氧化铁皮(scale): 钢表面高温氧化后的产物。轧钢生产过程中氧化铁皮包括钢在加热过程中因氧化(见烧损)而产生的氧化铁皮(一次氧化铁皮)和在轧制及轧后冷却过程中产生的氧化铁皮(二次氧化铁皮)。从生成的数量上看，前者是主要的；从生成后散落的情况看，氧化铁皮主要的不是掉落在炉内，而是在钢出炉后的整个轧制作业线上。但因各类轧饥的生产工艺特点不同，氧化铁皮分布的区域也有差异。

钢的氧化是铁和炉气或空气中CO₂、H₂O、O₂发生反应的过程。在氧或其他氧化性气体向钢中逐渐扩散时，Fe不断被氧化。氧化铁皮一般由3个层次组成。由于反应条件不同，各层氧化铁皮的结构形态不同。(见表)

加热过程产生的氧化铁皮量主要与加热温度、加热时间、炉内气氛以及钢的化学成分有关。钢在低于200℃时氧化非常缓慢；当温度增至700～850℃时氧化速度开始加快，至1000℃时氧化速度急剧上升。下式反映了加热温度、加热时间对氧化烧损量的影响：

式中a为钢的氧化烧损量，g／cm²；为加热时间，min；e为自然对数的底；T为钢的表面温度，K。

由上式可知减少氧化烧损量的主要措施是正确地选择加热温度和减少钢在高温下停留的时间。

在轧制过程中生成的二次氧化铁皮主要与终轧温度的高低有关。随着控制轧制与控制冷却技术的应用，二次氧化铁皮量大为减少。如高速线材轧机后(见线材轧制)经控制冷却技术处理的线材其表面生成的氧化铁皮量可控制在0.5%以下。

热轧钢坯表面的氧化铁皮，其致密程度与钢坯的冷却速度有关。在空气中冷却时氧化铁皮比较疏松。裂纹很多；缓冷时氧化铁皮比较致密，裂缝也少。矫直可使钢材的氧化铁皮破碎或变得疏松。

合金钢的氧化铁皮除含氧化铁之外，还含有不同数量的合金元素氧化物。所以合金钢的氧化铁皮性质不同于碳钢。例如，不锈钢中含有铬、硅等元素使钢坯表面生成稳定的氧化膜，这种氧化膜不能用普通酸洗方法去除。

图1  氧化铁皮结构的断面示意图

氧化铁皮的构造、特性除与钢的化学成分有关外，还受加热温度、加热时间及炉气成分等因素的影响。通常在低温阶段加热时生成的氧化铁皮较少；当加热到600～700℃时，氧化开始显著并生成氧化铁皮；钢在900～1000℃时氧化速度急剧增加，氧化铁皮生成量增加。一般地说，加热温度愈高，加热时间愈长、炉子的氧化性气氛愈强，生成的氧化铁皮就愈多(见图5—11、12)。

图2  加热温度与烧损(即氧化铁皮量)的关系

图3  加热时间与烧损(即氧化铁皮量)的关系

加热、轧制过程中产生氧化铁皮的害处：

1)造成金属损失。钢坯加热时生成的一次氧化铁皮重量约占钢坯总量的2-3%。一个年产10万t钢材的轧钢车间，每年由于烧损（氧化铁皮造成的损失）二丢掉的钢就达2000-3000t。

2)使加热炉生产率降低。因为氧化铁皮较钢的基本组织疏松得多，它覆盖在钢的表面降低钢的导热系数，影响加热速度。

3)影响炉底材料寿命，使之容易损坏，因为氧化铁皮呈碱性，它对酸性粘土砖有侵蚀作用。

4)氧化铁皮大量堆积在炉底上造成炉底升高、起包，迫使加热炉停炉清渣，这不仅影响炉子产量，而且使操作条件恶化。

5)在轧制时氧化铁皮易打滑，增加咬入困难，增加孔型磨损。氧化铁皮压入钢材表面造成斑点和麻坑缺陷，降低产品表面质量。