冷軋板氧化鐵皮成因分析和控制措施

劉大滔 楊利斌 龐二帥 董妮妮

摘 要：冷軋帶鋼的表面質(zhì)量是衡量現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)過程穩(wěn)定控制能力的重要標(biāo)準(zhǔn)，從冷軋生產(chǎn)中困擾產(chǎn)品質(zhì)量的氧化鐵皮缺陷出發(fā)，結(jié)合生產(chǎn)中出現(xiàn)的氧化鐵皮殘留缺陷形態(tài)與生產(chǎn)時(shí)的工藝裝備情況，從原料狀況、工藝制度情況、氧化鐵皮微觀及結(jié)構(gòu)分析等方面對酸洗后帶鋼頭尾出現(xiàn)的大面積氧化鐵皮殘留（頭尾黑斑）、連退板出現(xiàn)的點(diǎn)坑狀與柳葉狀氧化鐵皮的進(jìn)行了分析，剖析了困繞產(chǎn)品表面質(zhì)量的三類氧化鐵皮的成因，并提出解決措施。

關(guān)鍵詞：黑斑；氧化鐵皮；除鱗；拉矯；夾雜

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.036

1 前言

隨著我國冷軋薄板市場日趨激烈的競爭，廣大客戶對冷軋板的表面級別也提出了更高的要求。具有相應(yīng)外板生產(chǎn)產(chǎn)能又能使表面質(zhì)量得到穩(wěn)定控制成為新形勢下冷軋薄板廠的奮斗目標(biāo)。而冷軋帶鋼表面的氧化鐵皮壓入、氧化鐵皮酸洗不凈等缺陷成為影響冷軋板表面質(zhì)量的一大主要原因[1]。本文從分析困擾京唐鋼鐵冷軋廠氧化鐵皮成因入手，針對性地提出了進(jìn)行工藝改進(jìn)使冷軋板表面質(zhì)量得到改善的對策。

2 常見的冷軋氧化鐵皮殘留成因分析

通常情況下，冷軋氧化鐵皮殘留主要有頭尾黑斑、點(diǎn)坑狀氧化以及柳葉狀鐵皮氧化三種形式，先分別進(jìn)行闡述：

2.1 頭尾黑斑

經(jīng)酸洗后的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼熱軋卷醉意出現(xiàn)頭尾黑斑，一般大量出現(xiàn)在帶鋼焊縫頭尾約20米范圍內(nèi)，不均勻地分布在冷軋板的四分之一至四分之三范圍內(nèi)，如圖1所示。冷軋后的氧化鐵皮殘留現(xiàn)象呈現(xiàn)為如圖2所示的抬頭紋狀。

針對出現(xiàn)的頭尾黑斑，技術(shù)人員深入分析了它的產(chǎn)生是否與帶鋼原料的厚度有關(guān)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)：出現(xiàn)頭尾黑斑的帶鋼通常為熱軋厚度在2.0mm或來料厚度大于等于5.0mm的規(guī)格。針對這一現(xiàn)象，重點(diǎn)跟蹤了厚度規(guī)格2.0mm冷軋?jiān)?，發(fā)現(xiàn)這些來料頭尾有比較嚴(yán)重的中浪現(xiàn)象。經(jīng)測量，浪形均值是原料標(biāo)準(zhǔn)要求的3倍，高達(dá)150IU。正是由于中浪的存在，導(dǎo)致在酸軋過程中不能完全切除頭尾，使軋板頭尾中間區(qū)域的拉矯破鱗效果受到嚴(yán)重影響；厚規(guī)格冷軋?jiān)夏軌驖M足基本的來料要求，但是它的拉矯延伸率可從0.5%提到0.7%，工作輥嚙合量可以提高30%，這兩個(gè)參數(shù)都具有較大的提升空間。

經(jīng)過熱軋調(diào)整CVC輥型，改善熱軋帶鋼穿帶與甩尾過程頭尾板形，[2] 那么，如何使頭尾黑斑現(xiàn)象得到改善呢？筆者認(rèn)為，通過優(yōu)化酸軋拉矯機(jī)參數(shù)，重新設(shè)定焊縫位置恒延伸率，再進(jìn)一步改進(jìn)酸洗工藝，能夠較好地解決頭尾黑斑缺陷問題，并且在一定程度上能夠有效避免因頭尾黑斑存在出現(xiàn)的爐輥結(jié)瘤陷的缺陷。

2.2 點(diǎn)坑狀氧化鐵皮

IF鋼最容易出現(xiàn)點(diǎn)坑狀氧化鐵皮缺陷，此種缺陷以點(diǎn)狀、坑狀無規(guī)律地分布在帶鋼的上、下表面上，故稱作點(diǎn)坑狀氧化鐵皮缺陷。經(jīng)對缺陷部位的微觀和能譜分析，發(fā)現(xiàn)其由疏松狀氧化鐵皮壓入形成，并含有一定量的鈉、鎂、鋁、鈣等物質(zhì)的殘留，坑底以平滑態(tài)呈現(xiàn)，周圍未發(fā)現(xiàn)任何異常。經(jīng)對點(diǎn)坑狀表面進(jìn)行能譜分析，發(fā)現(xiàn)其殘留物質(zhì)為氧化鐵皮顆粒，并不含有Cr元素，這完全可以說明精軋過程中軋輥氧化膜脫落并不會導(dǎo)致這一缺陷的出現(xiàn)。氧化鐵皮壓入時(shí)存在的鈉、鎂、鋁、鈣等物質(zhì)殘留也能夠說明是一次氧化鐵皮壓入，這種工藝出來的鐵皮材質(zhì)硬、脆，塑性不足，延伸性差，正因?yàn)榇耍?jīng)過軋制工藝，鐵皮才會軋破為一個(gè)個(gè)的小顆粒，整個(gè)基體被擠壓后出現(xiàn)具有一定方向性的凹坑，與帶鋼上氧化鐵皮形貌達(dá)到基本吻合；一次氧化鐵皮形成與加熱爐溫度、空燃比、在爐時(shí)間，這些因素增加時(shí)，將增加初生氧化鐵皮與鋼基體的結(jié)合力，增加粗軋除鱗的困難，同時(shí)除鱗的延遲也是影響因素之一。[3] 在實(shí)踐中，需要我們對加熱溫度進(jìn)行合理的設(shè)定，有效地控制爐內(nèi)空燃比，合理掌握在爐時(shí)間，并注重對粗軋除鱗系統(tǒng)的有效維護(hù)，不斷優(yōu)化除鱗壓力和除鱗模式，才可以有效避免一次氧化鐵皮壓入出現(xiàn)點(diǎn)坑狀缺陷。

2.3 柳葉狀氧化鐵皮缺陷

通常，在帶鋼下表面四分之一至二分之一的位置容易以直線形式分布柳葉狀氧化鐵皮缺陷，這種柳葉狀氧化鐵皮缺陷沿軋制方向不規(guī)則出現(xiàn)，長短不一，呈柳葉狀，因此得名。通過切樣實(shí)驗(yàn)，經(jīng)用超聲波儀對樣本清洗，利用掃描電鏡對缺陷部位截面的微觀形貌進(jìn)行細(xì)致觀察，發(fā)現(xiàn)缺陷截面以疏松形態(tài)存在。

3 控制冷軋板氧化鐵皮的有效對策

一是針對頭尾黑斑殘留，由于它是殘留在帶鋼頭尾的Fe3O4，可以通過對熱軋來料板型的改善，進(jìn)一步優(yōu)化拉矯機(jī)參數(shù)，改進(jìn)酸洗工藝，帶鋼頭、尾的破鱗效果及其酸洗能力得到改善來加以解決，實(shí)踐證明是非常有效的。

二是針對點(diǎn)坑狀氧化鐵皮，由于壓入過程中常伴有鈉、鎂、鋁、鈣等物質(zhì)，會被軋破為一個(gè)個(gè)的小顆粒，故而出現(xiàn)點(diǎn)坑氧化缺陷，這需要我們在除磷上下功夫，避免使用熱軋除磷，選用適合的除磷方法，加強(qiáng)對除磷系統(tǒng)的有效維護(hù)，合理掌握除磷時(shí)間，避免除磷延遲造成缺陷。同時(shí)，要對爐內(nèi)空燃比、在爐時(shí)間等合理控制。

三是針對柳葉狀氧化鐵皮，要注重對除鱗系統(tǒng)的微調(diào)和精調(diào)，使它的噴嘴參數(shù)降低，從而改善柳葉狀氧化鐵皮缺陷。

參考文獻(xiàn)：

[1]許秀飛.鋼帶連續(xù)涂鍍和退火疑難對策[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010：114-115.

[2]薛念福，李里，陳繼林等.熱軋帶鋼除磷技術(shù)研究[J].鋼鐵釩鈦，2003，24（03）：152-59.

[3]曹輝，沈柳平，張金旺，周明科.冷軋基板氧化鐵皮壓入缺陷控制措施[J].柳鋼科技2013，（02）：9-10.

作者信息：劉大滔（1981-），男，河北唐山人，碩士，工程師，主要研究方向：冷軋板產(chǎn)品開發(fā)與質(zhì)量控制。