带钢酸洗表面质量都有哪些缺陷?
带钢酸洗表面质量缺陷主要有欠酸洗缺陷、过酸洗缺陷,停车斑、水印等。造成带钢出现酸洗质量缺陷的主要原因有:热轧来料质量情况、酸洗拉伸矫直机工艺和设备功能、酸洗工艺段工艺和工艺段设备、缓蚀剂的使用情况等。
一、欠酸洗的发生
带钢经酸洗后,表面残留局部未洗掉的氧化铁皮,经轧制后板面颜色暗,严重的板面发黑或花脸状,通常称之为欠酸洗缺陷。由于氧化铁皮与带钢本体相比,其相对摩擦较小,易造成润滑条件发生变化,严重的可能造成带钢延伸不均,出现浪形等缺陷;同时,氧化铁皮的压入,使最终产品的表面质量带来不利影响;当氧化铁皮出现脱落现象时,易粘在轧辊表面,产生辊印缺陷。
1、欠酸洗缺陷产生原因
影响带钢酸洗质量的主要因素有:带钢表面氧化铁皮的成分与厚度分布、拉矫机工艺、带钢板形质量,酸洗工艺等。
1)带钢表面氧化铁皮的成分与厚度分布
带钢表面氧化铁皮的成分与厚度分布影响着沿热轧带钢卷取时各部分的温度,导致带钢冷却速不同,即沿带钢长度方向的头、中、尾以及沿宽度方向的边部和中部的温度和冷却速度不同,造成同一带钢各部分的氧化铁皮结构和厚度不同,在冷轧酸洗过程中产生局部欠酸洗现象。
2)拉矫机工艺
冷轧拉矫机不正常工作或拉矫延伸系数不够,使铁皮未经充分破碎、剥离,影响酸洗效果。
3)带钢板形质量
带钢板形差,如镰刀弯,浪形等,特别是热轧来料浪形比较普遍,易造成局部欠酸洗。
4)酸洗工艺
酸洗工艺不适当,如酸洗浓度、温度偏低、酸洗速度太快、酸洗时间不足、亚铁浓度高、未及时补充酸液、酸洗过程中酸洗槽内带钢张力过大、带钢垂度小,使带钢未全部浸入酸液中等。
2、控制措施
当带钢在规定的运行速度情况下,出现欠酸洗质量缺陷,则采取如下措施:
1)拉矫工艺控制
如果冷轧所用的原料浪形问题严重,在进入冷轧机组前最好地办法是最大程度地优化拉矫工艺,最大程度的改善板形,尽量保证进入酸洗槽的带钢板形良好。同时,针对来料双边浪严重的情况,除通过拉矫机尽量调整板形外,在条件允许的前提下,适当增加带钢在酸洗槽内的垂度,以最大限度地提高带钢在酸洗槽内的浸泡量,从而减少由于双边浪对带钢酸洗效果的影响。
2)酸洗工艺段工艺参数控制
当带钢出现欠酸洗缺陷时,首先应该适当降低酸洗工艺段速度。如速度减到一定程度,如下降20%,仍有欠酸洗时,应适当升高酸液温度。如此时仍然存在欠酸洗缺陷,则相应适当提高酸液浓度,最终达到控制欠酸洗缺陷的目的。
二、过酸洗的发生
带钢在酸液中停留时间过长,表面逐渐变成粗糙的麻面,板面发黑,称之为过酸洗。存在过酸洗缺陷的带钢,其表面粗糙度大于酸洗质量正常的带钢,其在轧制过程中产生的铁屑量大大增加,从而影响到乳化液系统的清洁性和轧后带钢表面残留物的多少,给后工序生产带来不利因素。
1、过酸洗出现的原因
过酸洗出现的原因有多方面:
①酸洗时间过长,酸洗液腐蚀带钢基体。
②酸洗液浓度太高,使铁的氧化物增多、酸反应速度加快,在反应充分完毕后,带钢还未离开酸洗槽进而腐蚀基体。
③酸洗液温度偏高,同样使铁氧化物增多,酸反应速度加快,反应完毕后腐蚀铁基体。
2、预防控制措施
主要是从酸洗工艺入手,合理控制酸洗温度、酸洗速度、酸洗液浓度、加适当的缓蚀剂等来控制铁基体和酸的反应时间和反应速度。其中添加适当缓蚀剂是比较方便、有效且可操作性强的控制手段。
缓蚀剂的主要作用是比氢更紧地吸附在钢表面上,从而有效地阻止了氢的反应,因为对于铁的溶解过程伴有电子的得失,因此这一反应受到了很大的抑制。在铁的酸洗操作中,缓蚀剂抑制腐蚀的作用极为重要。铁离子特别是在酸度下降的情况下能水解成难溶解的氢氧化铁。氢氧化铁形成给酸洗工艺带来一系列问题,因此应当避免。
根据酸洗缓蚀剂的原理,一种良好的缓蚀剂应满足以下要求:能够有效地降低金属铁的溶解速度,但对氧化铁皮的溶解无减慢作用;能够有效地阻止氢原子往钢材中扩散;能够很好地溶解在酸溶液中,具有较高的缓蚀效率;在酸洗温度下稳定,并保持其缓蚀效率;形成的保护膜要易于用水洗掉;能够在酸液表面形成泡沫,以减少酸雾产生;不妨碍废酸液中铁盐的提取处理,也不影响副产物的质量,价格便宜,易于制取,且能长期存放不变质。
如果热轧来料中Al含量偏低,低合金钢中Si含量偏高,Al在反应中可作为阴极保护铁基体,而Si则会产生硅胶吸附氧化铁皮和其他杂质,针对这种情况,我们应选用相应的适合本厂实际情况的缓蚀剂。
过酸洗是因为酸洗的时间过长,是钢管基体受到了过分的侵蚀,伴随着表面粗糙等缺陷。产生过酸洗的原因,主要是因为没有严格遵照工艺规程来操作,把酸洗时间延长了,或将酸洗溶液的温度及浓度提高的结果。其次是钢管基体表面组织中有非金属夹杂、偏析及内应力等原因存在的结果。
产生过酸洗的原因,主要是因为没有严格遵照工艺规程来操作,把酸洗时间延长了,或将酸洗溶液的温度及浓度提高的结果。其次是钢管基体表面组织中有非金属夹杂、偏析及内应力等原因存在的结果。
国内大多数冷轧厂酸轧联合机组的酸洗部分为层流浅槽盐酸酸洗,一般由4个酸洗槽组成(1#~4#),酸洗槽全长~100m。四个酸洗槽的酸液温度控制范围为65~85℃,酸洗工艺段最大速度200m/min。
为了提高带钢的酸洗质量,在1#酸洗槽前设置了一台拉伸矫直机。拉伸矫直机的作用是对热轧来料进行破鳞和板形矫正。
少数冷轧厂酸洗机组和主轧机是各自独立的,酸洗机组的故障对轧机无影响。大部分酸轧机组联合生产线,酸洗和轧机形成一条连续生产线,所以带钢酸洗质量不但影响轧后带钢质量,同时影响到轧机的运行稳定。特别是当出现带钢酸洗质量缺陷时,要对酸洗工艺或设备进行调整,可能对轧机生产节奏产生一定的影响。所以控制酸洗段良好运行,不仅是保证轧后带钢质量及成品质量的条件之一,同时也是保证整个酸洗机组紧凑生产的先决条件。
特征:在钢管的内表面上呈现直线或螺旋、半螺旋形的锯齿状缺陷。
产生原因:
1)管坯:中心疏松、偏析;缩孔残余严重;非金属夹杂物超标。
2)管坯加热不均、温度过高或过低、加热时间过长。
3)穿孔区域:顶头磨损严重;穿孔机参数调整不当;穿孔辊老化等。
检判:钢管内表面不允许存在内折,管端内折应修磨或再切,修磨处壁厚实际值不得小于标准要求最小值;通长内折判废。
2、内结疤
特征:钢管内表面呈现斑疤,一般不生根易剥落。
产生原因:
1)石墨润滑剂中带有杂质。
2)荒管后端铁耳,被压入钢管内壁等。
检判:钢管内表面不允许存在,管端处应修磨及再切,修磨深度不应超标准要求负偏差,实际壁厚不得小于标准要求最小值;通长内结疤判废。
3、翘皮
特征:钢管内表面呈现直线或断续指甲状翘起的小皮。多出现在毛管头部,且易于剥落。
产生原因:
1)穿孔机调整参数不当。
2)顶头粘钢。
3)荒管内氧化铁皮堆积等。
检判:钢管内表面允许存在无根易剥落(或在热处理时可烧掉)的翘皮。对有根的翘皮应修磨或切除。
4、内直道
特征:在钢管内表面存在具有一定宽度和深度的直线形划伤。
产生原因:
1)轧制温度低,芯棒粘有金属硬物。
2)石墨中含有杂质等。
检判:
1)套管和普管允许深度不超过5%(压力容器类最大深度0.4mm)的内直道存在。
慎独超查德内直道应修磨、切除。
2)边缘尖锐的内直道应修磨平滑。
5、内棱
特征:在钢管内表面存在具有一定宽度和深度的直线形凸起。
产生原因:芯棒磨损严重,修磨出不圆滑或过深等。
检判:
1)套管、管线管允许存在高度不超过壁厚道8%,最大高度不超过0.8mm不影响通径的内棱存在。超差应修修磨及再切。
2)普管、管线管允许存在高度不超过壁厚8%(最大高度为0.8mm)的内棱存在。超差应修磨及再切。
3)对L2级(即N5)探伤要求钢管,内棱高度不得超过5%(最大高度为0.5mm)。超差应修磨及再切。
4)边线尖锐的内棱应修磨平滑。
6、内鼓包
特征:钢管内表面呈现有规律的凸超且外表面没有损伤。
产生原因:连轧辊修磨量过大或掉肉等。
检判:按照内棱要求检判。
7、拉凹
特征:钢管内表面呈现有规律或无规律地凹坑且外表面无损伤。
产生原因:
1)连轧调整不当,各架辊轧速不匹配。
2)管坯加热不均匀或温度过低。
3)轧制中心线偏离,钢管与连轧后辊道碰撞产生等(注:此种原因2003.1提出,原理尚在探讨)。
检判:不超过壁厚负偏差,实际壁厚大于壁厚要求最小值的拉凹允许存在。超标的拉凹应切除。(注:拉凹严重发展即为拉裂,此种伤应严格检验)。
8、内螺纹(此缺陷只在机组产生)
特征:钢管内表面有螺旋状痕迹,多出现在薄壁管内表面,有凹凸不平的明显手感。
产生原因:
1)斜轧工艺的固有缺陷。在轧管机工艺参数调整不当时,这种缺陷更为突出。
2)变形量分配不合理,减壁量过大。
3)轧型辊型配置不当。
检判:钢管内螺纹缺陷深度不大于0.3mm,且在一定的公差范围之内。
轧制无缝管的原料是圆管坯,圆管胚要经过切割机的切割加工成长度约为1米的坯料,并经传送带送到熔炉内加热。钢坯被送入熔炉内加热,温度大约为1200摄氏度。燃料为氢气或乙炔。炉内温度控制是关键性的问题.圆管坯出炉后要经过压力穿孔机进行穿空。一般较常见的穿孔机是锥形辊穿孔机,这种穿孔机生产效率高,产品质量好,穿孔扩径量大,可穿多种钢种。穿孔后,圆管坯就先后被三辊斜轧、连轧或挤压。挤压后要脱管定径。定径机通过锥形钻头高速旋转入钢胚打孔,形成钢管。钢管内径由定径机钻头的外径长度来确定。钢管经定径后,进入冷却塔中,通过喷水冷却,钢管经冷却后,就要被矫直。钢管经矫直后由传送带送至金属探伤机(或水压实验)进行内部探伤。若钢管内部有裂纹,气泡等问题,将被探测出。钢管质检后还要通过严格的手工挑选。钢管质检后,用油漆喷上编号、规格、生产批号等。并由吊车吊入仓库中。
2、影响焊缝表面状态:酸洗同时也对焊缝表面造成一定的腐蚀作用,对渗透检测结果产生影响。如果酸洗处理不当或者酸液残留,导致焊缝表面出现蚀坑、划痕等表面缺陷,从而影响渗透检测的准确性。
3、酸洗方法的选择:一些酸洗方法会更加适合于不同类型的不锈钢焊缝。例如,硝酸可以在不锈钢表面形成一层致密的氧化膜,可以在一定程度上保护表面免受进一步腐蚀,过度使用可能会对环境和健康造成威胁。
1.硫酸:稀释至20%左右的浓度,加热到60-65度,一般洗20-30分钟
2.盐酸:同样稀释至20%左右的浓度,直接室温酸洗,一般洗20-30分钟
酸洗后(以去除氧化皮为准),要立即用水冲洗,立即中和处理,防锈的话,还要进行钝化处理。
热处理工艺参数:
1.普通退火:790-810度加热,炉冷至650度后,空冷——HB170-207
2.等温退火:790-810度加热,710-720度等温,空冷——HB207-229
3.正 火:900-920度加热,空冷——HB270-390
4.高温回火:650-700度加热,空冷——HB229-285
5.淬 火:860度加热,油淬——HRC62-66
6.低温回火:150-170度回火,空冷——HRC61-66
7.碳氮共渗:820-830度共渗1.5-3小时,油淬,-60度至-70度深冷处理 +150度至+160回火,空冷——HRC≈67
2、开裂:钢管开裂会直接引起钢管最严重的质量问题,开裂造成的情况会有很多种,圆钢的选材不标准,不优质,加工过程中技术不达标在最后矫直过程中都会引起开裂的情况产生
3、凹坑:凹坑的产生,会使表面造成凸凹不平的现象产生,对于无缝钢管来说,内外表面的凹坑,严重的影响的后期的深加工。
4、 翘皮:翘皮问题出现一般出现于加工过程中,退火及酸洗的状态是很大的影响因素。
5、 偏心过大:偏心造成的原因,最大的影响是在初步加工过程中,偏心过大的产生会直接壁厚的不均匀,影响后期的加工质量和水平。
6、 直线度保证不好:异型钢管对于精度各项要求较高,尤其是直线度的要求,但是直线度要求也是考验一个厂家实力的间接体现,很多小厂在直线度方面无法保证公差要求等其他因素。