430不銹鋼表面異物缺陷分析及改進對策

徐向東，蒲嘉亮，杜軍

（鞍鋼聯眾不銹鋼股份有限公司冷軋廠，廣東 廣州510760）

鐵素體不銹鋼由于其具有成本低、抗氯化物應力腐蝕能力強等優勢，在部分行業逐漸有取代奧氏體不銹鋼的趨勢，而430不銹鋼是鐵素體不銹鋼中生產和使用量最大的一種，主要集中在家電板行業［1-2］。因此，對于 430不銹鋼材料除了要求其具有很好的耐蝕性能，還要同時具有良好的板面質量。鞍鋼聯眾不銹鋼股份有限公司是一家具有煉鋼、熱軋、冷軋、光亮全流程作業能力的公司。然而，在冷軋推拉式酸洗線生產時，發現酸洗后的430不銹鋼板表面存在異物壓入缺陷，且該缺陷帶鋼在下游BA（粗糙度很低的板面）光亮板加工時，會變得比較明顯，嚴重影響了帶鋼的表面品質。

1 表面異物壓入缺陷種類

異物壓入缺陷按其宏觀形貌可分為塊狀缺陷、單面散點狀缺陷及雙面黑點狀缺陷三種，其宏觀形貌如圖1所示。

（1）塊狀缺陷：該類型缺陷大多發生在帶鋼的上、下表面，缺陷呈灰黑色；也有的單獨存在，呈短條狀，其宏觀形貌見圖1（a）。

（2）單面散點狀缺陷：該類型缺陷大多出現在帶鋼的下表面，而上表面相對較少，缺陷尺寸為針尖到米粒大小，且無固定位置，偶發出現，缺陷呈黑色或灰白色，其宏觀形貌見圖1（b）。

（3）雙面黑點狀缺陷：該類型缺陷分布在帶鋼的上、下表面，缺陷尺寸為針尖到米粒大小，且通常密集分布在整個板面，呈黑色。此種缺陷的尺寸很小，但爆發頻率高，其宏觀形貌見圖 1（c）。

圖1 異物缺陷宏觀形貌

2 表面異物壓入缺陷成因分析

2.1 塊狀異物

對塊狀異物壓入缺陷進行了SEM與EDS分析，結果見圖2，從圖2中可以看出，構成異物壓入缺陷的元素組含有大量的C、O元素,從組成成分看，它與擠壓輥材質（C8H14O2ClS）成分極為相似，下線后擠壓輥表面膠皮分析結果見圖3。

圖2 塊狀異物壓入缺陷SEM與EDS分析

圖3 擠壓輥表面膠皮SEM與EDS分析

因此，對在線輥系進行了排查，發現個別膠輥存在磨損和脫膠情況。從塊狀異物壓入缺陷的宏觀形貌判斷，該類缺陷有擦傷和拉長變形特征?；谝陨系陌l現以及缺陷的特征可以推測出，塊狀異物壓入缺陷的產生與膠輥磨損和脫膠有很大關系。一旦膠輥磨損和脫膠，產生的磨屑會直接粘附在鋼板表面，經后續輥系碾壓，從而形成塊狀異物壓入缺陷。

2.2 單面散點狀異物

對單面散點狀異物壓入缺陷進行了調查分析，發現該表面缺陷通常出現在帶鋼出酸洗區域后，且下表面比上表面嚴重。對單面散點狀異物壓入缺陷進行SEM與EDS分析，結果見圖4,從圖4可以看出，缺陷處分析成分中含大量的Cu，同時含F、O，與混酸區酸泥成分相似，混酸酸泥成分分析如圖5。分析原因為混酸槽內積聚的酸泥轉印粘附在鋼板下表面上，經后續工序軋制，形成點狀壓入外物。

圖4 單面散點狀異物壓入缺陷SEM與EDS分析

圖5 混酸酸泥SEM與EDS分析

2.3 雙面黑點狀異物

對雙面黑點狀異物壓入缺陷進行分析，帶鋼出酸洗區域后可見其上下表面密集分布的缺陷，對黑點位置進行SEM與EDS分析，結果見圖6,從圖6中可以看出，缺陷處分析成分中含大量的Cu與Cr，同時含少量S與O，與硫酸區酸泥成分相似，硫酸酸泥成分分析如圖7。根據硫酸區的酸泥經過混酸區酸洗仍嵌入在鋼板基體中的現象分析，由于430物料較軟，噴砂強度過高會導致鋼板表面粗糙度過大，進入硫酸區后，酸泥容易附著在鋼板表面，與擠干輥擠壓后，會使酸泥嵌入鋼板內，從而形成黑色點狀軋入外物，即雙面黑點狀異物壓入缺陷。

圖6 雙面黑點狀異物壓入缺陷SEM與EDS分析

圖7 硫酸酸泥SEM與EDS分析

3 改進措施及效果

為消除或減輕冷軋帶鋼表面異物壓入缺陷，結合現場實際生產情況，采取了以下改進措施。

3.1 塊狀異物壓入缺陷改進措施

（1）控制原料上料溫度小于 80℃，防止來料過熱燙壞在線膠輥。

（2）生產430鋼卷時，要求每班作業人員對出口段輥群進行擦拭,擦拭標準為輥面光潔無雜物，如圖8所示。

圖8 出口段輥群擦拭標準

（3）制定430不銹鋼穿帶作業標準，在穿帶完成后，將9#夾送輥打開，防止夾送輥受力異常，導致其反向受力頻繁磨損。

3.2 單面散點狀異物壓入缺陷改進措施

（1）完善和優化混酸槽清理的周期和標準，避免酸泥堆積。

（2）優化刷洗段噴桿的清透制度，防止噴桿堵塞。

（3）優化最終刷洗段加水量，從2 m3/h增加到5 m3/h，保證刷洗水的沖刷力及沖洗效果，將粘附在板面的酸泥沖洗干凈。

3.3 雙面黑點狀異物壓入缺陷改進措施

（1）完善和優化硫酸槽清理的周期和標準，避免酸泥堆積。

（2）優化噴砂制程，優化前后的430鋼板噴砂性能見表1。

表1 優化前后的430鋼板噴砂制程

3.4 取得的效果

采取上述措施后，板面狀態得到了改善，有效控制了冷軋430不銹鋼帶鋼表面異物壓入缺陷的產生，缺陷量明顯降低，優化前430異物壓入缺陷檢出率均值約為20.92%，優化后缺陷檢出率穩定控制在3%以下。

4 結論

（1）塊狀異物壓入缺陷是由于在線膠輥磨損和脫膠，產生的磨屑直接粘附在鋼板表面所致，通過對原料上料溫度的管控，430不銹鋼穿帶作業標準的制定，輥系清理周期及標準的制定，改善了塊狀異物壓入缺陷。

（2）單面散點狀異物壓入缺陷產生的主要原因是混酸區酸泥粘至擠干輥上轉印到鋼板表面上所致，通過混酸段清理周期和標準的制定，以及對刷洗段清洗水量的優化，解決了單面散點狀異物壓入缺陷。

（3）雙面黑點狀異物壓入缺陷產生的主要原因是鋼板與擠干輥擠壓后粘附酸泥嵌入鋼板內部，形成黑色點狀軋入外物。通過采取優化噴砂制程、制定硫酸區清理周期和檢查標準，有效控制了雙面黑點狀異物缺陷的產生。

（4）采取優化措施后，430不銹鋼表面異物壓入缺陷量明顯降低，缺陷檢出率由原來的20.92%降至3%以下。