表面缺陷清理

人工火焰清理，是人工使用火焰槍清理原料表面缺陷的操作方法。

對于一些導(dǎo)熱性較差的合金鋼及高碳鋼，一般不適于采用火焰清理方法。因?yàn)檫@些鋼，由于導(dǎo)熱性差，火焰清理時，鋼表面與中心溫度差很大，易產(chǎn)生裂紋。某些經(jīng)過試驗(yàn)可用火焰清理的高碳鋼，在清理前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱或者在初軋機(jī)軋制后，未完全冷卻前，利用原料余熱狀態(tài)進(jìn)行清理（即搶溫清理）。按照不同的鋼種可采用不同的清理條件，見下圖：

表面缺陷清理人工火焰清理操作

火焰清理前應(yīng)對原料進(jìn)行檢查，須火焰清理的部位，應(yīng)劃出標(biāo)記和范圍，以便按此清理。點(diǎn)火前，應(yīng)檢查火焰槍，氧氣、煤氣管路系統(tǒng)確認(rèn)暢通后方可點(diǎn)火。點(diǎn)火時要用明火點(diǎn)火。

火焰清理包括兩個主要過程：加熱金屬和熔化燒除。先將易燃混合氣體通過火焰槍噴嘴噴在原料有缺陷的部位，使鋼加熱到900~1000℃， 然后在火焰槍噴嘴中心通以氧氣， 使鐵氧化并使部分金屬熔化，靠氧氣壓力將熔渣吹除。開始時靠預(yù)熱火焰對鋼的加熱是慢的。在達(dá)到熔化溫度以前金屬的加熱速度，對提高表面清理的生產(chǎn)率有很大的影響。為了提高加熱速度，可在預(yù)熱火焰中，插入直徑為4~6毫米的低碳鐵條，由于鐵條很快熔化，熔融的金屬滴在鋼坯表面上并被氧化，使原料缺陷處的金屬加熱迅速了。由于預(yù)熱火焰加熱低碳鐵條比加熱缺陷部位本身的速度大大加快了，因而大大地提高火焰槍的清理能力。因鐵條加速加熱，也會使打火時造成的打火坑較小，提高了清理質(zhì)量。

開始加熱時火焰槍噴嘴角度為70°~80° （與金屬表面之夾角），使火焰熱力集中，當(dāng)金屬開始達(dá)到熔化溫度及開始清理時，為避免產(chǎn)生較大的打火坑，火焰槍角度應(yīng)改為25°~30°并通以氧氣進(jìn)行清理。

表面缺陷清理注意事項

為使經(jīng)火焰清理而形成的凹坑在軋后不產(chǎn)生結(jié)疤等缺陷，要求其寬度應(yīng)是深度的五倍或六倍。在原料寬面上的缺陷小于2毫米寬，窄面上的缺陷小于10毫米寬可不予清理。原料火焰清理凹坑的長度方向應(yīng)垂直于它的軋制方向?；鹧媲謇砩疃扰c清理角度、噴嘴移動速度及氧氣壓力大小有關(guān)。角度大移動慢時，則清理深度較深；清理角度小移動快時，則清理深度較淺。

為了避免熔渣粘結(jié)在原料上而在軋制后產(chǎn)生缺陷，應(yīng)將清理后的熔渣鏟除。為使溶渣易于去除，火焰清理時，其噴嘴角度不要過大。噴嘴角度小，向前移動快時，由于熔渣不散向兩側(cè)而易去除。足夠的氧氣壓力和氧氣量也使熔渣易于去除。避免較深的打火坑，對去除熔渣也有利。較深缺陷分多遍清理，每次皆去除部分熔渣，也是可行的。當(dāng)缺陷較深時，經(jīng)清理后去除熔渣，仍發(fā)現(xiàn)有缺陷時，應(yīng)進(jìn)行第二遍乃至第三遍清理，直至缺陷全部燒除為止。為保證軋成一定尺寸規(guī)格的鋼板及加熱爐裝料時順行，要求火焰清理深度是：單面不超過原料厚度的20%；雙面總深度不超過厚度的25%。長時間中斷清理時， 火焰槍應(yīng)閉火后放置。應(yīng)注意防止氧氣、煤氣管路系統(tǒng)的著火事故。

應(yīng)用瓶裝氧氣時，應(yīng)有氧氣瓶的專門貯藏地點(diǎn)。用完的氧氣瓶應(yīng)帶上安全帽，并留有剩余壓力。用乙炔做清理用燃料時，乙炔罐要放置在離火源較遠(yuǎn)的地方，并應(yīng)有防凍防火設(shè)施，當(dāng)發(fā)現(xiàn)凍結(jié)寸應(yīng)用蒸氣處理。

清理原料細(xì)小缺陷及清理具有很高硬度的各種高級合金鋼的表面缺陷時常采用砂輪研磨。砂輪研磨，可用人工或機(jī)械進(jìn)行。砂輪研磨機(jī)有固定式、懸掛式和地上砂輪機(jī)等。軋制重要用途的合金鋼時，需要用剝皮方法消除原料缺陷。剝皮可在刨床，銑床—上進(jìn)行。

除上述外，尚有一些其他的清理方法如：酸洗，火焰腐蝕，電弧清理，噴砂清理等?？梢蜾摲N和工藝要求不同而選定。2100433B

火焰清理的實(shí)質(zhì)是用高溫火焰將原料缺陷燒除。它是生產(chǎn)率最高、成本最低的一種清理方法。用火焰清理一噸鋼的成本，比用風(fēng)鏟清理便宜一半以上，僅為砂輪研磨的十分之一。清理速度高于風(fēng)鏟10~15倍，同時所需設(shè)備也簡單。因此被廣泛的應(yīng)用于一般碳素鋼、普通低合金鋼及部分合金鋼的清理上?；鹧媲謇碛钟腥斯せ鹧媲謇砗蜋C(jī)械火焰清理兩種。

在沒有火焰清理和不允許火焰清理的情況下可采用風(fēng)鏟清理。高碳或合金鋼原料，在冷狀態(tài)下可用風(fēng)鏟清理。清理用風(fēng)鏟的型式很多，可分為重型、中型和輕型三種。各種風(fēng)鏟的性能如下圖：

風(fēng)鏟清理操作：原料在清理前，先要檢查缺陷情況，對于可進(jìn)行清理的缺陷，應(yīng)劃出缺陷范圍，作好標(biāo)記。鏟削時風(fēng)鏟中心線應(yīng)與原料表面成一定的角度，開始鏟削時要先試鏟缺陷深度，可采用一遍、兩遍、三遍的清理方式。在清理過程中，當(dāng)鏟屑不再裂開或被清理的鏟溝上不再有黑線或黑色夾雜物時為止，說明缺陷已被清除。鏟溝的寬度應(yīng)不小于深度的5~6倍。鏟削時要使鏟溝有較圓滑的角邊，不應(yīng)有尖銳的邊棱 ，鏟溝長度方向應(yīng)垂直于軋制方向。

表面清理是清除危害鋼坯質(zhì)量的表面缺陷的生產(chǎn)工序。鋼坯表面清理有在線熱清理及鋼坯冷卻后的補(bǔ)充清理兩種。在線熱清理時，使用火焰清理機(jī)及熱銑機(jī)。火焰清理機(jī)通常裝在初軋機(jī)(見方坯初軋機(jī)、板坯初札機(jī)和方一板坯初軋機(jī))和大剪機(jī)之間，可以進(jìn)行上下兩面(板坯)或上下左右四面(方坯)清理，也可有選擇地對缺陷集中區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)清理(見鋼坯火焰清理及火焰清理)。熱銑機(jī)裝在鋼坯連軋機(jī)機(jī)座之間，可以將方坯或扁坯進(jìn)行熱剝皮，這種裝置在俄羅斯有使用，其不足之處是金屬消耗較多。鋼坯冷卻后還需要進(jìn)行不在線的補(bǔ)充清理，特別是對表面質(zhì)量有更高要求的鋼坯。由于要補(bǔ)充清理，就要占用車間面積，進(jìn)行上料、吊運(yùn)、倒垛等作業(yè)，特別是大板坯重達(dá)45t，給操作管理帶來很多麻煩。補(bǔ)充清理有人工及機(jī)械化清理兩種，補(bǔ)充清理均在缺陷檢查以后進(jìn)行。機(jī)械化清理大都采用火焰清理機(jī)進(jìn)行選擇性清理，而人工清理常使用火焰槍，對優(yōu)質(zhì)鋼用砂輪清理或風(fēng)鏟清理。對一些特殊要求的鋼(如不銹鋼等)要冷后進(jìn)行全面剝皮。

在板坯生產(chǎn)中，火焰清理是保證鋼坯質(zhì)量的重要工序，它利用高溫火焰的氣割和熔除作用去除鋼坯表面的氧化皮和缺陷，達(dá)到剝皮檢驗(yàn)和缺陷精整的目的。通過火焰清理可以發(fā)現(xiàn)皮下氣孔、夾渣、橫裂、端面裂紋等缺陷，能夠?qū)⒖v裂、夾渣、凹坑等缺陷快速清除。但是，這項操作需要掌握一定的技巧，否則會在清理過程中產(chǎn)生額外的清理缺陷。人工火焰清理作為一種操作靈活、生產(chǎn)率高、固定成本投入低的表面清理方法而得到廣泛應(yīng)用。沙鋼在2005年從韓國引進(jìn)火焰清理技術(shù)，組建了專業(yè)的火焰清理隊伍、設(shè)立了專門的火焰清理場地，目前每年完成的板坯火焰清理量在50萬t左右 。

這些方法如果控制得當(dāng)，可以清理掉被影響區(qū)，薄氧化膜及其下面的薄金屬層，可將表面徹底清理干凈，而且不留任何表面缺陷。置于空氣，通氣的水或硝酸中后可形成保護(hù)膜。

電化學(xué)清理是通過在合適的電解液中通直流電，達(dá)到清理不銹鋼表面的目的。金屬表層的清理深度可以得到非常精確的控制。電化學(xué)工藝與酸洗不同，酸洗會使表面粗糙，電化學(xué)工藝只是要將凹凸不平的表面弄光滑或“拋光”，并消除許多種表面缺陷。有時要想達(dá)到所要求的表面平滑度，需要采用機(jī)械拋光和隨后的電解拋光相結(jié)合的方法。在研磨過程中，金屬粒子可能會壓入表面?？煽仉娊鈷伖饪蓪⑺鼈兦宄悦鈱沓鰡栴}。許多人認(rèn)為電解拋光處理后的超級表面平滑度可以提高耐腐蝕性，但是，清潔度是比表面粗糙度更重要的一個因素。事實(shí)上，電解拋光對耐腐蝕性的有利影響不如電解拋光表面易于清理所帶來的好處。電化學(xué)清理和拋光通常采用浸入法，這對于大型復(fù)雜設(shè)備不總是可能的。如果遇到這種情況可利用便攜式工具對局部進(jìn)行清理。2100433B

火焰表面清理指利用氣割火焰鏟除鋼錠表面缺陷的方法。

中文名稱

火焰表面清理

英文名稱

scarfing

定　　義

利用氣割火焰鏟除鋼錠表面缺陷的方法。

應(yīng)用學(xué)科

機(jī)械工程（一級學(xué)科），焊接與切割（二級學(xué)科），熱切割（三級學(xué)科）