冷轧罩退产品常见缺陷简析

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冷轧罩退产品常见缺陷简析摘要：冷轧罩退产品常见缺陷类型如异物压入、翘皮、隆起、黑斑（带）、粘结等曾一度对唐钢罩退产品质量造成很大的影响。通过对唐钢现有罩退产品生产工艺跟踪和缺陷理论研究，以及对生产工艺过程中影响缺陷产生的各种因素进行归纳总结，并采取了一系列避免或减少缺陷产生的措施，唐钢罩退产品缺陷量大幅降低，产品质量稳步提高。本文重点对唐钢冷轧罩退产品常见的缺陷进行了阐述，并提供一些解决措施供参考。关键词：罩退产品缺陷简析1.前言冷轧罩退产品是冷轧行业的主要创效产品之一，由于其工艺过程复杂、生产周期长、生产设备复杂等特点，经常出现各种各样的缺陷而影响产品的质量，给企业造成严重的损失。为了进一步提高产品质量，我们对之前唐钢罩退产品出现的主要缺陷进行了研究分析，并采取多项技术措施，减少了缺陷品的产生。2.罩退产品缺陷分析7 唐钢冷轧罩退产品主要的生产工艺流程为：热轧→酸轧（酸洗冷轧）→罩退→平整，热轧生产的产品作为酸轧线生产的冷硬卷的原料，冷硬卷再经罩式退火、平整、重卷后生产出最终的罩退产品。在生产实践中发现，产品的整个工艺流程中所涉及到的每一道工序的工艺技术、设备状况、管理工作等诸多因素，都对罩退产品的质量有很大的影响。2.1异物压入异物压入缺陷主要分为两类，一类是热轧原料带来的缺陷，主要是热轧时残留在板坯内部的颗粒夹杂物，经冷轧后沿轧制方向形成平行的黑色、灰黑色、灰白色长条状缺陷，无规律分布在带钢表面。另一类属于表面附着物类缺陷，是冷轧生产过程中外界异物黏附在带钢表面，经轧制、挤压形成的点状、线状、块状缺陷。唐钢常出现的异物压入缺陷的主要特征是呈星点状分布于钢板的表面，既有热轧方面的原因，也有冷轧方面的原因，缺陷的尺寸小，爆发的频率高。构成异物压入缺陷的元素组成较为复杂，除含有Fe元素外，还含有C、O、Cl、Si、S、P等非金属元素以及Al、Ca、Mn等合金元素。这些元素中的绝大多数在异物压入缺陷附近钢板材料中是不存在的，因此可断定该“异物”是从别的地方带来的。2.2翘皮7 翘皮，也称“结疤”，一般是在连铸、热轧工序中产生的板面缺陷，该缺陷的形貌为在带钢运行方向有带状片层翘起或剥落，翘皮下层为非金属夹杂或氧化物等，呈黑色或灰色，带钢表面有呈“舌状”或“鱼鳞片状”的翘起金属薄片，其面积大小、厚度不等，外形轮廓极不规则，既有闭合的，也有不闭合的，翘皮有的与带钢的本体相联结并折合到带钢表面上不易脱落;有的与带钢本体没有联结，但粘合到带钢表面上易于脱落。通常由炼钢造成的翘皮容易翘起和张开，下面有夹杂物;由热轧造成有的翘皮不易翘起，周围留有痕迹，下面有氧化铁皮。研究表明[2]，翘皮缺陷的产生必须具备一个条件，即在连铸坯表面存在与金属本体连接且不连续的可以随本体延伸的金属物，如结疤、皮下气泡（夹渣）、凸起，凹坑等。在连铸到热轧工序过程中，含有较多“气孔”和夹杂缺陷的连铸坯，经过粗轧道次的变形后，中间坯角部低温区在一定的立辊侧压作用下产生了超出板坯材料热塑性限度的变形而形成角部裂纹，这种裂纹在随后的轧制过程中不能焊合，而形成沿轧制方向的断续迭层的“翘皮”，并随中间坯侧边“翻边”过程的进行向板坯上下表面翻转，最终分布在距热轧板边缘20～30mm的区域。另外，材料表面有残余的结疤在热轧后压合到带钢面上或者铸坯表面凸凹不平、清理深宽比不够、板坯表面严重刮伤后再次轧制的情况时，也会形成带钢面上的结疤。2.3隆起7 隆起，又名“凸包”、“起筋”等，隆起部位呈现条状亮带，沿轧向分布，在带钢上下表面相同位置同时存在。隆起部分有时在带钢边部，有时出现在钢卷中部，用手触摸有轻微凸起手感，开卷后形成局部浪形，影响用户使用。研究表明，隆起缺陷是由于在隆起位置带钢存在局部增厚造成的。造成带钢局部增厚的一个原因是热轧工作辊的不均匀磨损，所以在热轧精轧工序中要增加工作辊窜动功能以均匀工作辊磨损，同时优化编排轧制计划以减小工作辊局部磨损，或者采用带钢边部润滑、工作辊在线磨辊等技术手段减小工作辊局部磨损等技术措施来消除隆起缺陷。“隆起”的另一个原因可能是板坯在热轧立辊中轧制时，变形难以深入到板坯的中间部分，边部则出现隆起。出现这种现象的主要原因是立辊变形时边部延伸大，中间延伸小，中间部分会对边部产生压应力。而在减宽过程中，金属流动非常不均匀，减宽量仅一部分转化为工件的延伸，而其余部分引起轧材厚度的增加，这种厚度的增加在板带边部较大，就会形成明显的鼓形即隆起。因此板坯在热轧时必须采用合理的轧制工艺，以防止隆起缺陷的产生。2.4黑斑（带）黑斑（带）主要冷硬卷经过罩退后带钢表面出现的一种缺陷，分布在退火卷带中、钢板两边、带头或带尾，严重时整卷都有，形状有点、条状到成片状，带钢表面发乌。此类黑斑（带）附着在钢带表面，用橡皮或纸巾可以擦拭掉。采集退火板面各种表现形态的黑斑进行电镜分析，可知黑斑表面的主要组成元素是C、Fe和O，即Fe3O4和积碳。7 实践证明，酸洗阶段及时更换挤干辊并补充冷凝水，可以有效控制漂洗段电导率，彻底干燥板带，以减少轧制前板带表面氯离子残留，同时若缩短从轧制到退火的生产周期，使形成Fe（OH）3的时间缩短，减少带钢黄斑量，从而降低免生成黑斑（带）的机率。酸轧生产时，带钢粗糙度也与带钢的黑斑（带）的产生有密切关系，带钢表面粗糙度越大，越有利于避免黑斑和黑带缺陷;另外在1、2#轧机采用镀铬辊，可以显著提高钢带光洁度，进而降低表面残铁、残油量，以减少黑斑（带）的产生;还有提高轧机末机架出口吹扫装置的吹扫能力，以减少轧后板带表面乳化液残留量;改进轧辊防缠板，使之具有接收和导流乳化液功能，防止乳化液喷溅到带钢表面;采用稳定性高的轧制油，避免在加热时大量挥发，进而在高温下热解形成碳黑，这些措施的实施，都可以减少因乳化液残留而造成的黑斑（带）。在退火生产时，若采取合理的吹氢工艺，并适当增加吹氢量和吹氢时间也可以减轻冷轧卷黑斑（带）缺陷的产生。　　2.5粘结7 粘结缺陷是罩退产品较为普遍的一种表面缺陷，该缺陷是在一定的温度和应力作用下，在一定时间内紧卷退火发生层间局部焊合的现象，退火后即可发生。在平整开卷生产时，由于带钢突然被扯开，带钢局部应力超过屈服极限，会导致形成垂直于带钢长度方向的弧形粘结纹缺陷;另外部分粘结钢卷其钢带之间粘合较紧时，在钢卷平整开卷后，粘结位置发生破损，表面就容易形成点状或更大面积的损伤区。减轻粘结缺陷的产生措施有很多，如在退火冷却过程中，可以在500℃以上的高温段采用速度较慢的风冷，降至300℃以下后采用速度较快的喷淋冷却。实践表明，在罩退生产过程中，装在同一退火炉中的钢卷，顶部的很少有粘结，而装在底部的粘结就相对严重，所以应将易出现粘结的深冲系列和极薄带钢装在退火炉的顶部。另外可以在满足罩退产品性能的要求情况下，适当降低保温温度，这对粘结的控制也很有利。对于平整工艺来说，粘结虽然在罩式炉退火过程中就已经产生，但在平整生产时才得以表现出来，所以在平整生产过程中若采用合适的开卷角度，降低开卷时的法向应力，并采用较大的开卷速度、较大的平整延伸率以及进行二次平整等方法，都可以挽救或减轻部分较轻的粘结缺陷。3.结语1）加强罩退产品在炼钢、连铸、热轧生产时的工艺控制，避免保护渣、耐火材料等卷入钢坯，保证除鳞设备的正常使用以减少异物压入;冷轧系统加强对辊系材料的管理及周围环境的清理，避免因生产环境恶劣所造成的附着性异物。2）翘皮缺陷可以通过加强连铸工艺控制、保证结晶器水口吹氩量、避免水口堵塞和液面波动卷渣、优化铸坯加热过程保证铸坯的加热质量等措施来减少缺陷的产生。3）7 隆起缺陷可以通过采用合理的热轧工艺保证热轧原料板型，并采用工作辊在线磨辊等技术来减小工作辊局部磨损的方法来消除。4）加强乳化液系统的管控，提高钢卷表面清洁度，优化罩退工艺等措施可以减少黑斑（带）缺陷的产生。5）严格控制原料板型、采用合适的卷曲张力、优化罩退工艺制度及平整生产工艺等措施是减少粘结缺陷的重要手段。参考文献：[1]彭其春，田俊等.冷轧板夹杂类表面缺陷研究的进展.炼钢，2009，25（1）.[2]武彩虹，韩静涛等。热轧带钢边部“翘皮”缺陷分析[J]。塑性工程学报，2005（6）.7