[发明专利]一种通过改善氧化铁皮性能以提升钢材表面质量的方法

说明书

本发明公开了一种通过改善氧化铁皮性能以提升钢材表面质量的方法，涉及钢材加工技术领域，具体工艺如下：1）加工制备合金粉末A；2）加工制备合金粉末B；3）将合金粉末A喷洒在开坯后的钢锭表面，放入加热炉中进行热处理，冷却出炉后进行粗轧；4）将粗轧后的钢锭通过水箱穿水降低终轧前温度，确保终轧温度控制在820‑840℃，将制备的合金粉末B均匀的喷洒在粗轧后的钢锭表面，经终轧以及冷却处理后即可。本发明通过缩小三层氧化铁皮结构的塑性差异，使得三层氧化铁皮可以与钢材基体一起发生塑性变形而不会出现破裂的现象，从而可以使热轧加工过程中钢材表面氧化铁皮易破裂和脱落的现象得到改善，有助于实现钢材表面质量的显著提升。

技术领域

本发明属于钢材加工技术领域，具体涉及一种通过改善氧化铁皮性能以提升钢材表面质量的方法。

背景技术

钢铁材料的热轧温度范围是800-1250℃，由于钢铁材料生产还不能在全真空条件下进行，生产现场充满了氧化性气氛，所以热轧温度范围内钢铁材料的表面氧化铁皮生长速率特别快，所以无论是型材，棒材还是板材在它们热轧成型的过程中表面都会被氧化铁皮所覆盖。虽然在轧制过程中有高压水将热轧钢材表面氧化铁皮除去，然而由于除鳞之后钢板的温度依旧很高所以钢材表面极易生成新的氧化铁皮。在轧制过程中氧化铁皮和基体之间存在的性能差异，轧制工艺不合理就会造成氧化铁皮破裂破坏了钢材的表面质量。

根据热轧现场生产设备和生产工艺，将氧化铁皮的生长过程分为以下三个阶段。一是在加热炉中生长的氧化铁皮被称为一次氧化铁皮，这一阶段的氧化铁皮厚度可以达到几毫米；二是在粗轧阶段生成的氧化铁皮被称为二次氧化铁皮，这一阶段的氧化铁皮厚度可以达到几百微米；三是在终轧和冷却过程生成的氧化铁皮被称为三次氧化铁皮，这一阶段的氧化铁皮厚度在100微米以下。根据目前的研究结果可以确定钢铁材料的表面氧化铁皮呈现分层结构且主要分为三层，这三层分别是靠近基体氧化层为FeO，中间层为Fe₃O₄和最外侧的氧化层为Fe₂O₃。分层结构的出现主要是由于铁离子和氧离子在高温状态时的相互扩散导致的。一直以来各国学者普遍认同的是热轧碳钢的氧化铁皮是由90-94％FeO，5-8％Fe₃O₄和低于2％Fe₂O₃组成的，通过对三种氧化物含量的对比可以发现铁离子在FeO中的扩散速度比在Fe₃O₄中的扩散速度快，而氧离子在Fe₂O₃层中的扩散速度非常的缓慢，这就使得氧化铁皮的各层结构拥有不同的微观形貌和性能。

在热轧过程中，氧化铁皮介于钢坯和轧辊之间，轧制工艺不合理将导致氧化铁皮从钢板表面脱落或是被压入钢板基体，产生麻点、凹坑和压氧等缺陷，从而破坏钢材产品的表面质量。因此提高钢板的表面质量目前亟待解决的研究热点。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的，室温条件下氧化铁皮承受变形应力的能力较差，在压缩变形时易发生破碎从而破坏钢材表面质量的技术问题，提供了一种通过改善氧化铁皮性能以提升钢材表面质量的方法，旨在通过提高氧化铁皮承受变形应力的能力，使得氧化铁皮在压缩变形时不易破碎，从而实现钢材表面质量的提升。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种通过改善氧化铁皮性能以提升钢材表面质量的方法，具体工艺方法如下：