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：冷軋帶鋼的表面質量是衡量現代鋼鐵企業過程穩定控制能力的重要標準，從冷軋生產中困擾產品質量的氧化鐵皮缺陷出發，結合生產中出現的氧化鐵皮殘留缺陷形態與生產時的工藝裝備情況，從原料狀況、工藝制度情況、氧化鐵皮微觀及結構分析等方面對酸洗后帶鋼頭尾出現的大面積氧化鐵皮殘留（頭尾黑斑）、連退板出現的點坑狀與柳葉狀氧化鐵皮的進行了分析，剖析了困繞產品表面質量的三類氧化鐵皮的成因，并提出解決措施。

關鍵詞：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。具有相應外板生產產能又能使表面質量得到穩定控制成為新形勢下冷軋薄板廠的奮斗目標。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，針對性地提出了進行工藝改進使冷軋板表面質量得到改善的對策。

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、點坑狀氧化以及柳葉狀鐵皮氧化三種形式，先分別進行闡述：

2.1 頭尾黑斑

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

針對出現的頭尾黑斑，技術人員深入分析了它的產生是否與帶鋼原料的厚度有關，經統計發現：出現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的規格。針對這一現象，重點跟蹤了厚度規格2.0mm冷軋原料，發現這些來料頭尾有比較嚴重的中浪現象。經測量，浪形均值是原料標準要求的3倍，高達150IU。正是由于中浪的存在，導致在酸軋過程中不能完全切除頭尾，使軋板頭尾中間區域的拉矯破鱗效果受到嚴重影響；厚規格冷軋原料能夠滿足基本的來料要求，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%，這兩個參數都具有較大的提升空間。

經過熱軋調整CVC輥型，改善熱軋帶鋼穿帶與甩尾過程頭尾板形，[2] 那么，如何使頭尾黑斑現象得到改善呢？筆者認為，通過優化酸軋拉矯機參數，重新設定焊縫位置恒延伸率，再進一步改進酸洗工藝，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的爐輥結瘤陷的缺陷。

2.2 點坑狀氧化鐵皮

IF鋼最容易出現點坑狀氧化鐵皮缺陷，此種缺陷以點狀、坑狀無規律地分布在帶鋼的上、下表面上，故稱作點坑狀氧化鐵皮缺陷。經對缺陷部位的微觀和能譜分析，發現其由疏松狀氧化鐵皮壓入形成，并含有一定量的鈉、鎂、鋁、鈣等物質的殘留，坑底以平滑態呈現，周圍未發現任何異常。經對點坑狀表面進行能譜分析，發現其殘留物質為氧化鐵皮顆粒，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致這一缺陷的出現。氧化鐵皮壓入時存在的鈉、鎂、鋁、鈣等物質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硬、脆，塑性不足，延伸性差，正因為此，經過軋制工藝，鐵皮才會軋破為一個個的小顆粒，整個基體被擠壓后出現具有一定方向性的凹坑，與帶鋼上氧化鐵皮形貌達到基本吻合；一次氧化鐵皮形成與加熱爐溫度、空燃比、在爐時間，這些因素增加時，將增加初生氧化鐵皮與鋼基體的結合力，增加粗軋除鱗的困難，同時除鱗的延遲也是影響因素之一。[3] 在實踐中，需要我們對加熱溫度進行合理的設定，有效地控制爐內空燃比，合理掌握在爐時間，并注重對粗軋除鱗系統的有效維護，不斷優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點坑狀缺陷。

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則出現，長短不一，呈柳葉狀，因此得名。通過切樣實驗，經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行細致觀察，發現缺陷截面以疏松形態存在。

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，進一步優化拉矯機參數，改進酸洗工藝，帶鋼頭、尾的破鱗效果及其酸洗能力得到改善來加以解決，實踐證明是非常有效的。

二是針對點坑狀氧化鐵皮，由于壓入過程中常伴有鈉、鎂、鋁、鈣等物質，會被軋破為一個個的小顆粒，故而出現點坑氧化缺陷，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，加強對除磷系統的有效維護，合理掌握除磷時間，避免除磷延遲造成缺陷。同時，要對爐內空燃比、在爐時間等合理控制。

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

參考文獻：

[1]許秀飛.鋼帶連續涂鍍和退火疑難對策[M].北京：化學工業出版社，2010：114-115.

[2]薛念福，李里，陳繼林等.熱軋帶鋼除磷技術研究[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：冷軋板產品開發與質量控制。