酒鋼冷軋帶鋼表面黃斑因素分析及防范措施

閆玉三，李積鵬，馬 俊

（酒鋼集團宏興股份碳鋼薄板廠，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

酒泉鋼鐵（集團）有限責(zé)任公司地處中國甘肅省境內(nèi)，位于萬里長城最西端的嘉峪關(guān)市。酒鋼始建于1958年，最高管理層提出了“調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)產(chǎn)品升級換代”的戰(zhàn)略。目前，酒鋼已經(jīng)建成了一個年生產(chǎn)能力為200萬t的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線以及煉鐵、煉鋼等相關(guān)配套設(shè)施以及一條年產(chǎn)量為150萬t的冷軋生產(chǎn)線，75萬t罩式退火線加四輥平整機組生產(chǎn)線，酒鋼碳鋼薄板廠精整線平整機組設(shè)備調(diào)試使用至今，平整液一直使用尤希路SP3S產(chǎn)品，經(jīng)跟蹤在冬季（10份月～4月份）黃斑發(fā)生率較高，嚴重影響酒鋼冷軋產(chǎn)品質(zhì)量，最嚴重時黃斑爆發(fā)率基本在70%以上。

酒鋼平整機組為濕平整軋制，其初始設(shè)計平整液系統(tǒng)系統(tǒng)主要有以下優(yōu)點：①可改善帶鋼表面的清潔狀況，保持平整機各輥面的清潔，避免因雜質(zhì)壓人，雜質(zhì)粘著而產(chǎn)生輥痕等缺陷；②減少了帶鋼與軋輥的磨損，因而可減少軋輥消耗，提高軋輥壽命；③冷卻軋輥。平整機的平整液分為兩種：一種是純脫鹽水，另一種是含3%～5%平整劑的脫鹽水溶液[1-3]。

1 產(chǎn)生原因

黃斑產(chǎn)生機理分析：

缺陷特征為：①端面可見銹跡，剪切開卷時呈現(xiàn)固定周期的黃色銹斑，邊部向內(nèi)擴散呈塊狀、形態(tài)相近。應(yīng)該為平整后銹蝕；②從鋼帶邊部向中間擴散，紅色，表現(xiàn)為點狀，應(yīng)屬于超期銹蝕，即金屬表面在空氣、水在特定環(huán)境中，被氧化造作的損傷，應(yīng)該為平整液殘留所致。在平整過程中帶鋼鋼板表面溶液接近中性或偏堿性時，腐蝕會按下列過程進行：

反應(yīng)稱為吸氧腐蝕。Fe（OH）2會進一步被空氣中的氧氣氧化成Fe（OH）3，產(chǎn)生疏松的鐵銹Fe2O3.xH2O。

酒鋼碳鋼薄板廠冷軋作業(yè)區(qū)與平整液廠家、設(shè)備廠家等成立攻關(guān)組后，分別通過平整液使用工藝控制優(yōu)化、平整液配方的適用性調(diào)整、空氣吹掃改造等措施，使黃斑缺陷大幅下降。經(jīng)過大量的試驗確認，鋼板黃斑是一種電腐蝕現(xiàn)象，其表面產(chǎn)生氧化層（黃斑）后，將不再與空氣產(chǎn)生腐蝕反應(yīng)。其發(fā)生的原因如下：

（1）酸軋及罩退機組聯(lián)合備料產(chǎn)生清潔度的影響。主要是帶鋼中間與帶鋼兩側(cè)邊部殘留鐵粉和殘?zhí)挤植剂坎灰恢拢率箮т撝胁颗c邊部形成電位差。

（2）在罩式退火爐退火周期結(jié)束后在帶鋼表面產(chǎn)生均勻的氧化層，在平整機軋制后對軋后帶鋼表面氧化層產(chǎn)生破壞，完好氧化層面和破損面產(chǎn)生電位差。

（3）平整機組軋制后帶鋼表面殘留液體，成為電解質(zhì)。清潔度較差致使在生產(chǎn)軋制帶鋼時嚴重影響平整液在軋制帶鋼表面的成膜作用。

（4）與平整機組軋制液在軋制帶鋼的成膜速度和乳化功效有關(guān)。

2 酒鋼改造前現(xiàn)狀

（1）軋機軋后板面清潔度低，直接導(dǎo)致平整來料清潔度差，基本在50%左右。

（2）罩式退火爐機組控制：罩式退火爐內(nèi)對流板板面臟，會造成退火爐退火后鋼卷板面的二次污染。從而影響板面清潔度。

（3）平整機機架出口橫梁吹掃效果不良：

①平整機架內(nèi)出口空氣吹掃裝置噴嘴布局效果差，達不到將平整液殘留有效的吹掃干凈，影響帶鋼軋制中成膜效應(yīng)。②平整機機架出口吹掃嘴臟污（見下圖），造成吹掃噴嘴嘴堵，達不到吹掃工藝要求。③動力產(chǎn)品壓縮空氣供給吹掃壓力偏低。在軋制1000mm寬度帶鋼時，吹掃壓力4.5bar～5.0bar；1250mm寬度帶鋼時，吹掃壓力3.0bar～3.5bar；而在軋制1500mm寬度帶鋼時，吹掃壓力只有1.8bar左右。

圖1 未改造前平整機空氣吹掃系統(tǒng)

（4）平整機架內(nèi)平整液噴淋裝置。

①平整液噴嘴流量小，退火后原料板面清潔度較差（50%左右）的情況下，較小的平整液噴灑流量無法將殘?zhí)細堣F通過平整液外流帶出帶鋼板面，此時，就會會出現(xiàn)平整機出口的帶鋼板面清潔度會低于平整機入口帶鋼表面清潔度的現(xiàn)象。②平整機架內(nèi)平整液噴嘴角度布局不合理。平整液主要噴在工作輥輥面，因此對板面殘留物沖刷作用沒有發(fā)揮到位，致使板面清潔度差。③噴嘴噴灑不能實現(xiàn)在機架內(nèi)平整液噴射交叉，在軋制帶鋼下表面易產(chǎn)生交叉死區(qū)。

（5）平整液配置供液系統(tǒng)：平整液供液系統(tǒng)混合箱未有配置加熱保溫裝置，致使在冬季生產(chǎn)時，平整液的溫度對平整液的清洗效果也產(chǎn)生相應(yīng)的影響。

（6）平整液影響：初期平整液廠家只是將針對冷軋比較成熟的產(chǎn)品直接應(yīng)用于酒鋼冷軋平整機，并未與現(xiàn)場實際進行合理調(diào)整，平整液的表面成膜速度不佳[4]。

4 針對各種可能產(chǎn)生黃斑的因素，采取了以下改進措施

（1）酸軋機組將冷硬表面反射率提高作為工作重點，通過與乳化液廠家不斷研發(fā)，11月初冷硬表面反射率達到60%左右，罩退退火后反射率在75%左右，板面清潔度大幅度提高。

（2）對罩式爐機組使用的對流板定期進行清潔，按周期對全氫式罩式退火爐飽和氣體出口管道進行清洗，退火程序時在420度增加一個保溫平臺3.5h，更加有效改善退火后鋼卷板面清潔度的提高。

（3）與空氣吹掃廠家進行合作技術(shù)改造，提高空氣吹掃壓力（各種斷面保證在5bar）、空氣加熱（末端溫度65℃）以及增加邊部吹掃，改造后吹掃如下圖。

圖2 改造后平整機空氣吹掃系統(tǒng)

（4）調(diào)整平整液噴射梁角度，達到平整液噴淋于輥縫交叉區(qū)，對帶鋼起到一定沖刷作用，防止產(chǎn)生噴灑盲區(qū)。如下圖。

圖3 平整液機架內(nèi)噴淋角度和噴嘴高度調(diào)整示意圖

（5）對平整液混合罐用加熱帶纏繞進行保溫處理，通過設(shè)備改造對平整液進行加熱，保證平整液噴射末端溫度達到30℃左右。

（6）平整液濃度的密切關(guān)注，根據(jù)平整液特性及廠家提供參數(shù)將濃度控制在4.5%～5.5%之間，因為平整液濃度是否合理主要影響平整液的潤滑性、成膜速度、揮發(fā)性，也是決定黃斑缺陷是否產(chǎn)生的主要因素。

（7）刮水板間距調(diào)整，間距過大容易將平整液中的贓物遺留在板帶表面，增加黃斑爆發(fā)率，間距過小容易劃傷工作輥表面，穩(wěn)定在5mm～10mm為最佳，要求操作工每班換輥時根據(jù)新舊輥徑的變化調(diào)整刮水板的位置。

（8）通過與平整液廠家共同合作對黃斑的研究與攻關(guān)，分別通過整個冷軋工序各個關(guān)健控制點的改善和平整液配方的優(yōu)化，提高了平整液成膜速度。

5 結(jié)論

（1）原料清潔度對冷軋產(chǎn)品表面清潔度非常重要，原料表面清潔度的保證能降低平整液在帶鋼表面的殘留，降低黃斑產(chǎn)生率。

（2）平整機組空氣吹掃壓力、溫度的保證能有效的杜絕平整液在帶鋼表面過度的殘留，在后期與帶鋼表面發(fā)生化學(xué)腐蝕產(chǎn)生黃斑。

（3）平整機平整液流量過小在入口無法形成循環(huán)流場，清洗污染后平整液無法及時排除，始終集中在帶鋼中部，以及平整液溫度過低在冬季時揮發(fā)性差，帶鋼表面殘留大量的平整液，增大黃斑爆發(fā)率。

（4）出口導(dǎo)位刮水板與軋輥之間的位置決定著平整液是否及時的回收干凈，最大程度上降低平整液隨軋輥表面的附著而殘留在帶鋼表面，降低黃斑缺陷的產(chǎn)生。

（5）平整液配方必須結(jié)合機組特點進行合理調(diào)整和配制，強化平整液在帶鋼表面的成膜速度和效果，有利降低帶鋼表面黃斑爆發(fā)率[5]。