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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、HSS、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。 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。 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，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；第五道次生成大量的乳化液斑，见下图。 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 + H2 FeCl2 + 2H2O =Fe(OH)2