锯片钢板锈层对淬火工序的影响以及除锈处理的作用

2018-01-27邵鸿丽孟凡伟郭继富

天津冶金 2018年2期

邵鸿丽，孟凡伟，郭继富

（唐山冶金锯片有限公司，河北唐山063020）

0 引言

我公司在生产各种圆锯片时，使用的主要原材料是钢厂提供的不同材质的中板、热轧卷开平板、冷轧板，前两种钢板一般是热轧状态交货，其表面带有一层结合牢固的氧化铁锈层，因其是在较高温度下形成，又经过高压轧制，所以该锈层组织致密、与钢板本身结合紧密，在锯片淬火加热、淬油时，才能爆裂、脱落。一方面，脱落的锈层落入加热炉或者淬火油池中，后期捞渣工作量大，辅助工时长、无效电耗大；另一方面，因氧化铁锈层的存在，降低了淬火剂对锯片钢板的冷却效果，不能保证其获得良好的硬度值和硬度均匀性，影响锯片内在质量[1-2]。

本文充分研究了锯片钢板表面锈层对淬火的影响以及可行的处理方法，简要分析了除锈处理对钢板热处理产生的有益作用。

1 锯片钢板锈层对淬火效果的不良影响

我公司所用钢板有热轧中板、热轧卷开平板材质多种，经过多年的使用，我们针对锈层进行了很多的试验研究，经初步分析，锈层的不良影响有以下几个方面。

1.1 氧化皮脱落于盐炉和油池内

锯片钢板使用盐炉淬火时，氧化皮基本全部脱落于盐炉内和油池内。在油池内，自动除渣功能或者定期捞渣操作能够解决氧化皮收集问题，对生产效率没有太大的影响，但带油的氧化皮会污染环境；而盐炉内的氧化皮，因其不能自动除渣，每天有10%以上的时间用在了捞渣操作上，严重影响工人有效工作时间和体力，同时也恶化了工人的劳动环境；最后，由于捞渣时需要停电降温、结束后还要再升温，为此每天都要浪费几百元的电费。

1.2 锯片钢板表面氧化皮脱落于加热炉内

锯片钢板使用空气炉淬火时，其表面氧化皮大部分脱落于加热炉内，为此每个月都要停炉2~3天清理氧化皮，否则氧化皮就要把加热管埋起来，影响加热速度、损坏加热管。如果没有厚重的氧化皮该炉子的正常检修期是6个月，因为氧化皮的存在增加了8%左右的辅助检修时间，降低了设备的开工率。

1.3 氧化皮的存在降低钢板的吸热速度和增加电耗

由于氧化皮的主要成分是四氧化三铁，它的导热系数低于钢板本身，在加热过程中形成了一个隔离层，加热它时，不仅白白消耗电能，而且降低了钢板的吸热速度，增加了无用耗电量。

1.4 局部软点或整体硬度不合格

由于氧化皮的存在，使某些板材的冷却程度不够，造成局部软点或是整体硬度不合格，需要重新淬火，大大增加锯片生产成本。

1.5 淬火介质被污染和老化

大量氧化皮的存在，加速了淬火介质的污染和老化，增加了淬火剂的消耗。

2 锯片钢板表面的除锈方法和试验

为了减少甚至避免钢板表面锈层对锯片热处理的不良影响，公司技术人员采取不同的方法进行了多次实验，取得了一定的效果，归纳起来主要有以下两种工艺：第一是对钢板表面进行粗磨，其好处是在除去氧化皮的同时可以改善钢板的同片厚度差，这对于中板来讲是非常重要的，但是粗磨时要求钢板的原始平度较好，否则不能上磨床，该方法的运行成本比较高；第二是钢板表面抛（喷）丸处理，该工艺在钢构、钢管、铸造等行业应用比较普遍，具有生产效率高、操作简便、运行成本较低的优点，同时对钢板的原始状态要求较低[3]。

为了解决氧化皮脱落在炉内或者油池中的问题，同时提高锯片淬火质量，上述两种工艺都具有明显的效果，但是经过综合比较，我们认为第二种工艺更为实用，具体工艺安排如下：

1）添置一台悬挂式圆板抛（喷）丸机，可处理的最大工件尺寸为直径Φ2 500 mm、厚度16 mm，每次处理一个工件。该设备能够实现自动操作，具有良好的收尘功能，提供良好的工作条件和劳动环境，满足环保要求。

2）该设备可安装下料车间或者热处理车间，下料完毕的锯片钢板需及时进行除锈处理，并及时热处理，防止出现二次氧化。

3）除锈产生的氧化皮细粉联系有关厂家收购作为其他产品的原材料。

我们对使用中板生产的热切锯片、使用开平板生产的冷切锯片分别实施了工艺试验，同时也结合进行表面粗磨试验，经过综合分析，全面实行锯片钢板表面除锈处理，在改善产品质量、提高生产效率、改善工人劳动条件等方面都将起到有益的促进作用。

第一，减少加热炉和淬火油池捞渣的操作次数和时间，按照三台淬火炉计算，可以节省辅助时间、增加有效工时5%~8%，扩大锯片热处理能力5%以上。

第二，通过减少锯片毛坯的加热隔层，可以提高锯片的加热效率，节省电能消耗。

第三，对于中板粗磨，事先去除致密的氧化皮能够提高后续磨床的加工效率，降低磨削电流，省电、省设备。

第四、对于需要粗磨去除锈层而预留了较大加工余量的钢板，采取抛丸除锈的工艺后，可以适当减少钢板订货厚度，节省费用。

第五、除锈产生的粉状氧化皮可以回收，卖给其他工厂进行深加工，不仅能够得到一定的经济收入，又可减少环境污染。