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。

热轧钢材的可酸洗性和氧化铁皮的形成一样与很多因素有关，如氧化铁皮的粘附强度、钢的成分、机械变形的种类和程度、氧化铁皮的结构及厚度、表面污染(例如油脂引起的污染)、表面缺陷、酸洗剂的种类和成分以及酸洗时的工作条件等。下面仅就氧化铁皮的结构、耐酸性进行分析。

在氧化铁皮中，富氏体只是在靠近钢板的表面上存在，而铁皮外层的Fe3O4和Fe2O3，在酸溶液中是比较难于溶解的。但由于铁皮层存在着裂缝和气孔(特别是通过破鳞或拉矫之后)，酸溶液便能通过这些裂缝、气孔到达金属表面和富氏体层；金属铁和富氏体的溶解，减少了铁皮与金属之间的附着力，并在酸液与金属铁反应过程中生成的氢气的作用下，氧化铁皮便从基体上脱落。与此同时，难溶的Fe3O4及Fe2O3，也被还原成容易溶解的FeO，从而使氧化铁皮从钢材表面上剥离下来。

影响酸洗性的另一个重要因素是铁皮的致密度。富氏体具有天然的最大孔隙率，而Fe2O3层及Fe3O4层是致密的，它们会把铁皮中其他氧化层内的气孔全部堵死；从而阻碍了酸液的渗入；带钢在冷却过程中虽然会形成一些裂纹，但也不能保证酸液渗入氧化铁皮的深处。特别是现代化轧机生产的热轧带钢，铁皮的厚度是稳定的，致密度是比较高的，因此，为了提高氧化铁皮的可酸洗性，采用破鳞设备增加裂纹仍然是十分必要的。

在酸洗带钢时会发现，带钢尾部(酸洗卷头部)表面上的氧化铁皮较容易洗掉。这是因为带钢尾部的轧制温度一般比中部和头部低30～50℃，并在卷取时受到从卷取机上落下来的水的强化冷却，因此，带钢尾部铁皮形成的过程结束得较早，氧化铁皮较薄，而且FeO来不及转化。

最难酸洗的是带钢头部(酸洗带卷尾部)的氧化铁皮。这是因为带钢头部氧化铁皮的形成过程比尾部结束得缓慢，而使氧化铁皮层加厚的缘故。此外，氧化铁皮的缓冷促使FeO分解成Fe3O4或Fe2O3，也是造成酸洗困难洗的原因。

在带钢酸洗时还会发现，带钢的边缘上会出现未洗掉的黑边，这是因为在带钢长度的中部边缘上，氧化铁皮冷却的比较缓慢，而周围的氧气到带钢表面上的通路较通畅，使这里的氧化铁皮中Fe203层明显增加所致。 如前所述，在钢铁表面生成的锈层中，不仅羟基氧化铁比较疏松，容易溶解，而且锈层中的Fe还会进一步氧化。

在工业区的钢铁锈层中已确认有着FeSO4·7H2O、FeSO4·H2O 和 Fe2(SO4)3的存在。

氧化铁皮的主要成分是铁的三种氧化物（FeO、Fe3O4、Fe2O3）。它们都是难溶于水的两性氧化物，它们可以在适当的条件下，与强碱和酸进行复分解反应，生成能溶于水的盐。

通过复分解反应，钢铁表面的氧化铁皮就可经从钢材表面除去。但是在工业上，除了对不锈钢表面进行处理时使用强碱除去表面的铁、铬和硅的氧化物外，都是使用强酸的水溶液对钢材进行化学处理以除去钢材表面的氧化铁皮。

在工业生产中进行酸洗化学处理时，还有的将钢材作为电极，通以电流来提高酸洗的质量和酸洗的速度，即所谓的电解酸洗方法。

目前在钢铁的酸洗上主要使用的硫酸酸洗和盐酸酸洗的方法。

钢铁冶炼过程中，为了除去磷、硫等杂质，造成反应性好、数量适当的炉渣，需要加入冶金熔剂如石灰石、石灰或萤石等；为了控制出炉钢水温度不致过高，需要加入冷却剂如氧化铁皮、铁矿石、烧结矿或石灰石等；为了除去钢水中的氧，需要加入脱氧剂如锰铁、硅铁等铁合金等。上述材料统称为辅助原料。

石灰石

主要由方解石组成，化学成分为CaCO3。纯方解石含CaO56%、CO244%。开采出的石灰石因有杂质，CaO的含量一般为50～55%。在钢铁冶炼中，石灰石是造渣用的碱性熔剂，要求：①CaO含量高。②SiO2、Al2O3、S、P含量低。SiO2和Al2O3能降低石灰石作为熔剂的有效性能。在高炉冶炼中，石灰石里的SiO2和Al2O3含量每增加1%，其有效熔剂性能约降低28%。③大中型高炉用的石灰石，粒度为20～50毫米，小高炉为10～30毫米。

白云石

纯白云石 CaMg(CO3）2 含MgO219%、CaO304%、CO2477%。天然白云石还含有SiO2、Fe2O3、Al2O3等杂质，颜色通常呈灰白色或淡**。白云石在钢铁工业中大量用作碱性耐火材料，焦油白云石用作炼钢炉炉衬。白云石还用作碱性熔剂，以提高炉渣中 MgO的含量，改善流动性，利于脱硫，减少炉衬熔损。对作为熔剂的白云石的要求是含MgO高，含Al2O3、Fe2O3和SiO2低。中国白云石的化学成分一般为：CaO26～31%，MgO17～21%，SiO21～5%，Al2O305～3%，Fe2O301～3%，CO243～46%。

石灰

由石灰石煅烧而成，是炼钢最重要的熔剂。煅烧石灰必须用优质的石灰石原料，合适的煅烧设备，控制得当的煅烧过程和使用低硫低灰分燃料。采用缓慢加热高温煅烧所得的粗晶粒石灰(称为硬烧或死烧石灰），在炼钢炉中熔化慢，不易成渣。采用快速加热迅速通过高温区所得的晶粒细、活度大的石灰（称为活性石灰或软烧活性石灰），在炼钢炉中可防止钢液表面散热过多，熔化快，容易成渣，从而提高了脱硫、脱磷效率。炼钢用活性石灰的质量要求是：CaO>92%；P<0008%；S厘米；活性度>360毫升（滴定法）；粒度10～30毫米。石灰还用于铁水的炉外脱硫（见铁水炉外脱硫）。

萤石

又名氟石，主要化学成分为CaF2，有黄、淡紫、玫瑰、绿黑等各种颜色的结晶，比重 32，熔化温度约935℃。在高炉中，萤石作洗炉用（通过降低熔点，清除炉墙结瘤）；在炼钢中，用作助熔剂，可降低石灰的熔点，改善炉渣流动性，提高脱硫效率。萤石分解后有强腐蚀性，对设备和炉衬不利，使用量应适当控制。钢铁冶炼用萤石的成分：CaF275～95%，SiO25～20%，S010～15%。

氧化铁皮

又称铁鳞，是钢锭和钢坯在加热和轧制过程中产生的。它含铁约70～75%，在炼钢中可用作氧化剂；炼钢精炼期使用它能加速石灰溶解，且不降低熔渣碱度，又有利于熔池沸腾，对去磷有一定效果。此外氧化铁皮可配加入烧结料，以及在铁合金冶炼中用以代替钢屑。

锰矿

用于冶炼锰铁，有时用于高炉炼铁以调整生铁含锰量，或用于高炉洗炉。

加热时，钢表面与酸洗设备高温炉气接触发生氧化，生成氧化铁皮，称为一次氧化铁皮。在轧制过程中表面氧化铁皮脱落，热的金属表面

加热时，钢表面与酸洗设备高温炉气接触发生氧化，生成氧化铁皮，称为一次氧化铁皮。在轧制过程中表面氧化铁皮脱落，热的金属表面与水和空气接触，还会生成新的氧化铁皮，称为二次氧化铁皮。一般氧化铁皮由三层组成(见图7-3-10所示），最外层是三氧化二铁(Fe203)，约占整个氧化铁皮厚度的2%;中层是四氧化三铁（Fe304)，约占整个氧化铁皮厚度的18%;最里层是氧化亚铁(Fe0)，约占整个氧化铁皮厚度的80%。

热轧钢坯表面的氧化铁皮，其致密程度与钢坯的冷却速度有关。在空气中冷却时氧化铁皮比较疏松。裂纹很多；缓冷时氧化铁皮比较致密，裂缝也少。矫直可使钢材的氧化铁皮破碎或变得疏松。

合金钢的氧化铁皮除含氧化铁之外，还含有不同数量的合金元素氧化物。所以合金钢的氧化铁皮性质不同于碳钢。例如，不锈钢中含有铬、硅等元素使钢坯表面生成稳定的氧化膜，这种氧化膜不能用普通酸洗方法去除。

氧化铁皮的构造、特性除与钢的化学成分有关外，还受加热温度、加热时间及炉气成分等因素的影响。通常在低温阶段加热时生成的氧化铁皮较少；当加热到600~700 C时，氧化开始显著并生成氧化铁皮;钢在900~1000C时氧化速度急剧增加，氧化铁皮生成量增加。一般地说，加热温度愈高，加热时间愈长、炉子的氧化性气氛愈强，生成的氧化铁皮就愈多