【分享】热轧钢板红色氧化铁皮的浅析

天南

1     红色氧化铁皮的特征


热轧钢板红色氧化铁皮(红锈)具有一定的普遍性。其特征是红色氧化铁皮沿板宽分布比较均匀，一般靠边部100mm内稍重些，卷内部比外部轻一些，这种红色氧化铁皮比较薄，一般不易擦下色，钢板越厚红色越重。


2     氧化铁皮表现为红色的成因


钢的表面氧化铁皮主要由feo、fe3o4和fe2o3所组成，fe2o3呈红色，fe3o4呈黑色，feo呈蓝色，由于铁皮中各种氧化成份比例随其氧化过程不同而变化，因此表现颜色不同，当fe2o3比例较多时，即表现为红色，当feo较多时，表现为蓝灰色。


3     影响氧化铁皮呈红色的因素


经大量调查，热轧钢板铁皮呈红色的钢种si含量较高，si>0.2%时红锈相对重一些，呈蓝灰色的钢种si含量较低。以相同热轧工艺进行轧制试验，其结果与上述调查结论相符。si≤0.07%红色氧化色可基本消除，对于厚规格si还要更低些(si≤0.05%)。由此，降低si含量是解决红锈问题紧有效的办法。


(1) 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。


(2)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(见图1)。


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。


卷取前钢板表面覆盖一层冷却水，阻止空气中o2与钢板接触，有利于防止出现红色氧化色。


卷取后钢卷冷却慢(或钢板厚)红色氧化色较重。由于较厚的钢板，层冷时表面与芯部存在温度梯度，卷取后钢板表面温度回升，钢卷冷速较慢，与o2反应充分，fe2o3比例更大，所以红色相对重一些。