冷軋IF鋼白斑缺陷分析

王印周 張宇 陳世恒

摘?要：本文通過分析冷軋IF鋼表面形貌和成分特點(diǎn)，從冷軋工序分析缺陷產(chǎn)生原因，并制定措施，有效減少了白斑缺陷的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：連續(xù)退火;IF鋼;拉矯機(jī)延伸率;酸液溫度;酸洗速度;頭尾剪切量

前言

冷軋IF板帶廣泛應(yīng)用于汽車制造、家用電器、機(jī)械制造等各個(gè)領(lǐng)域，在冷軋汽車用鋼使用中占到汽車用鋼總量的30%[1]。冷軋生產(chǎn)是指在材料再結(jié)晶溫度以下對鋼板進(jìn)行軋制生產(chǎn)，使冷軋板產(chǎn)品達(dá)到最后的成品厚度要求。在軋制過程中鋼板會產(chǎn)生加工硬化組織，使其塑性變形能力變差，不利于沖壓加工[2]。為了消除這一影響需要對冷軋板進(jìn)行退火處理。退火是將冷變形后的金屬加熱到再結(jié)晶溫度以上，保持足夠時(shí)間，然后以適宜速度冷卻的一種金屬熱處理工藝。目的是使變形晶粒重新形核，轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆蚣?xì)小的等軸晶粒，消除加工硬化現(xiàn)象，改善鋼材的塑性和韌性，使其滿足所要求的機(jī)械性能和使用性能，是影響鋼板最終力學(xué)性能及表面質(zhì)量的關(guān)鍵工序。

邯寶冷軋廠2080mm冷軋連續(xù)退火機(jī)組，由德國西馬克公司擔(dān)任總設(shè)計(jì)，是河北省第一條將帶鋼的清洗、退火、平整等工藝集于一體，具有世界先進(jìn)水平的連續(xù)退火生產(chǎn)線，產(chǎn)品規(guī)格為0.3～2.5mm，900～2080mm，主要定位高質(zhì)量的汽車板和家電板，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為100萬噸。2018年2月份以來，邯寶冷軋連退線IF鋼陸續(xù)發(fā)生批量“白斑”缺陷，該缺陷表現(xiàn)為連退退火后呈白色斑點(diǎn)狀缺陷，嚴(yán)重影響產(chǎn)品表面質(zhì)量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，白斑缺陷高發(fā)月次，白斑帶出品達(dá)到2000噸。由于該缺陷為批量發(fā)生，不僅造成較大的質(zhì)量損失，同時(shí)嚴(yán)重影響合同交付。

1、缺陷分析

1.1 形貌分析

通過觀察，該類缺陷多發(fā)于帶鋼上表，形狀為橢圓形白點(diǎn)狀，無手感，呈不連續(xù)分布。

1.2 成分分析

取缺陷樣通過顯微鏡，電鏡對缺陷進(jìn)行深入觀察分析以查找缺陷產(chǎn)生原因。首先對缺陷部位進(jìn)行低倍顯微鏡觀察（圖2）。

進(jìn)一步通過電鏡觀察缺陷形貌并進(jìn)行掃描以分析缺陷組成（圖3、圖4）。

通過顯微鏡低倍觀察可知，缺陷部位呈明顯的白色斑點(diǎn)狀缺陷，近似橢圓形，在軋制方向有明顯的拉伸痕跡。由于缺陷明顯存在拉伸痕跡，可初步確定此類缺陷在軋制之前即產(chǎn)生，經(jīng)軋制變形后表現(xiàn)為沿軋制方向伸長的形貌。另通過電鏡觀察可知，該缺部位與集體存在明顯分層，非基體缺陷，應(yīng)為異物壓入基體造成。同時(shí)通過缺陷部位掃描結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，缺陷部位存在大量的C、O元素，據(jù)此推斷異物可能為有機(jī)物。

2、原因分析

結(jié)合連退產(chǎn)品熱軋-酸軋-連退全工序生產(chǎn)工藝特點(diǎn)來看，初步確認(rèn)此類缺陷為酸軋工序軋機(jī)前橡膠輥掉膠或擦蹭帶鋼表面，經(jīng)軋制后壓入基體，在連退線清洗段無法清除，經(jīng)退火爐加熱后造成白斑缺陷。

初步確定此白斑缺陷產(chǎn)生原因及產(chǎn)生部位后，對酸軋產(chǎn)線全線膠輥進(jìn)行查找，重點(diǎn)對托輥、擠干輥進(jìn)行排查。經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)部分酸洗段擠干輥及托輥存在局部破裂的問題，有掉膠風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)存在膠輥轉(zhuǎn)動不良可導(dǎo)致膠輥擦蹭帶鋼表面。

3、改進(jìn)措施

明確了白斑缺陷產(chǎn)生原因后，針對缺陷制定了針對性的解決措施：

（1）對酸軋全線進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)破損的及時(shí)更換，同時(shí)確保所有輥轉(zhuǎn)動良好。

（2）酸軋工序生產(chǎn)IF鋼時(shí)對鋼卷溫度進(jìn)行測量，溫度大于100℃不允許上線生產(chǎn)。

（3）酸軋工序生產(chǎn)IF鋼時(shí)，應(yīng)保持拉矯延伸率≥2%。

（4）酸軋工序酸液溫度控制范圍為84～88℃。

（5）酸洗速度要求：焊縫120m/min，帶中180m/min。

（6）連退工序頭尾剪切量要求：入口頭、尾≥15米;出口剪切≥20米。

4、取得效果

采取上述針對措施后，2019年6月份以來，此類缺陷已明顯減少。經(jīng)過7、8月份6批次樣品分析，其中5批次為氧化鐵皮壓入類缺陷，由于酸軋工序粘膠造成的白斑缺陷已基本消除。

參考文獻(xiàn)：

[1]駱鐵軍.鋼鐵工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃對科技發(fā)展的新要求[C].第八屆（2011）中國鋼鐵年會.北京：中國金屬學(xué)會，2011：1

[2]何建峰，宋建新.冷軋板連續(xù)退火技術(shù)在寶鋼的應(yīng)用[ J].軋鋼，2003，20（3）：32