冷軋料夾雜、孔洞缺陷的工藝控制研究

姜成++朱國軍++李建科

摘 要：借助金相、掃描電鏡及能譜等分析手段對冷軋料脫皮和孔洞缺陷進(jìn)行了研究，得出并驗(yàn)證了脫皮缺陷主要是鋁酸鈣類夾雜，孔洞缺陷中含有少量的K、Na可判斷為有保護(hù)渣卷入。鑒于此情況，對中包耐材理化指標(biāo)、覆蓋劑指標(biāo)和對鋼中Alt成分進(jìn)行調(diào)整。從目前市場反饋情況看，改善效果比較顯著。

關(guān)鍵詞：冷軋料；夾雜缺陷；孔洞缺陷；工藝控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.236

1 前言

馬口鐵的用途非常廣泛，附加值比普通鋼種高，控制夾雜物的難度也比其它鋼種大。某鋼廠RH爐于2012年12月開始正式投產(chǎn)，超低碳鋼種的研究起步較晚，目前已能夠生產(chǎn)的鋼種類型有SPHD、SPHE、馬口鐵、IF鋼、W800和1300DG等。馬口鐵的生產(chǎn)工藝為：高爐鐵水→脫硫站→轉(zhuǎn)爐→ RH爐→ LF爐→板坯連鑄→軋機(jī)。

馬口鐵存在的主要質(zhì)量缺陷是客戶冷軋后會出現(xiàn)夾雜和孔洞，由此造成的異議率（客戶提報(bào)質(zhì)量異議的重量占總產(chǎn)量的比）較高，2015年為0.29%，2016年為0.19% ，通過研究攻關(guān)，該產(chǎn)品異議率現(xiàn)已降到了0.10%，質(zhì)量異議僅出現(xiàn)在冷軋規(guī)格0.10-0.15mm產(chǎn)品上，達(dá)到了國內(nèi)同行梅鋼的水平。

2 缺陷概況

某鋼廠馬口鐵對應(yīng)客戶的生產(chǎn)工藝：縱剪分卷→酸洗→粗軋→三連軋→一次退火→精軋→二次退火→鍍鉻。冷軋工藝（6道次厚度變化/mm）：2.5→1.6→0.45→0.25→0.15→0.13→0.115。馬口鐵的主要缺陷為夾雜和孔洞，夾雜缺陷主要是條帶狀缺陷。

3 缺陷檢測

3.1 脫皮缺陷檢測

對脫皮表面進(jìn)行掃描電鏡能譜分析，結(jié)果顯示翹皮下含有Al、Ca、O、Si、Mg、C等元素（圖1）。

3.2 孔洞缺陷檢測

在穿孔邊緣有撕裂狀開口，開口中存在顆粒狀?yuàn)A雜物，經(jīng)電鏡能譜檢測，該夾雜物主要有Si、Al、O、K、Na等元素（圖2）。

3.3 夾雜物類型分析

孔洞產(chǎn)生的原因一般有以下兩種因素：

（1）材質(zhì)因素：一般指鑄坯中的皮下夾雜、卷渣、表面裂紋等導(dǎo)致基板局部強(qiáng)度弱化，在軋制過程中形成；（2）軋制工藝因素：指在軋制過程中造成的板面局部區(qū)域變形不均或受損而形成[1]。

以上檢驗(yàn)結(jié)果分析，可排除軋制原因，造成脫皮缺陷的夾雜主要是鋁酸鈣類夾雜，孔洞缺陷中含有少量的K、Na，可判斷為有保護(hù)渣卷入。

4 工藝改進(jìn)

4.1 中包耐材理化指標(biāo)調(diào)整

據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果，原耐材廠家中包本體干式料理化指標(biāo)所含SiO2較高，中包包襯材料中含有SiO2被鋼水中[Al]還原生成Al2O3，使鋼潔凈度降低，故要求SiO2<2%，目前在生產(chǎn)馬口鐵前均對中間包干式料進(jìn)行抽檢，實(shí)際SiO2含量均達(dá)標(biāo)。

4.2 覆蓋劑調(diào)整

原來所使用的鋼包、中包覆蓋劑SiO2含量均高（見表1），易發(fā)生（SiO2）+4/3[Al]=2/3（Al2O3）+[Si]反應(yīng)，從測定澆注過程中鋼水中[Si]變化可判斷覆蓋劑轉(zhuǎn)移到鋼水中的[O]含量。

通過與相關(guān)技術(shù)人員和其它鋼廠進(jìn)行交流，將無碳高堿度鋼包覆蓋劑中SiO2標(biāo)準(zhǔn)修訂為≤8.0%，無碳高堿中間包覆蓋劑標(biāo)準(zhǔn)中SiO2標(biāo)準(zhǔn)修訂為≤3.0%，通過對比鋼包渣樣和中間包渣樣，取得了理想的效果。

4.3 對鋼中Alt成分調(diào)整

經(jīng)技術(shù)服務(wù)組了解目前市場上反饋較好的生產(chǎn)廠家為唐鋼不銹，經(jīng)對標(biāo)唐鋼不銹與某鋼廠RGMR成分設(shè)計(jì)最大不同就是AL含量。

經(jīng)討論，決定將Alt含量由0.008%-0.030%調(diào)整為0.030%～0.050%進(jìn)行試驗(yàn)，通過技術(shù)人員跟蹤試驗(yàn)鋼客戶使用情況，發(fā)現(xiàn)使用情況較好，未出現(xiàn)夾雜、孔洞缺陷。于是對所有馬口鐵的Alt成分均按0.030%～0.050%控制，進(jìn)一步促進(jìn)了馬口鐵質(zhì)量的穩(wěn)定。

5 結(jié)論

轉(zhuǎn)爐→ RH爐→ LF爐→板坯連鑄的生產(chǎn)工藝流程決定了馬口鐵的鋼中氧、氮含量和夾雜物水平不會太低，在不改變工藝的條件下，需要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。

（1）操作人員的培訓(xùn)，因某鋼廠RH爐生產(chǎn)作業(yè)率相對較低，每次生產(chǎn)前需加強(qiáng)對精煉操作人員的培訓(xùn)，提升操作技能水平；

（2）RH設(shè)備的檢查，RH是生產(chǎn)馬口鐵的關(guān)鍵設(shè)備，生產(chǎn)前檢查不到位以及生產(chǎn)過程中維護(hù)不到位均會造成生產(chǎn)過程中斷，進(jìn)而導(dǎo)致成本上升等問題；

（3）原材物料的質(zhì)量控制，每次生產(chǎn)前對關(guān)鍵的原材物料要取樣檢驗(yàn)，避免因物料質(zhì)量不穩(wěn)定造成產(chǎn)品質(zhì)量缺陷；

（4）氧含量的跟蹤，對于馬口鐵等冷軋料，一般以鋼中氧含量判斷鋼中夾雜物的水平，通常以材中氧來判定，但材樣氧的檢測相對要滯后一段時(shí)間，生產(chǎn)過程中也要對中包氧進(jìn)行檢驗(yàn)，以避免造成批量氧含量超標(biāo)的問題；

（5）各工序的溝通，生產(chǎn)馬口鐵更加考驗(yàn)調(diào)度人員的協(xié)調(diào)能力，而調(diào)度人員的質(zhì)量意識相對又較弱，因此，在前后工序生產(chǎn)出現(xiàn)異常時(shí)需要主動(dòng)與調(diào)度人員溝通，保證各工序均能滿足制造標(biāo)準(zhǔn)的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭其春等.冷軋板夾雜類表面缺陷研究的進(jìn)展[J].煉鋼，2009（02）：73-77.endprint