氧化鐵皮是金屬在加熱、熱處理或在熱狀态下進行加工時形成的一層附着在金屬表面上的金屬氧化物。由于金屬的成分、表面溫度、加熱和冷卻制度、周圍介質含氧量等因素的不同，氧化鐵皮的成分與結構也因之而異。

一般來說，金屬的化學性質越活潑，溫度越高，金屬的氧化速度就越快。氧化時間長則形成的氧化鐵皮厚度就越大。

鐵是一種比較活潑的金屬，各種鐵的氧化物、結構也較為疏松，而鋼材的軋制及鐵制品的加工，多半都是在較高的溫度下進行的，因此，加快了鋼材的氧化速度，促進了鋼材表面氧化鐵皮的形成。

由于熱軋帶鋼的化學成分、軋制溫度、軋制後的冷卻速度及卷取溫度的不同，所以帶鋼表面上所形成的氧化鐵皮的結構、厚度、性質亦有所不同。

1、表面氧化鐵皮的形成

軋件經粗軋後沿輥道向精軋機組運行時，溫度為1000℃左右，這時在軋件表面上已生成了一層薄的氧化鐵皮，但精軋機組前的二次除鱗裝置可将其清除掉。

在精軋過程中帶鋼在機架間暴露的時間極短，而且較大的壓下量阻礙了表面上形成厚的氧化鐵皮，而所形成的氧化胞膜立即被破壞并受到冷卻水的沖洗，因此，可以說剛剛從精軋機組軋出的帶鋼，雖然有較高的溫度，但帶鋼表面的氧化鐵皮是極薄的。

帶鋼在輸出輥道上經過層流冷卻後，在600℃左右進行卷取，随後緩慢冷卻，在此過程中，帶鋼表面被氧化而形成氧化鐵皮。

2、氧化鐵皮的組成和結構

帶鋼表面的氧化鐵皮，由于鋼的化學成分、軋制時帶鋼表面溫度、加熱溫度、終軋溫度、冷卻制度、周圍介質的含氧量的不同，因此，氧化鐵皮的組成和結構也因之而異。

熱軋炭素結構鋼的終軋溫度一般控制在870℃左右，且周圍介質含有大量的氧氣，随後又是相當快的冷卻速度，所以其氧化鐵皮一般都具有三層結構：

·鋼鐵表面的一層是富氏體（FeO和Fe3O4固溶體）

·在上面一層是Fe3O4

·最上面一層是Fe2O3。

3、影響帶鋼表面氧化鐵皮的因素

Ａ 終軋溫度和速度的影響

鐵的氧化過程是Fe→FeO→Fe3O4→Fe2O3，随着溫度的升高，氧化速度逐漸增大。在600~800℃的範圍内，生成的氧化鐵皮能夠很好地阻礙鐵及氧原子的擴散，因此氧化速度反而不再繼續增大。

當溫度超過800℃時，氧化鐵皮阻礙擴散的能力将大大降低，因此，氧化速度又迅速增大。

由于溫度升高，氧化速度加快，因此在單位時間内，帶鋼表面氧化鐵皮的厚度随着溫度的升高而增厚。

同樣，高的軋制速度可以減少鋼在高溫狀态下與空氣接觸的時間，從而也就減少了氧化鐵皮的厚度。因此，為了減小氧化鐵皮的厚度，熱軋帶鋼應在盡可能低的溫度和盡可能高的軋制速度下進行軋制。

從氧化鐵皮的結構上看，終軋溫度在700~900℃之間時，所形成的氧化鐵皮含80%~ 90%的FeO、10%~20%的Fe3O4，在溫度高于900℃的條件下，氧化和氧化性氣體較多時，鐵将迅速被氧化，Fe3O4可以在高溫下迅速形成，并開始在鐵皮表面形成Fe2O3單獨一層。當溫度低于570℃時，氧化鐵皮由Fe3O4組成，表面上覆蓋着一層很薄的Fe2O3 。

提高軋制速度可以減小氧化鐵皮的厚度，然而，過高的軋制速度将使卷取溫度迅速提高，并造成氧化鐵皮中的富氏體轉變為Fe3O4，給以後清除帶鋼表面上的氧化鐵皮（酸洗）工作帶來困難 。

因此，準确地控制軋制速度乃是有利于酸洗的重要因素

B 冷卻速度的影響

一般來說，熱軋帶鋼表面的氧化鐵皮有三層：靠近基鐵的内層為富氏體，中間層為Fe3O4，外層為Fe2O3 。

其中有利于酸洗的富氏體在575℃以上是穩定的，在570℃以下時富氏體中的FeO不穩定，并且按照 4FeO＝Fe3O4 Fe 分解，變成Fe3O4和Fe。當溫度進一步降低到300℃以下時，這種轉變将趨近于零。

如果氧化鐵皮層在570~300℃之間急速冷卻的話，則富氏體層将來不及分解并在更低的溫度下被固定下來，從而得到有利于酸洗的富氏體結構。

緩冷時，鐵皮中的富氏體層随着冷卻速度降低二逐漸減少，因此，帶鋼在冷卻區域冷卻速度較慢時，鐵皮中的富氏體層隻有少量存在或完全沒有。

實際生産過程中，一般是軋後進入層流冷卻區進行快冷。在噴水的情況下，氧化鐵皮的厚度增加很快。因為氧化鐵皮在水中要比在空氣中形成的快，因此，在水蒸氣氣氛中停留的時間愈長，形成的氧化鐵皮就愈多，而FeO的含量卻減少。所以，準确地調節噴水段的冷卻速度和盡可能地減少在水中的停留時間是非常重要的。

C 卷取溫度的影響

帶鋼的卷取溫度在600~700℃時，對氧化鐵皮厚度的增加沒有太明顯的影響。但卷取溫度提高，在帶鋼的邊緣和頭部會生成Fe3O4。

進一步降低卷取溫度對氧化鐵皮的厚度沒有明顯影響，但是，帶鋼邊緣和尾部出現Fe2O3的危險減小了，同時，富氏體向Fe3O4轉化的程度也減小了。當卷取溫度從700℃降低到600℃時，酸洗時間就縮短10%~20%。為了控制富氏體的轉化，帶鋼應該在相當低溫度下進行卷取（500℃～550℃），但這樣将導緻卷取前帶鋼水冷時間增加，從而引起氧化鐵皮厚度的不均勻性增加，Fe3O4将增多，富氏體減少，因此，必須制定最佳的卷取溫度，以減少帶鋼在冷卻過程中富氏體的轉化，防止氧化鐵皮厚度明顯增加。實踐表明，在550℃～590℃卷取時，帶鋼表面的氧化鐵皮最薄，其中富氏體層較厚，富氏體分解最少，因而酸洗時間能夠減少。

4、帶鋼表面氧化鐵皮的可酸洗性

氧化鐵皮的附着強度、帶鋼的化學成分、機械變形的種類和程度、氧化鐵皮的結構及厚度、表面污染、表面缺陷、酸洗劑的種類和成分以及酸洗時的工作條件等。

在氧化鐵皮中，富氏體隻是靠近在鋼闆基體的表面上存在，而鐵皮外層的Fe3O4和Fe2O3在酸溶液中是比較難溶解的。但由于鐵皮層存在着裂縫和氣孔（特别是通過破鱗和拉矯後），因此，酸溶液便能通過這些裂縫和氣孔到達金屬表面和富氏體層，随着金屬鐵和富氏體的溶解，便減少了鐵皮與金屬之間的附着力，并在酸溶液與金屬鐵反應過程中生成的氫氣的作用下，氧化鐵皮便從基體上脫落而沉到酸槽的底部。與此同時，難溶的Fe3O4及Fe2O3也被還原成容易溶解的FeO，從而使氧化鐵皮從帶鋼表面上分離開來。

影響酸洗性的另一個重要因素是氧化鐵皮的緻密度。

富氏體具有天然的最大孔隙率，而Fe3O4層和Fe2O3層是緻密的，它們會把鐵皮中其他氧化層内的氣孔全部堵死，從而阻礙了酸液的滲入。帶鋼在冷卻過程中雖然會形成一些裂紋，但也不能保證酸液滲入氧化鐵皮的深處。特别是現代化軋機生産的熱軋帶鋼，鐵皮的厚度是相當穩定的，其緻密度是相當高的，因此，為了提高氧化鐵皮的可酸洗性，采用破鱗設備增加裂紋仍然是十分必要的。

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