冷軋連續(xù)退火帶鋼表面麻點(diǎn)缺陷形成機(jī)理分析

金大華 黃麗芳

摘 ?要：當(dāng)冷軋連續(xù)退火帶鋼的表面出現(xiàn)麻點(diǎn)缺陷時，勢必會對整個產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，因此，需要深入分析其形成機(jī)理，找出具體的解決辦法。文章首先簡要分析了連續(xù)退火麻點(diǎn)缺陷形成原因，指出了爐輥結(jié)瘤產(chǎn)生機(jī)理，并給出了具體的預(yù)防措施，望能為此領(lǐng)域研究有所借鑒。

關(guān)鍵詞：連續(xù)退火帶鋼;表面麻點(diǎn);機(jī)理

中圖分類號：TG156.26 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2019）22-0110-02

Abstract： When there are pitting defects on the surface of cold rolled continuous annealed strip， it is bound to have a direct impact on the quality of the whole product. Therefore， it is necessary to deeply analyze its formation mechanism and find out the specific solutions. First of all， this paper briefly analyzes the reasons for the formation of continuous annealing hemp point defects， points out the mechanism of furnace roll nodulation， and gives the specific preventive measures， which can be used for reference in this field.

Keywords： continuous annealed strip; pitting defects on the surface; mechanism

當(dāng)冷軋連續(xù)退火板表面出現(xiàn)缺陷時，往往會對整個產(chǎn)品的質(zhì)量造成直接影響，而對于麻點(diǎn)缺陷而言，其在整個表面缺陷當(dāng)中最為常見，會對連續(xù)退火生產(chǎn)線高質(zhì)量表面產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)造成直接較大影響，此外，還會對其產(chǎn)量造成影響。因此，怎樣將冷軋板帶連續(xù)退火時所易出現(xiàn)的表面麻點(diǎn)缺陷最大程度消除掉，制造出更加優(yōu)質(zhì)且實(shí)用的家電板、建筑板等，已經(jīng)成為影響企業(yè)生存的重要指標(biāo)，本文就此缺陷的形成機(jī)理及具體措施逐一探討。

1 連續(xù)退火麻點(diǎn)缺陷原因

針對連續(xù)退火冷軋帶鋼表面所出現(xiàn)的麻點(diǎn)缺陷來講，其于帶鋼表面通常會形成比較圓滑且凹陷的界面形貌，此外，其上邊比較寬，而下邊則較窄，寬度通常為21μm，與生產(chǎn)線的軋制方向相平行，而且還伴隨帶鋼的生產(chǎn)方向，呈現(xiàn)為典型的彗星狀。還需要指出的是，在帶鋼的上、下表面，都存在該類缺陷，尤其是邊部，更為突出，中部則較弱，依據(jù)缺陷的具體形貌，可對麻點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，即其因異物硌傷所致;還需要明確的是，帶鋼在還未進(jìn)退火爐之前，無缺陷，從中可明確缺陷主要因爐輥硌傷所引起。在開爐之后，檢查爐輥表面，從中得知，無論是快冷段爐輥，還是緩冷段、均熱段，均有結(jié)瘤情況發(fā)生，并且均熱段爐輥結(jié)瘤更為突出;于高溫情況下，帶鋼容易被結(jié)瘤硌傷，最終形成不同程度的麻點(diǎn)缺陷。

2 爐輥結(jié)瘤跟蹤試驗(yàn)

2.1 爐輥表面及爐輥結(jié)瘤成分

為了能夠?qū)β辄c(diǎn)的具體位置加以明確，于停車前，選厚度為1.4mm的帶鋼，強(qiáng)化張力（20%），并以一種快速停車方式，來進(jìn)行相關(guān)操作;在冷爐之后，以終冷段為起始點(diǎn)，逐漸向前排查，自終冷段便可從中找出麻點(diǎn)，當(dāng)持續(xù)檢查至均熱段的第2根爐輥時，麻點(diǎn)不見，因此，麻點(diǎn)開始產(chǎn)生的區(qū)域?yàn)榫鶡岫蔚?根爐輥，此外，無論是快冷段第1根爐輥，還是均熱段第1根爐輥，都存在結(jié)瘤情況，而對于加熱段第20、26根爐輥而言，均發(fā)現(xiàn)呈麻銀色的粘結(jié)物，且較難清除，無手感，實(shí)為結(jié)瘤初期階段所形成的產(chǎn)物。而針對結(jié)瘤物顯微組織而言，圍繞其各個位置，開展系統(tǒng)化的能譜成分分析;最終得知，諸如Cr、O、Si、Al等，均為結(jié)瘤的重要成分。而對于Si元素而言，其來源可能有兩方面，其一為消泡劑，其二是清洗段的堿液;而對于Al元素來講，其來源主要有耐材、帶鋼成分以及涂層成分;針對Fe元素而言，其主要來自于耐材、帶鋼;Mn多來自帶鋼成分;O多來自空氣、氮?dú)?、氫氣等。所以，要想將結(jié)瘤減少，需要從如下方面著手：強(qiáng)化爐子密封性，減少有氧化鐵皮的鋼卷，供應(yīng)的涂層、氮?dú)?、氫氣等?/p>

2.2 爐輥粗糙度及涂層對結(jié)瘤所產(chǎn)生的影響

需要指出的是，針對冷硬卷而言，其在加熱至退火溫度之前，會有很高的強(qiáng)度，易與爐輥發(fā)生打滑，從而為結(jié)瘤提供條件，爐輥粗糙度與結(jié)瘤形成之間呈正相關(guān)，而粗糙度越小，那么其便更加容易打滑，爐輥邊部為結(jié)瘤最嚴(yán)重處。所以，將爐輥邊部相應(yīng)粗糙度給予最大程度降低，改善爐輥粗糙度，以及增加輥型部位粗糙度，能夠最大程度消除帶鋼與爐輥間的滑動。針對均熱段爐輥輥面所對應(yīng)的粗糙度而言，其需要借助原先全輥面的Ra=1.5～2μm，相輥型部位粗糙度進(jìn)行變更。此外，還需要指出的是，把均熱段爐輥涂層從原先的LCO17向LCO56轉(zhuǎn)變（更具抗結(jié)瘤能力）。另外，還應(yīng)對全部結(jié)瘤爐輥予以更換，并對爐膛進(jìn)行清理。完成檢修操作后，爐輥再次出現(xiàn)結(jié)瘤，將爐輥?zhàn)陨韺Y(jié)瘤所產(chǎn)生的影響予以排除。

2.3 爐內(nèi)張力對爐輥結(jié)瘤的影響分析

針對連續(xù)退火生產(chǎn)線而言，爐輥與帶鋼之間的打滑，乃是導(dǎo)致爐輥磨損的典型誘因。在生產(chǎn)時，爐輥與帶鋼之間發(fā)生打滑情況，主要是由帶鋼于爐輥出口處與入口處之間所形成的張力差值發(fā)生變化所致。通過對比與分析既往試驗(yàn)，優(yōu)化張力，得知，爐輥與帶鋼之間的打滑得到改善，爐輥結(jié)瘤得到明顯減輕，另外，麻點(diǎn)也出現(xiàn)減輕，但未能根除。在爐區(qū)整體張力增大的同時，優(yōu)化爐區(qū)各段的張力梯度，以此為各個段張力所對應(yīng)的平滑過渡提供切實(shí)保障。

2.4 爐內(nèi)氣氛O2含量對爐輥結(jié)瘤所產(chǎn)生的影響

為了能夠更加全面且深入的研究連續(xù)退火爐內(nèi)氣氛對整個爐輥結(jié)瘤所產(chǎn)生的影響，在某連續(xù)退火機(jī)組現(xiàn)場，圍繞爐內(nèi)氣氛開展全面的控制試驗(yàn)。依據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，通常情況下，需要將爐內(nèi)的O2控制在0.003～0.005%之間，若爐內(nèi)的O2含量長時間處于偏高狀態(tài)，那么會氧化爐襯鋼板及帶鋼等，而且在此過程中，還會出現(xiàn)掉皮情況，最終成為形成結(jié)瘤的主要原料。因此，需要盡可能避免管道、爐體泄露，并且還要對H2及N2當(dāng)中的O2含量加以控制，使其小于0.002%。因此，針對爐體的各個部位來講，還是其循環(huán)管道而言，均需要實(shí)施多次泄漏檢測，且對大部分泄漏點(diǎn)進(jìn)行處理，提高爐內(nèi)氣氛的整體質(zhì)量。

3 爐輥結(jié)瘤產(chǎn)生機(jī)制分析

通過開展系統(tǒng)化的理論分析得知，針對連續(xù)退火機(jī)組爐輥結(jié)瘤來講，其機(jī)制主要有兩種，其一，高溫狀態(tài)下，輥?zhàn)优c帶鋼與相互滑動作用下，容易產(chǎn)生比較強(qiáng)烈的機(jī)械摩擦作用，而對于帶鋼表面的鐵屑、氧化物等，于輥?zhàn)颖砻妫瑢?shí)現(xiàn)還原，并且還能還會粘結(jié)聚集;其二，因輥?zhàn)幼陨泶嬖谝欢ǔ潭鹊哪p氧化，因此，于輥?zhàn)颖砻娴难趸铮瑫街奂?，最終形成。不管是何種結(jié)瘤機(jī)制，均需要經(jīng)歷兩大過程，第一為形成瘤核，第二是聚集長大。而對于聚集長大而言，其實(shí)為一個不斷積累的過程，所以，基于瘤狀物形貌而言，便會產(chǎn)生能夠進(jìn)行層層剝離的狀況。還需強(qiáng)調(diào)的是，如果所形成的瘤狀物與輥面之間，出現(xiàn)比較輕微的擴(kuò)散、熔融，或者是合金化情況，那么一些瘤狀物會粘附在輥面，形成麻點(diǎn)或者劃傷的危害物。另外，針對連續(xù)退火爐內(nèi)帶鋼表面麻點(diǎn)而言，對其嚴(yán)重程度起到?jīng)Q定作用的是爐輥結(jié)瘤程度;而對于爐輥結(jié)瘤來分析，對其造成影響的因素有：基于環(huán)境或者帶鋼所帶入到爐輥上的結(jié)瘤原料越多，那么此處便越發(fā)容易出現(xiàn)結(jié)瘤;此外，在爐內(nèi)，其氣氛有著越強(qiáng)的還原性，那么爐輥發(fā)生結(jié)瘤的幾率越高;針對爐輥涂層來講，其有著越差的抗結(jié)瘤性能，那么其爐輥便越容易引發(fā)結(jié)瘤。

4 爐輥結(jié)瘤綜合治理

基于上述分析得知，為了能夠更好的治理爐輥結(jié)瘤，需分別從機(jī)械、工藝、原料及電控等方面，提出具體的改進(jìn)措施。不得上線帶有氧化鐵皮鋼卷;強(qiáng)化對清洗段的綜合化管理，促進(jìn)帶鋼表面整體清潔度的提升;提高顱內(nèi)的全面清潔度，在停爐前，需要對退火爐進(jìn)行全面清理;提高顱內(nèi)保護(hù)氣體的整體清潔度。

嚴(yán)格且系統(tǒng)化管理輥面涂層及爐輥的粗糙度。在管理爐輥粗糙度之前，需要首先構(gòu)建各根爐輥的粗糙度變化趨向曲線，并且定期進(jìn)行檢測;針對連續(xù)退火爐輥來講，通常情況下，其壽命為2～3年，而在此之后，需要每6個月檢測1次，如果在具體的粗糙度上，已經(jīng)達(dá)到某一門檻值，那么便需要對爐輥進(jìn)行更換。需要指出的是，針對連續(xù)退火爐輥所選用的涂層材料而言，其一般會具有比較典型的氧化物析出特性，如果析出過量，那么此時的涂層會有剝落情況發(fā)生，而且還會降低耐磨性，因此，需要對爐輥涂層的磨損情況、顏色等進(jìn)行定期檢查，并進(jìn)行定期更換，避免影響到帶鋼表面質(zhì)量。此外，在完成上述檢查后，還需要檢查爐輥的結(jié)瘤狀態(tài)，且實(shí)施修磨。依據(jù)上述試驗(yàn)，需要對爐內(nèi)O2的具體含量施加嚴(yán)格控制，并且還要檢測與封堵所有的爐漏點(diǎn)。針對爐子的各個區(qū)段的露點(diǎn)，需要依據(jù)產(chǎn)品的原料狀況、退火曲線、質(zhì)量要求以及清洗質(zhì)量等，精確控制爐子各段的露點(diǎn)。依據(jù)帶鋼品種、規(guī)格的差異，提供多條爐內(nèi)張力曲線。其一，促進(jìn)爐區(qū)所對應(yīng)的整體張力的提升，其二，優(yōu)化各段張力梯度，為各段張力平滑過渡提供切實(shí)保障。

5 結(jié)束語

綜上，連續(xù)退火冷軋帶鋼表面之所以會出現(xiàn)麻點(diǎn)缺陷，通常是由爐輥結(jié)瘤物硌傷所引起，而對于爐輥結(jié)瘤而言，露點(diǎn)控制不當(dāng)，以及退火爐內(nèi)氣氛等，乃是產(chǎn)生爐輥結(jié)瘤的典型原因;要想將冷軋帶鋼表面麻點(diǎn)缺陷最大程度消除掉，需要精確控制爐內(nèi)氣氛與露點(diǎn)，并且還要優(yōu)化張力控制，并與來料清潔度控制等相結(jié)合，獲得最佳的控制效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]畢革平，丁海峰，姚秋峰，等.鋸條體用冷軋鋼帶表面缺陷分析[J].金屬熱處理，2012，37（4）：117-121.

[2]戴衛(wèi)東，安百光.Parsytec自動表面缺陷檢查系統(tǒng)在冷軋連續(xù)退火線上的應(yīng)用[J].冶金自動化，2009，33（2）：47-51.

[3]王宏霞，李鐵，王俊海，等.410S冷軋鋼帶表面麻點(diǎn)缺陷分析[J].中國重型裝備，2017（1）：52-54.

[4]白振華，申延智，周利，等.連續(xù)退火中帶鋼表面橫向條紋缺陷產(chǎn)生機(jī)制及其治理技術(shù)[J].鋼鐵，2011，46（8）：96-99.

[5]魏玉鵬.冷軋帶鋼熱處理工藝的研究與實(shí)踐[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（20）：86-87.