在氧化皮中主要的成分就是氧化铁皮,而氧化铁皮在控温方面非常麻烦,必须考虑到一下几点:
首先加热工人应该根据加热钢坯、钢种、规格和轧制成品规格、轧制速度,严格按照工艺规程规定的温度控制各段加热温度。必须注意的是:
1.过高的温度将会造成氧化铁皮熔化,使得生成的氧化铁皮又厚又黏,在以后除鳞中难以清除。
2.加热时间应在允许的合适的时间范围内,尽可能减少预热时的停留时间,温度控制应头部低于尾部20~50℃,上部高于下部20~50℃,在轧制SPHC等易产生氧化铁皮压入的钢种,板坯头部轧制温度应按中下限控制,也可采用快速加热方式以缩短在炉时间,特别是高温段在炉时间。
低碳钢在空气中加热至575~1370℃时,因高温氧化在刚才表面会产生高温氧化皮。厚度和成分取决于加热的持续时间和温度。高温氧化皮里层为黑褐色的FeO,是结构疏松过孔的洁净组织,各晶粒之间互相联系薄弱,并且易被破坏。中间层为Fe3O4,较为致密,无孔无裂纹,会形成剥离状断口。外层是Fe2O3,结构致密,是尖晶石结构。一般氧化皮以FeO为主,Fe2O3 含量少。
含Si量较高的钢,由于铁皮中气孔直径大,空冷时的裂纹容易在氧化铁皮厚度中间停止,除鳞时裂纹与基底金属相平等传播,导致基底金属侧的氧化铁皮易残留下来,所以氧化铁皮剥离性不好(如图1)。由于氧化铁皮易残留,导致随后的氧化过程中,Fe2O3比例高,使氧化铁皮呈红色。含Si 0.2%以上的钢,由于加热时在氧化铁皮与基底金属界面产生层状的Fe2SiO4,界面温度在Fe2SiO4的凝固温度1170℃以下时,铁皮对基底的着力增强,剥离性更差,导致红色更重。
对于Si≤0.05%的C-Mn钢,氧化铁皮中气孔小,分布比较均匀,由空冷引起的热应力使氧化铁皮产生裂纹,低Si钢氧化铁皮中由于气孔小,应力松弛缓小,裂纹就沿气孔扩展到基底金属界面。除鳞时,热应力就在氧化铁皮和基底金属界面作为剪切力起作用,使氧化铁皮从基义金属上剥离开。
由于高温时铁皮剥离性好,在随后的氧化过程中导致铁皮中FeO比例较高,使铁皮呈蓝灰色。
对于边部100mm以内红色相对重一些是由于板坯出炉后边部冷速较快,造成边部温度比中部低,导致除鳞时FeO比中部残留多,所以边部红色相对中部重一些。