劉偉云　徐筱薌　厚健龍　向華　成曉舉

(安陽鋼鐵股份有限公司)

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冷軋基料夾渣缺陷的分析與控制

劉偉云徐筱薌厚健龍向華成曉舉

(安陽鋼鐵股份有限公司)

主要借助于掃描電鏡和電子能譜，分析了冷軋基料SPHC表面夾渣缺陷的產(chǎn)生機理。圍繞軋制計劃、軋輥冷卻水和輥面氧化膜等幾個方面對冷軋基料夾渣缺陷的控制提出了有效的改進措施。

夾渣軋制計劃軋輥冷卻水輥面氧化膜

0　引言

用戶反饋有一批冷軋基料SPHC出現(xiàn)夾渣缺陷，夾渣缺陷主要出現(xiàn)在鋼卷的頭部，也有一部分為整卷缺陷。缺陷在酸洗及冷軋后無法消除，技術(shù)人員到現(xiàn)場進行了考察取樣，準備對此缺陷進行實驗分析。

1　缺陷形貌

在生產(chǎn)現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，熱軋卷缺陷及酸洗后缺陷主要表現(xiàn)為點狀，冷軋后缺陷有一定延伸。用手觸摸缺陷均有手感，說明嵌入進去有一定深度。初步判斷夾渣缺陷為氧化鐵皮軋入造成。卷板表面氧化鐵皮軋入如圖1所示。

2　實驗分析

對所取的酸洗及冷軋后氧化鐵皮軋入缺陷試樣進行了掃描電鏡觀察，具體結(jié)果如圖2所示。

(a) 原料卷氧化鐵皮軋入(b) 鋼卷酸洗后氧化鐵皮軋入(c) 鋼卷軋后氧化鐵皮軋入

圖1卷板表面氧化鐵皮軋入

(a) 酸洗后試樣放大19倍(b) 酸洗后試樣放大190倍(c) 冷軋后試樣放大20倍(d) 冷軋后試樣放大60倍

圖2酸洗及冷軋后試樣的掃描電鏡照片

從圖2可以看出，酸洗及冷軋后的卷板表面存在一定程度的凹坑，凹坑內(nèi)的顏色顯示與基體不同，比基體的顏色稍微深一些，對凹坑內(nèi)物質(zhì)進行能譜分析發(fā)現(xiàn)凹坑內(nèi)的物質(zhì)為軋入的氧化鐵皮，凹坑內(nèi)物質(zhì)的能譜分析如圖3所示, 譜圖5處元素列表見表1。

表1　譜圖5處元素列表

(a) 凹坑處電子圖像(b) 譜圖5處能譜圖

圖3凹坑內(nèi)物質(zhì)能譜分析

3　缺陷分析及預防

3.1卷板表面夾渣缺陷的原因分析

從卷板表面夾渣缺陷的掃描電鏡照片及能譜分析可以看出，卷板表面夾渣缺陷為三次氧化鐵皮軋入形成。

在安鋼1780 mm熱連軋機組冷軋基料的生產(chǎn)過程中，軋件在精軋入口的溫度大約為1000 ℃左右，終軋溫度在890 ℃左右。在實際軋制過程中，熱軋帶鋼在F1 ～ F3機架中溫度在900 ℃以上，在F4 ～ F7機架中軋件溫度在900 ℃以下[1]。

從氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)上看，終軋溫度在700 ℃ ～ 900 ℃之間時，所形成的氧化鐵皮含80 % ～ 90 %的FeO，10 % ～ 20 %的Fe3O4，當溫度大于900 ℃，空氣中氧化性氣體較多時，鐵將迅速被氧化，F(xiàn)e2O3可以在高溫下迅速生成，這時氧化鐵皮除Fe3O4外，將不出現(xiàn)FeO，并開始在氧化鐵皮表面形成Fe2O3單獨一層，使氧化鐵皮厚度變厚。FeO韌性好，易溶解于鹽酸，而Fe3O4及Fe2O3是致密的，不易溶于鹽酸。冷軋基料在F1 ～ F3機架生成了不容易被酸洗掉的Fe3O4及Fe2O3(即三次氧化鐵皮)，在隨后的軋制過程中又被軋入到軋件中，形成夾渣缺陷。

3.2預防措施

3.2.1軋制計劃的編排

帶鋼表面的氧化鐵皮與帶鋼基體的剝離程度跟軋輥的表面質(zhì)量有很大的關系。實驗表明，軋輥表面越粗糙，帶鋼基體與表面氧化鐵皮的界面越粗糙，帶鋼基體與表面氧化鐵皮的粘附性越強，越容易形成微小氧化鐵皮的淺壓入，造成帶鋼基體與氧化鐵皮剝離困難，酸洗過程中不容易洗掉，表面出現(xiàn)山水畫現(xiàn)象或欠酸洗現(xiàn)象，影響帶鋼的酸洗效果，帶鋼表面發(fā)暗。

實踐證明，在使用粗糙的、受到損壞的軋輥時，往往會造成帶鋼酸洗時間的延長。因此冷軋基料軋制計劃的編排及軋輥的更換頻次對酸洗后的表面質(zhì)量影響很大。顯然，軋制單元的后期軋輥的粗糙程度要比前期大，故SPHC不易排在軋制單元的尾部。所以在軋制SPHC時，如果SPHC排在軋制單元尾部，軋制總公里數(shù)比其它的軋制單元要短，需要把軋制里程數(shù)控制在60 km以內(nèi)，或是將SPHC放置在軋制單元的中部，尾部軋制比之更窄，要求不高的軋材。

3.2.2精軋軋輥冷卻水

由于精軋機架冷卻水量不足，工作輥冷卻不均勻，造成精軋機架工作輥溫度過高，導致工作輥氧化膜異常脫落。F1 ～ F3機架工作輥氧化膜脫落和輥面粗糙現(xiàn)象較嚴重。氧化膜脫落的主要原因是精軋機冷卻水量不足，以及集管和噴嘴布局形式不合理，在軋制長坯時工作輥得不到及時冷卻，軋輥溫度不斷升高，導致工作輥氧化膜生成厚度不均勻，工作輥氧化膜異常脫落。工作輥氧化膜脫落也直接導致了輥耗增加[2]。

軋制SPHC冷軋基料時必須要定期對噴嘴進行檢查，保證軋輥冷卻水噴嘴通暢，另外要定期對集管和噴嘴的位置進行調(diào)整，保證軋輥輥面冷卻的均勻性。

3.2.3輥面氧化膜

精軋機架工作輥必須建立良好的輥面氧化膜。如果輥面的氧化膜太薄，雖不易脫落但不耐磨，如果太厚雖耐磨但易脫落，二者均會造成輥面粗糙。因此在軋制冷軋基料時，除了保證精軋軋輥冷卻水量以外，還必須安排適量的燙輥材。

計劃換輥后開軋第1塊 ～ 第6塊帶鋼時，F(xiàn)1 ～ F3 工作輥水量開度為100%， 保證軋輥的平緩預熱；軋制第7塊～第15塊帶鋼時， F1 ～ F3工作輥水量開度為70% ～ 80%，適當提高輥溫，加速軋輥氧化膜的形成；軋制第16塊鋼之后，水量恢復到100%，以防止氧化膜進一步加厚而剝落；F4 ～ F7機架工作輥水量在整個過程中維持在100%[3]。燙輥期間軋制節(jié)奏要慢，以確保軋輥輥面氧化膜建立良好。

4　結(jié)論

夾渣缺陷的產(chǎn)生原因主要是三次氧化鐵皮軋入造成的，三次氧化鐵皮主要在精軋機組F1-F3機架形成。避免精軋機組三次氧化鐵皮的形成是杜絕夾渣缺陷形成的關鍵。編制合理的軋制計劃；保證及時并且均勻的輥面氧化膜冷卻，防止輥面氧化膜的脫落；生產(chǎn)過程中安排適量的燙輥材，保證工作輥輥面氧化膜薄厚均勻，以上所述是控制夾渣缺陷的重要途徑。

[1]夏先平，何曉明，孫業(yè)中，等.三次氧化鐵皮缺陷的成因分析[J].寶鋼技術(shù)，2002(4)：33-36.

[2]臘國輝.攀鋼1450精軋機軋輥冷卻水改造可行性研究[J].四川冶金，2006，28(2)：33-34.

[3]郁褔衛(wèi)，王超海，王立群，等.熱軋帶鋼冷軋基料表面氧化鐵皮的成因與控制[J].軋鋼，2012，29(1)：60-62.

ANALYSIS AND CONTROL OF INCLUDING SLAG DEFECT OF COLD-ROLLED BASE MATERIAL

Liu WeiyunXu XiaoxiangHou JianlongXiangHuaChengXiaoju

(Anyang Iron and Steel Stock Co., Ltd)

In this paper, analysis the production mechanism of surface included slag of the cold-rolled base material SPHC is analyzed with the help from scanning electron microscopy (SEM) and energy spectrum. The effective measures for the control of including slag defect cold-rolled base material are put forward based on the rolling plan, roll cooling water and its surface oxide film

included slagrolling schedule roll cooling wateroxide film of rolling

聯(lián)系人：劉偉云，工程師，河南.安陽(455004)，安陽鋼鐵股份有限公司技術(shù)中心；2015-11-22