冷轧轧硬卷表面乳化液斑的形成机理

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1、冷轧轧硬卷表面乳化液斑的形成机理及改进措施莱钢板带厂高荣庆1、莱钢板带厂冷轧薄板生产线简介2、乳化液斑的形成机理2.1乳化液斑的特征2.2乳化液斑的成因2.2.1带钢表面乳化液残留的形成原因2.2.2乳化液斑的形成过程2.2.3乳化液斑形成的化学反应2.2.4乳化液中盐酸的来源3、改进措施3.1减少乳化液残留3.2提高酸洗坯表面漂洗效果3.3加强乳化液的管理4、改进措施5、结论1、莱钢板带厂冷轧薄板生产线简介1500mm冷轧带钢生产线于2006年6月份建成投产，工程总投资4亿元，设计产品规格（0.2~1.5）mm×（900~1350）mm。主要生产CQ、DQ、DDQ、H

2、SS、硅钢等产品。该条生产线，主要包括半连续式推拉式酸洗机组、1500mm六辊UCM轧机机组、重卷机组等，轧机采用AGC厚度自动控制、在线板形测量与控制、在线测厚测速等多种先进的监测与控制技术。同时在建脱脂、罩式退火、平整机组、重卷拉矫、包装机组等生产设备，预计近期投入运行。2、乳化液斑的形成机理2.1乳化液斑的特征乳化液斑大多出现在轧机头部，也就是重卷的尾部。在重卷时可清楚观察到：距尾部60米左右时开始出现（时多时少，60米只是一个大致的平均数），开始出现时多发生在带钢的边部和中部浪形区，沿钢带纵向呈条状或细长岛状；随着带钢到尾部距离的缩短，乳化液斑的密度增大，在距尾

3、部20米时开始大量出现，呈一定间距平行条状排列。有时覆盖整个此区域；上下表面均产生乳化液斑，斑迹的形状，大小基本一致。斑迹大多呈黄褐色，轻者呈黄色，重者呈灰黑色，斑迹无法用擦拭物擦除。典型的乳化液斑迹形貌见图1。图1重卷时接近尾部的乳化液斑形貌2.2乳化液斑的成因2.2.1带钢表面乳化液残留的形成原因机前工作辊乳化液喷射梁为ABB公司板形仪配套的气动控制流量的喷射梁，可随轧制速度调节喷射流量大小，机后为普通喷射梁，喷射流量不能调节。空气吹扫为机前机后上下表面各一道吹扫。当进行奇道次轧制时，带钢从机前向机后轧制，机前乳化液开启，机后乳化液关闭；当进行偶道次轧制时，机后乳化

4、液开启，机前乳化液关闭。带钢乳化液残留有如下原因：一、乳化液喷射到轧辊辊面后反射弹回，造成带钢表面沾污；二、带钢表面空气吹扫能力不足且又存在漏吹；三、可逆轧机道次转换时，上一道次的入口，下一道次即变成出口，上一道次残留在入口辊缝处的大量乳化液来不及排走，在下一道次轧制时顺着带钢流出，卷入卷芯，尤其在最末道次时滞留时间较长，形成乳化液斑。图2乳化液喷射及空气吹扫系统布置图机后机前机前空气吹扫机后空气吹扫机前乳化液喷淋机后乳化液喷淋支承辊间中辊工作辊2.2.2乳化液斑的形成过程现场观察发现：带钢在轧制卷取时，有乳化液卷入带卷层之间，严重时可用肉眼看到层与层之间有乳化液挤出，

5、在卸卷后到重卷的存放时间内，因带卷的温度较高达到110℃～130℃，加之带钢表面和残留乳化液中有铁粉存在，随着乳化液水分的蒸发，乳化液中各种化学成分浓度增加，加速了各种化学反应的进行。最后各种反应物与带钢机体形成的锈蚀结合，沉积在带钢表面形成难以擦除的乳化液斑迹。乳化液残留带钢表面越多，乳化液污染越严重；轧后滞留时间越长，形成的乳化液斑越严重，乳化液斑的颜色越重。为更直观地说明乳化液斑的形成规律，我们进行了现场的模拟实验：在第三道和第五道轧制过程中，轧制到整卷中部时，将乳化液泼在带钢表面，乳化液随即卷入钢卷内，观察乳化液斑的生成情况。结果表明：第三道次没有生成乳化液斑；

6、第五道次生成大量的乳化液斑，见下图。图3第3道次现场实验板面情况图4第5道次现场实验板面情况模拟实验的结果可以说明如下问题：（1）乳化液斑的产生发生在第五道次（2）形成乳化液斑的物理、化学反应不是瞬间完成的，需要的时间大约为12～40分钟2.2.3乳化液斑形成的化学反应乳化液斑主要是带钢表面的锈蚀而成，其主要成分为碱式氧化铁——FeO(OH)和少量的Fe3O4组成，碱式氧化铁是Fe(OH)3的脱水产物，是介于Fe(OH)3和Fe2O3之间的一种产物。碱式氧化铁实际状态是一种疏松的氧化铁层，它的形成必须满足两个必备条件：一是具备形成碱式氧化铁的物质条件二是在其周围形成四周

7、封闭的空室区在密闭空室区内的温度都在100℃以上，油气排不出而进入氧化铁层内形成乳化液斑。碱式氧化铁产生化学反应过程如下：Fe+2HCl=FeCl2+H2FeCl2+2H2O=Fe(OH)2+2HCl4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)34Fe(OH)3+O2=4FeO(OH)+4H2OFe3O4产生的化学反应如下：3Fe+2O2=Fe3O4根据上述反应可知，产生锈蚀的条件主要是带钢与盐酸、空气和水接触发生化学反应生成铁的化合物。在轧制过程中使用乳化液对带钢和轧辊进行冷却和润滑，乳化液为QuakerolN688-DPD轧制油2