氧化皮主要成分是:铁水表面生成的铁及铁中合金元素的氧化物,浮渣是浮在铁水表面的熔渣,其成分氧化钙、二氧化硅、硫磷氧化物、氧化皮及其它造渣剂所形成的熔点较低的玻璃状混合物,以防止铁水氧化。
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。
各种氧化皮相对裸钢而言是阴极。当钢板被氧化皮部分覆盖而面临腐蚀时,作为阴极的氧化皮并不腐蚀,而被作为阳极的钢板所保护。在海水中,与钢相比,可与产生0.4V的电位差。因此在氧化皮破裂的地方,腐蚀发生在阳极表面上,钢板遭受腐蚀,通常呈现非常深的点蚀。除去氧化皮做好的方法是:选用森源牌洗钢水(白钢水)处理。操作简单,节约成本。
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。