乳化液斑迹的形成机理及对策.docx

1 / 18 乳化液斑迹的形成机理及对策 宝钢经验 乳化液斑迹的形成机理及对策 摘 要 乳化液斑迹是长期困优宝钢冷札产品的一种表面缺陷，一直得不到根本解 决，本文在大全理化分析和模拟试脸数据的基础上， 分析了乳化液斑迹的成因及 形成机理，并提出了减少斑述发生率应采取的对策。 关健词 冷轧带钢 表面缺陷 乳化液班迹 1 引言 乳化液斑迹是一个长期困扰宝钢冷轧产品表面质量的问题，自开工以来虽几经攻 关，但一直未取得突破、主要是因为未弄清其产生的原因和机理.乳化液斑迹仍 是影响带钢表面质量的危敌。 为此我们再次组织攻关， 研究乳化液斑迹的形成机 理并在此基础上进一步研究其对策。 2 斑迹的物理化学检验分析 我们这次攻关重在研究清楚斑迹形成的机理， 为此我们课题组做了大量的理化分 析试验，以确定乳化液斑迹的成份 2.1 电子探针能谱分析 从能谱分析上看，斑迹的主要组成元素是C、0、Fe.其它元素均没有明显的峰值: 与此相比，无斑迹但有锈迹的冷轧板表面 C 含量非常低。 2.2 俄歇(AFS)电子谱定量分析 俄歇电子能谱分析斑迹表面的主要组成元素也是C、0、Fe (98％)，这与电子探 针分折一致;斑迹表面 C 元素含量都很高，超过了 Fe 元素:由表面向钢板内、C 元素含量随深度增加而递减， Fe 元素随深度增加而递增，我们课题组认为 C 元 水来自油，覆在班迹表面， 下面的 Fe、O 元素为化合态，即氧化铁。 2.3 X－射线光电子能谱(XPS) X－射线光电子能谱检测证实斑迹物质结构为氧化铁，其中混合有碳(油);碳铁比 与斑迹的厚度、色泽有关，斑迹厚和色泽浓的 C/Fe 比高，这表明斑迹是油和氧 化铁的混合物，表层是油渍，里层是氧化铁。 2.4 穆斯堡尔背散射谱检测 穆斯堡尔背散射谱检侧进一步证实斑迹中的氧化铁以四氧化三铁为主，并证实斑 迹中虽然含有Fe、C 元素.但没有铁碳化合物，表明铁和油没有发生化学反应。 乳化液斑迹的形成机理及对策 2.5 表面碳分析 表面碳分析显示:有斑迹试样表面与班迹带钢相比，表面有机碳的量和峰值要高 出几倍至几十倍， 即斑迹表面的含油量比无斑迹的高出几倍至几十倍;有斑迹试 样表面的有机碳挥发较慢，峰值向右移，表明该有机碳代表的油挥发较慢;有斑 迹试样表面有机碳的挥发曲线右侧出现拐点.说明斑迹中存在两种以上的油:该 分折还说明油并未与铁发生化学反应而生成某种铁碳化合物，而是独立存在的. 被加热时油仍能自由挥发出来 2.6 热重分析(TGA) 经分析发现轧机所使用的其它油种， 蒸发开始温度均高于N428 轧制油.蒸发率除 液压油DTE－26 以外均低于N128 轧制油，即这些油的挥发性能低于N428 轧制油， 另外发现各种油在 315°C 时均有较大的挥发速率。 3 模拟试验 为进一步研究斑迹形成机理， 验证物化检验的结果，课题组进行了一系列模拟试 验: 3.1 含杂油的乳化液蒸发试验 物理化学分析表明油参与了斑迹形成过程，对于乳化液斑迹来说， 油是通过乳化 液而进人带钢表面的， 因此有必要研究杂油进人乳化液后的挥发特性。蒸发试验 以油膜轴承油:液压油：稀油=3：2：1 配制成杂油，以 N428 轧制油为基油配制 杂油量分别为 10%,20%,30%,40%,50%,60%的七种试验油， 再分别配制成浓度 3% 的乳化液，在老化试验箱内分别进行60°C 保温 15 小时及在室温、50°C,70° C,90°C,120°C 进行不同时间蒸发两种试验。 试验表明 : ?在低温下乳化液中混人杂油后其中水份蒸发速度大大降低 ; ?在相同温度 相同时间内乳化液中杂油越多蒸发份越少，成线性关系; ?在试验条件下没有杂油的乳化液中水份可以完全挥发，含有杂油的乳化液不能 完全挥发。 模拟钢卷卷内乳化液蒸发试验也得出相同的结论。 清净轧制油的一个特点就是配制成乳化液后其中的水份可以在低温条件下较快 的挥发。 如果附在带钢表面的乳化液混有杂油。则油膜下面的水份较难蒸发，要 乳化液斑迹的形成机理及对策 等油挥发之后才能够完全蒸发。 在此之前包括存放和低温预热阶段， 水份以水蒸 汽的状态存在，对铁是强氧化剂， 乳化液斑迹的形成机理及对策 将使带钢局部氧化。 3.2 模拟带钢表面斑迹退火试验 将叠层试样用螺栓装订成叠， 并在每两片之间的两头各夹一块方形垫片， 在中部 形成 0.7mm 的空隙， 在方形垫片部位则处子压紧状态。 在方形垫片和空隙间分别 涂上试验用乳化液，然后在自动温控管式炉中进行模拟退火。 试验表明: ?只有叠层中被压紧部位才产生斑迹; ?产生斑迹的部位在退火前有可见油迹， 有油迹被压紧的部位必有斑迹形成。 ?在试验条件下，适当延长退火升温各阶段保温时间，可使斑迹减轻、减薄。 ?在同样条件下， 含