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钢坯高温防氧化及表面处理技术

钢坯高温防氧化及表面处理技术

  皇甫TM钢坯高温防氧化剂  皇甫TM 钢坯高温防氧化剂是皇甫防腐技术有限公司依托清华大学技术支持,耗资800余万元,历经6年不懈努力,经过反复试验和技术攻关,以解决钢坯高温...

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详细描述

  皇甫TM钢坯高温防氧化剂

  皇甫TM 钢坯高温防氧化剂是皇甫防腐技术有限公司依托清华大学技术支持,耗资800余万元,历经6年不懈努力,经过反复试验和技术攻关,以解决钢坯高温氧化损失和表面质量问题的一项新技术研究成果。自2006年***今,该技术和产品先后在山西省太原钢铁集团公司热轧厂、临汾钢铁公司、忻州复合板厂、山东省莱芜钢铁集团公司技术中心、江苏省南京钢铁集团公司中厚板厂、陕西省宝鸡钛业集团公司铸造厂、湖南省衡阳720钢管厂和福建省三安钢铁公司、山东济南钢铁集团公司技术中心、河北钢铁集团舞钢公司***热轧钢厂、鞍钢集团等多家钢铁企业使用,经测试核算,普钢烧失量由原来的1.5%左右降到0.5%以下;特钢烧失量由原来的2-3%降到0.5%以下,直接节约的标准煤、耗水量和减少二氧化硫排放量等方面非常巨大。尤其在特钢轧制中的应用,不但降低了烧失量,而且***解决了由于氧化铁皮被压入表面所造成的表面质量问题,解决了钢铁企业多年难以攻克的技术难题。

  该产品于2007年1月申报国家发明专利,并取得了发明专利证书(专利证书号:ZL200710053874.3)。

  采用高温防氧化技术的必要性

  The importance of the technology of the high

  temperature steel antioxidant

  钢坯在高温加热环境时产生的氧化铁皮,给钢铁生产企业带来直接的产量损失和严重的表面质量问题,同时氧化铁皮如不及时清除干净,在轧制时会压入钢板表面,造成产品表面缺陷,严重时甚***可导致产品报废。为了清除钢坯表面的氧化铁皮,必须增加高压水冲洗、酸洗、喷丸、扒皮等设备,在很大程度上增加了生产工序及能源消耗。此外,加热钢坯(锭)时生成的氧化铁皮落在炉底,不但会侵蚀炉体,影响炉子寿命,而且在清除时需要增加繁重的体力劳动,若采用液态排渣方法,则又需要消耗大量的能量。

  因此,在钢铁生产过程中使用钢坯高温防氧化剂,大大提高了生产过程中的钢铁收得率,直接提高钢材的产量和质量; 同时,氧化铁皮的减少使得生产工序大大简化,生产过程中的能源消耗大大降低,也可使铁矿资源得到充分利用,从而达到提高生产效率的作用。

   

      未喷涂高温防氧化剂的钢坯除磷后情况           喷涂一半防氧化剂的钢坯除磷后

   

           未喷涂轧制中效果                    整面喷涂轧制中效果

    未喷涂防氧化剂的钢坯轧后表面情况

  钢坯高温防氧化剂的作用机理

  The mechanism of action of the high

  temperature steel antioxidant

 

  钢坯高温防氧化剂由于要求其耐高温性、抗氧化性,其主要组成成分是一些耐高温性能较好的金属与非金属氧化物。其常用的制备方法是料浆喷涂法,首先将喷涂的各组分原料配制成悬浮性料浆,再在金属基体表面上喷涂或刷涂,料浆附着在金属基体表面上,形成一层厚度约0.3mm的料浆薄层。自干后,料浆中的粉剂通过粘结剂的粘结作用在金属基体表面形成一层料浆保护层。

  当料浆保护涂层在金属进行加热时,随着加热温度的提高,涂层进而开始烧结,形成封闭致密的固态粘附层,从而达到与氧气隔绝,杜绝氧化铁皮的生成。

      

  一、 应用领域

  钢坯高温防氧化剂主要用于钢铁行业,以解决普通钢坯、不锈钢坯和特种钢坯在加热热轧过程中的表面氧化腐蚀及由此产生的钢材损失和表面质量问题。

     

          表面质量问题(未喷涂)                   加热氧化问题(未喷涂)

  原理:钢坯高温防氧化剂的主要成分是一些耐高温性能较好的金属或非金属无机材料。使用前将各组分原料配制成悬浮性料浆,在金属基体表面进行喷涂或刷涂,在粘结剂的作用下,金属表面形成一层耐高温抗氧化的涂层,经自行干燥后附着在金属表面。当金属进行加热时,其表面高温涂层随着加热温度升高,开始烧结形成封闭致密的粘附保护层,从而对金属产生抗氧化保护。

   

           钢坯表面喷涂                        钢坯防氧化加热出炉

  二、 性能指标

  1、 能直接喷涂在各种钢坯表面,不需要任何方式的表面处理。

   

        线性钢坯防氧化喷涂                    大口径管材钢坯防氧化喷涂

  2、 喷涂在各种钢坯表面后,在20℃温度环境下,10分钟左右固化,喷涂后的各种钢坯表面相互磨擦、碰撞不脱离、不起皮,软硬适宜、坚固可靠。

   

        钢坯防氧化喷涂后吊装碰撞实验           线材钢坯防氧化喷涂后吊装碰撞实验

  3、 经过喷涂的各种钢坯加热出炉后,表面颜色一致,无任何异物出现。

    

       线材方坯防氧化喷涂加热出炉              钢坯防氧化加热出炉

  4、 经喷涂防氧化剂的钢坯在加热热轧时,经几秒种水淬,钢坯表面的防氧化剂自脱、自离、不留痕迹。

   

          板材钢坯防氧化加热水淬后            特钢钢坯防氧化加热水淬后

  5、 热轧后的钢坯表面光亮一色,可***解决表面裂痕等表面质量问题。

   

           卷材钢坯防氧化轧制后               板材钢坯防氧化轧制后

  6、普通钢坯系列未涂层的烧失率为1-3%左右,经喷涂本防氧化剂后的烧失率降***0.5%以下。

  7、不锈钢、特种钢坯系列未涂层的烧失率在0.8-3%左右,而喷涂本防氧化剂后的烧失率降为0.01-0.02%。

   

          普钢防氧化加热氧化情况              特钢防氧化加热氧化情况

  8、该防氧化剂***解决了各种钢坯热处理过程中的氧化烧损、表面质量、氧化皮粘钢等轧钢行业的技术难题。

板材钢坯防氧化对照图

  三、 在特钢轧制中的应用

  特钢普遍存在的表面质量问题

  钢坯出加热炉后,表面形成致密厚实的氧化层,经除鳞机除鳞后,不能达到除鳞效果。轧制时造成氧化铁皮压入钢板表面,并伴有大面积裂纹和深坑现象。

      

  未喷涂高温防氧化剂的钢坯除磷后情况           未喷涂高温防氧化剂的钢坯轧后表面情况

  特钢表面质量问题解决方案

  以河北钢铁集团舞钢公司为例:2012年4月27日,我公司与舞钢公司科技部、***轧钢厂,对齿条钢钢板(含镍1%以上)进行了钢坯高温防氧化剂喷涂实验。具体喷涂情况如下:

        一块上表面一半喷涂防氧化剂,另一半未喷涂

 

     喷涂一半防氧化剂的钢坯除磷后                未喷涂防氧化剂的钢坯除磷后

  翻板情况对比

  2012年5月8日,对另外10块双面喷涂防氧化剂的钢坯进行轧制。5月11日,进行翻板检查:钢板上下表面没有裂纹和铁皮压入现象,表面质量较好。

   

        喷涂防氧化剂轧制后表面情况             未喷涂钢坯轧制后表面情况

          钢板上下表面没有压入氧化铁皮,没有出现带状裂纹和铁皮压坑现象

  财务可行性及效益分析

  一、 传统轧制工艺下的损耗

  烧损折合重量:

  就某钢铁公司目前轧制的含镍1%的钢板情况来看,如果不喷涂钢坯高温防氧化剂,钢坯在加热炉加热时,表面***少有2mm的钢坯被烧损成氧化层。

  钢坯规格为2.1米X3.5米

  2.1米X3.5米X0.004米X7.85吨/立方米=0.23079吨

  钢板扒皮折合重量:

  钢坯在轧制时,由于氧化皮不能被有效清除,致使轧制后的钢板表面被压入氧化铁皮,形成2—3mm深的带状裂纹和铁皮压坑,后期需作扒皮处理,上下表面扒皮厚度平均为5mm。

  2.1米X10米X0.005米X7.85吨/立方米=0.82425吨

  烧损+扒皮折合重量总计:0.23079吨+0.82425吨=1.05504吨

 

  二、 钢坯使用高温防氧化剂的经济效益

  根据轧制实验和翻板情况来看,喷涂钢坯高温防氧化剂的钢坯,在加热炉加热环节,能有效杜绝钢坯一次氧化皮的生成。翻板检查时发现:钢板上下表面没有压入氧化皮现象,表面质量较好,只需经过抛丸处理便可达到工艺要求。但根据该公司的生产标准,仅需上下表面扒皮lmm即可达标(如右下图)

  扒皮1mm折合重量为:2.1米X10米X0.001米X7.85吨/立方米=0.16485吨

  喷涂后每块钢板可节约:1.05504吨-0.16485吨=0.89019吨

  钢坯原坯重约25吨,我们可为该特钢系列节约的系数是:0.89019÷25=0.0356

  按照该公司每年生产10万吨特钢计算,如果为所有特钢钢种喷涂防氧化剂,我们每年可为钢铁公司节约3560吨。按平均每吨特钢1万元计算,我们每年能为企业增效3560万元。

  综上所述,钢企使用高温防氧化剂有以下优势。***:从加热时间上看,如果喷涂防氧化剂,可以提高加热温度,***少可节约加热时间一小时左右,节省燃料、提高效率;第二:从工艺上讲,喷涂防氧化剂很大程度提高了表面质量,可以不用扒皮,既节省扒皮费用,又节约原材料;第三:从烧损量上来看,喷涂防氧化剂基本无烧损量,也可以达到节约原材料的目的;第四:提高生产效率,提高成品率。

  四、 成功案例

  特钢系列:

  1. 舞钢公司***轧钢厂齿条钢防氧化

  2. 济钢集团有限公司特厚复合板防氧化

   

     特厚复合板防氧化          未喷涂轧后表面情况         已喷涂轧后表面情况

  3.山西太钢不锈钢股份有限公司无磁钢20Mn23AI防氧化,解决了该公司20年的钢板表面问题

  4. 山西太钢复合板厂SUS2507+16MnR复合板防氧化

  5. 山西太钢临汾钢铁有限公司06Ni9钢防氧化,解决了生产中存在的高氧化烧损

  和表面质量问题

  

 

  6.江苏南京钢铁集团有限公司Ni9钢防氧化,解决了生产中存在的高氧化烧损和表面质量问题

   

  普通钢系列:

  福建三安钢铁有限公司线材方坯防氧化

  资质认证

  Qualification certification

  人们通常认为:钢坯在高温环境下没有

  氧化皮是不可能的,但是我们已经把不可能变成了可能!

 


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