广西柳州钢铁集团冷轧板带厂
摘要：冷轧带钢的表面质量是冷轧产品品质的重要表现之一，也是决定市场前景的重要因素。结合罩式退火炉退的生产环境和设备特点，本文对罩式退火生产过程中造成冷轧带钢表面锈蚀，进行做出多方位探讨，并根据形成原因提出控制措施，力求将锈斑缺陷控制在一定范围内。
关键词：锈斑；滴水；湿度；防控
一、前言
柳钢冷轧带钢在退火过程中主要缺陷有:锈斑，油斑，黑带，氧化色，粘结。自柳钢冷轧厂建厂以来，退火机组的锈斑问题一直是产量质量提升的难点。铁锈是一种棕红色的物质，质地疏松多孔，一块铁完全生锈后，体积可胀大约8倍。由于铁锈疏松多孔，不仅不能加铁元素与空气、水等氧化物质的接触，还会把空气和水分保留在带钢表面，进一步加剧带钢的锈蚀。所以带钢表面的铁锈需严格控制。
柳钢冷轧厂每年的3~9月，退火的锈斑都显著上升，给退火产品质量的提升造成了很大的困难。对此，本文对退火过程的锈斑的产生过程加以探讨和分析，并制定了相应的控制措施。
二、锈斑的形成机理及表面分布情况
2.1锈斑的形成原因
铁锈的主要成因是金属含量中的铁元素与环境中的水分和氧气发生化学反应，在表面形成氧化铁。氧化铁是长时间铁暴露在空气中造成的的结果，铁锈的成分是Fe2O3•XH2O
其化学反应方程式:
4Fe+3O2+XH2O=2Fe2O3•XH2O
我们常见的红色铁锈是Fe2O3，是由于铁制品在空气中缓慢氧化所造成，其反应过程为：
4Fe+3O2=2Fe2O3.
本文主要研究滴水腐蚀和结露腐蚀
滴水腐蚀：钢材在相对湿度大于100％，水分以雾，雨，水等方式直接与钢卷表面接触，表面存在肉眼可见的水膜。这种情况下在水分和氧气的作用下形成吸氧腐蚀。
结露腐蚀：钢材在相对湿度大于75％小于100％的大气中，表面形成看不见的水膜。这种情况下可以发生的腐蚀。
2.2锈斑在退火卷的主要分布
柳钢冷轧罩式退火炉锈斑的主要特征，表面呈不规则的点状，块状，条状；锈斑轻者颜色浅黄，较重者颜色为黄褐色或红色，严重时为黑色表面粗糙。锈斑的主要分布情况有：外圈表面锈蚀、端面点状锈蚀、带钢卷层间边部锈蚀。如下图所示：
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端面点状锈蚀 带钢卷层间边部锈蚀 外圈表面锈蚀
2.3原因分析
2.3.1钢卷表面锈蚀主要因为钢卷存放环境湿度大，易造成钢卷表面生锈。一退火炉区西头比东头和中间的钢卷更容易生锈。发生表面锈斑的基本集中出现在西头终冷台，现场温湿度计显示该区域湿度常年在70%左右，容易遭钢卷表面形成结露层，表面腐蚀呈均匀分布，面积较大。
为了验证我们厂房内湿度对钢卷的影响，我们将厂房窗户进行封闭避免室外空气进入厂房，并将终冷台上最下层钢卷用包装纸皮包裹保护处理。经过20个小时的冷却之后，同一个终冷台上未保护的钢卷出现不同情况的锈蚀吗，而保护起来的钢卷并没有出现锈蚀现象。因此我们可以得出钢卷锈蚀和环境因素有很大关系。图为钢卷对比情况。
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2.3.2众所周知，铁制品接触到水则很容易生锈，而在钢卷的生产过程中很多的工序都会循环水相关，炉台的循环冷却水在出炉时，内罩快速接头和水槽出水口处可能存在滴水现象，炉台喷淋时，因为电机还在转动冷却水会满天飞散，钢卷在吊运过程中可能会接触到水雾，形成锈蚀；同时厂房漏雨点，行车空调漏水等情况也有可能造成钢卷端面被水滴到，因此裸露的钢卷被水滴也是造成锈蚀的一个重要因素。下图为炉台喷淋时的状态和地面被喷洒的水：
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下图钢卷吊运时没有及时避让被水滴到，形成的端面锈蚀
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5.主要原理：
三角形余弦定理：已知三角形两边和夹角，可根据公式求得第三边长度。公式如下：
a2=b2+c2-2bccosA（倾角测量中A取0～90°，精度0.1°）
根据铅垂线及铅锤长度（b=600mm），尺大臂长度（b=600mm），通过二者夹角取值带入上述公式可求得0°～90°中任意角度对应的a的长度。因角A与待测倾角互为90°补角，固待测倾角δ=90°-∠A。最后将待测倾角与刻度尺上的长度a一一对应，即可得到刻度尺上的单位刻度。本技术中刻度尺带刻度部分长度为848.528mm，单位刻度取0.1°，0°～90°共计900个刻度，其中最小单位刻度为0.741mm，最大单位刻度为1.047mm，易于辨识读数。当铅锤指于0mm时对应倾角90°，当铅锤指于600mm时对应倾角60°，当铅锤指于848.528mm时对应倾角0°。测量时，将尺大臂背部紧贴于待测物体下方，铅垂线尾部与尺大臂铰接处朝上，使铅垂线自然下垂；调整尺大臂位置，使铅垂线、尺大臂、刻度尺处于同一平面内，此时通过尺大臂与刻度尺之间的铰链将刻度尺向上转动，直到刻度尺与铅锤头部微微接触，读取此时刻度尺面数据即可得到待测物体倾角。