型鋼表面銹蝕的原因分析與防護

周長秀談群峰

（山東萊鋼型鋼廠，山東萊蕪271104）

型鋼表面銹蝕的原因分析與防護

周長秀談群峰

（山東萊鋼型鋼廠，山東萊蕪271104）

以某生產線為例，分析了型鋼銹蝕的原因，提出了型鋼銹蝕的防護措施。

型鋼銹蝕防護

隨著用戶對型鋼質量要求的普遍提高，產品表面外觀質量越來越影響用戶對產品的認可程度。大部分生產線生產的普碳型鋼產品在較短的時間內就容易出現銹蝕現象，表面發黃或發紅，極大地影響了產品的外觀。

1 生產線工藝狀況

某生產線的軋機由開坯軋機、萬能軋機組成，在軋制過程中需要對軋輥進行噴水冷卻；軋件出軋機后進行強制水冷，在冷卻到一定溫度時，進入矯直機進行矯直；矯直后根據需要將軋件鋸切成一定長度的定尺；隨后進行碼垛包裝。

型鋼一般呈H形，產品銹蝕主要分布在成品上腹板，其中腹板靠近兩側矯痕區域銹蝕尤其嚴重，而在每個成品定尺上越靠近兩頭銹蝕越嚴重。部分產品在入成品庫之前即已開始出現銹蝕，有的是在幾天內即出現明顯銹蝕。

2 型鋼銹蝕原因分析

熱軋時，由于鋼鐵和空氣中氧的反應，常會大量形成氧化鐵皮。氧化鐵皮的主要成分是Fe2O3，Fe3O4，FeO。其中，氧化鐵皮最外層為Fe2O3，阻止氧化作用；中間為Fe3O4；最里面為FeO。Fe2O3呈紅色，Fe3O4呈黑色，FeO呈藍色，由于鐵皮中各種氧化成分比例隨其氧化過程不同而變化，因此表現顏色不同。分析該生產線的型鋼銹蝕原因主要有三點。

2.1 過程冷卻水積存

由于冷床冷卻能力不足，為了保證軋件下冷床的溫度能滿足矯直要求，必須在冷床上進行噴水強制冷卻。這種冷卻方式導致的負面影響就是軋件腹板的存水較多，鋼材表面被一層水所覆蓋，同時在冷鋸鋸切后，鋸片的冷卻水也留存在腹板上。根據用戶反映，產品運輸到后即有嚴重的銹蝕，生銹速度較快。分析原因主要是軋件腹板表面存水過多，積水的存在加劇了鋼材表面銹蝕速度。

2.2 鋼材氧化膜脫落

在熱軋后軋件表面形成一層氧化鐵皮保護層，但是在矯直后氧化鐵皮剝落，而鋼材本身含有鐵、碳等多種成分，由于這些成分的電極電位不同，于是在矯直輥片壓過的腹板兩側和鋸切端面失去氧化層保護的位置，形成許多微電池，將軋件表面氧化成為疏松易剝落的紅棕色鐵銹，從而加劇了產品的表面銹蝕。同時由于冷卻水的水質差，水中含有較多氧化鐵皮、油污等雜質，也加劇了型鋼的表面銹蝕。

2.3 儲存、運輸中型鋼觸水較多

如果在儲存、運輸過程中，遇有雨雪等天氣，而型鋼又露天存放的話，大量的水會持續氧化型鋼表面。由于持續時間長，覆蓋面廣，這種雨水造成的銹蝕比生產過程中的冷卻水更為嚴重。

3 該生產線型鋼銹蝕的防護措施

（1）型鋼生產過程中和出廠時必須保證表面徹底干燥，確保表面無殘留水分及其他侵蝕性介質。具體措施：改造冷床冷卻水管，將冷床上的噴水位置前移，在不改變軋件性能的前提下，盡量在高的溫度時噴水，減小水量，利用高的表面溫度加速蒸發；在冷鋸后設掃水裝置，減少腹板上的冷卻水量，改造冷鋸冷卻水的噴射方式，在滿足冷卻條件的前提下，將冷卻水嘴后移，減少在腹板上的水量；在收集臺架前增設離心式風機和風刀，吹掃冷鋸鋸切后型鋼腹板上的水；在收集區域的入口處將型鋼翻轉180°，減少水在腹板上的存留量。在收集區下方增加風機，使翻鋼后的鋼材盡快干燥。

（2）改善儲存條件，改進儲存方式，避免產品淋雨，避免雨水浸入堆垛的型鋼內部，尤其嚴防雨中吊裝。

（3）加快使用節奏，盡量減少貯存時間，型鋼的存儲時間最好不超過3個月，最長不超過半年。

4 其他型鋼銹蝕防護措施

從根本上解決問題的防銹措施是控制軋制與冷卻，采用過氧化技術軋制黑皮鋼。目前，日本等國鐵皮控制技術基本成熟，但嚴格保密，且對除鱗設備和鋼種成分有嚴格要求。

在成分方面，主要應降低Si的含量。熱軋鐵皮呈紅色的鋼中Si含量較高；呈藍灰色的鋼種Si含量較低。w（Si）＞0.2%時紅銹相對重一些；w（Si）≤0.07%時紅色氧化色可基本消除，對于厚規格Si含量還要更低些，當w（Si）≤0.05%時紅色氧化色才可基本消除。由此，降低Si含量是解決紅銹問題的有效辦法。

除鱗設施的應用也非常重要，適當的除鱗設施可以除去大部分附著在鋼材表面的氧化鐵皮。在氧化物和基體界面處形成FeO和Fe2SiO4共析產物，上層氧化物為FeO。Fe2SiO4在高溫時是液態，易被除去；而在低溫時為固態，則去除較難。在軋制過程中，Fe2SiO4不發生變形，而FeO層發生破碎，使其暴露在空氣中的面積大大增加，加速了FeO向Fe2O3的生成。所以除鱗設施在考慮壓力之外，還要考慮除鱗的位置、時間。

5 結語

某生產線采取以上措施后，型鋼腹板上的水量明顯減少，產品外觀形象有所改觀。產品在運至成品跨前無冷卻水殘留，從而短時間內不會產生嚴重銹蝕。

［1］崔忠圻.金屬學與熱處理［M］.北京：機械工業出版社，1997.

［2］夏蘭廷.金屬材料的海洋腐蝕與防護［M］.北京：冶金工業出版社，2004.

［3］孫秋霞.材料腐蝕與防護［M］.北京：冶金工業出版社，2001.

（編輯：胡玉香）

TG178

A

2011－01－11

1672-1152（2011）01-0074-02

周長秀（1978），女，于山東萊鋼股份有限公司型鋼廠技術科工作，工程師。Tel：13963494871，E-mail: zhoucxcx@126.com