结果表明:带钢厚度、表面粗糙度、镀层元素分布等因素均会对锌花均匀性产生显著影响;优化带钢在热轧时的厚度控制模型、缩小带钢在酸洗时的产线速度差、提高锌液中Sb的含量以及增加镀锌后冷却装置均可以有效提高锌花均匀性。在实际生产中,通过优化热轧、酸洗、镀锌等工艺,热基镀锌产品带头(尾)、带中锌花不均质量缺陷发生率由之前的21%~32%降至了3%~10%。     

低氢吹扫工艺对不锈钢全氢罩式炉退火的影响分析

分析了全氢罩式退火炉在低氢、高氢两种吹扫模式下对热轧SUS430不锈钢卷性能及表面质量的影响,从实验室及大生产模式下进行了验证。结果表明:采用低氢吹扫工艺,SUS430钢卷罩式退火更高效、节能,同时能够保证其力学性能且表面氧化铁皮更易酸洗去除。     

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。     

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。     

热轧带钢氧化层卷取与冷却过程中相变研究

利用Gleeble3500试验机模拟热轧带钢氧化层在不同卷取温度和冷却速度条件下的相变过程,采用激光拉曼光谱区分氧化层中细小析出相和分层组织结构。结果表明：氧化层中FeO在不同卷取温度和冷却速度条件下可形成几种典型的相变组织形态;降低带钢卷取温度和增加卷取后的冷却速度,有利于抑制Fe3O4在FeO层中的析出,提高热轧带钢表面氧化层酸洗去除效果。     

基于氧化特性分析的IF钢连退麻点缺陷产生机理

首钢现行工艺下IF钢热卷铁皮厚度达到10 μm以上,边部铁皮略薄,中部铁皮较厚,随着卷取温度的升高,铁皮厚度增加且对应酸洗时间延长;不同卷取温度下的热卷酸洗后均发现小麻坑缺陷。本文利用差热分析手段研究了IF钢的高温氧化机理,发现IF钢抗氧化性低,随温度升高铁皮增厚明显,精轧区间以FeO铁皮结构为主,在1 150 ℃左右发生明显的内氧化,界面形成大颗粒氧化质点。综合分析得出：IF钢带钢连退后麻点缺陷产生的主要机理为热卷的铁皮较厚,热轧过程压入钢板表面所致。为此,提出了控制措施,即降低热轧过程温度,改变层冷模式,加大精轧用水量,提高精轧轧制速度,降低冷轧酸洗速度等,有效减少了麻点缺陷的发生概率。     

氧化铁皮相结构的光电子能谱分析

通过光电子能谱（XPS）对氧化铁皮层相结构进行的分析,可以有效定性分析热轧板卷表面的氧化物结构相构成,再通过拟合不同峰位下高斯线型峰的面积,可计算各种Fe化合价含量比,并且通过刻蚀在厚度方向定量分析各种氧化物的含量对比,可有效表征氧化铁皮结构相的分布状态。通过检测表明：最表层Fe3O4占据主导地位,随着深度的增加,Fe3O4逐渐减少,同时FeO的比重开始增加,在整个氧化铁皮层中存在含量较低的单质Fe,表明氧化铁皮层中存在有共析的Fe3O4+αFe相。     

热轧酸洗板氧化铁皮缺陷原因分析及控制措施

针对热轧表检仪不能有效识别的片状、条状、山水画状、边部粗糙酸洗氧化铁皮缺陷,介绍了其形貌特征,对热轧工艺中的影响因素进行了分析和排查,得到了缺陷的形成原因。回炉板坯重复入炉加热,氧化铁皮的生成量将会增加,容易造成酸洗后片状氧化铁皮缺陷。除鳞水压力、喷射角度、喷射面重叠量及除鳞道次对二次氧化铁皮破除能力不足时,容易产生酸洗后条状、山水画状氧化铁皮缺陷。同时,粗轧工作辊轧制公里数较长、中间坯温度过高也会对山水画状氧化铁皮缺陷有一定的影响。热轧带钢终轧或卷取温度较高,薄规格带钢板形较差时,会造成酸洗后带钢边部粗糙氧化铁皮缺陷。为此,对板坯加热工艺、粗轧及除鳞工艺、精轧及层冷工艺进行了优化,大大降低了酸洗板氧化铁皮缺陷的发生率,提高了产品表面质量。