諶小峰，鄒鵬飛，裴伶會

冷軋廠從2021 年4 月份開始投產(chǎn)到生產(chǎn)穩(wěn)定期間，生產(chǎn)中出現(xiàn)過多種質量缺陷。按產(chǎn)生原因可分人為原因、原料原因、設備原因及最主要的工藝參數(shù)不合理原因；按表現(xiàn)形式可分表面缺陷、邊部缺陷、卷形缺陷及尺寸缺陷。各類質量缺陷在下游客戶使用過程，產(chǎn)生不同程度的影響，影響小的降級銷售，有些嚴重的徹底成為廢品，不能滿足客戶工藝使用要求，導致客戶提出質量異議，即增加了客戶損失又降低了產(chǎn)品競爭力。為保證冷軋產(chǎn)品質量盡快滿足行業(yè)標準要求及客戶使用需求，減少質量缺陷的產(chǎn)生，通過現(xiàn)場試驗、金相檢測、外聘專家及外出對標等手段分析質量缺陷產(chǎn)生原因，逐一解決或減輕質量缺陷。

1 缺陷產(chǎn)生原因及分析

1.1 表面缺陷

1.1.1 挫傷

形貌特征：沿軋制方向一條或多條金屬亮色簇狀分布，軋制方向上主要在帶鋼頭尾幾十米范圍內，越靠近頭尾越嚴重；寬度方向上分布在邊部或中間位置，上下表面均可能會有酸洗或者冷硬卷挫傷的出現(xiàn)。

形成機理：冷軋在入口開卷機處開卷過程中，由于帶鋼相鄰層與層之間的靜摩擦力無法抵消帶鋼的轉動慣量，使得帶鋼層間發(fā)生相對滑動，且局部壓力較大，導致挫傷缺陷的產(chǎn)生。

金相分析：宏觀描述為冷硬板板面沿軋制方向有多條金屬亮色簇狀缺陷；顯微描述為對缺陷處及缺陷處組織進行不同放大倍數(shù)觀察分析。

檢驗結果：試樣缺陷處存在多層裂紋，裂紋最大深度約0.3mm，裂紋內有少量塊狀氧化鐵及輕微氧化現(xiàn)象。侵蝕后觀察缺陷處組織變形嚴重無明顯晶界?？v向組織存在沿一定受力方向變形現(xiàn)象，通過結果、缺陷形貌以及詢問外聘專家判斷為帶鋼層與層之間相對滑動產(chǎn)生的挫傷缺陷。

電鏡結果：缺陷處主要元素有：Fe、O。

原因分析：原料頭尾板形差、松卷：通過對近期挫傷缺陷進行分析，原料厚度越小挫傷缺陷產(chǎn)生比例越大。即原料卷薄規(guī)格易出現(xiàn)挫傷缺陷。熱軋在生產(chǎn)薄規(guī)格時，帶鋼頭部出熱軋F7后直至卷取區(qū)域這段距離處于無張力狀態(tài)，卷取時會出現(xiàn)層間隙較大現(xiàn)象，冷軋卷時易造成挫傷缺陷，且距離與開卷挫傷長度差不多。同時帶鋼尾部板形也不好，但相對頭部較輕；熱軋薄規(guī)格經(jīng)過熱脹冷縮，放置一段時間會出現(xiàn)收縮情況造成層間間隙變大。卷取建張后，由于薄規(guī)格帶鋼保證寬度穩(wěn)定張力設定不能過大，所以帶鋼易出現(xiàn)松卷問題。薄規(guī)格帶鋼頭部剛度差、支撐力不足，帶鋼在冷卻或受到震動時，在重力影響下易出現(xiàn)松卷問題，層間間隙大易出挫傷問題。

開卷機開卷張力大：經(jīng)外出對標和現(xiàn)場實驗發(fā)現(xiàn)上下道工序間張力的匹配對于挫傷缺陷產(chǎn)生影響較大，一般要求冷軋的開卷機開卷張力要比熱軋卷取張力要小得多，否則在開卷時易造成內圈挫傷缺陷。初期投產(chǎn)時開卷張力設定30KN，挫傷問題較突出，主要出現(xiàn)在原料頭尾，后期先試驗逐漸降低冷軋開卷機開卷張力，挫傷缺陷比例明顯減少，然后再恢復到原始開卷機開卷張力，挫傷缺陷比例再次增加，表明除與原料松卷等有關，與開卷張力大小有關，即開卷張力越大，缺陷越嚴重，量也越多。

1.1.2 亮線

形貌特征：沿軋制方向一條或多條金屬亮條，整卷存在，觸摸無手感。亮線多屬于質量異議亮線或者是生產(chǎn)時產(chǎn)生的亮線。

形成機理：軋制時帶鋼與工作輥之間速度不匹配導致帶鋼打滑、原料存在熱劃傷或者軋制潤滑不好，導致亮線缺陷的產(chǎn)生。

金相分析：宏觀描述為冷軋板板面沿軋制方向有直線狀亮線缺陷；顯微描述為對缺陷處及缺陷處組織進行200×放大倍數(shù)進行觀察分析。

檢驗結果：取樣觀察，缺陷處表層沒有明顯裂紋、氧化等缺陷。侵蝕后觀察組織無明顯變化為冷軋變形組織。

電鏡結果：Fe。

原因分析：原料存在熱劃傷：熱卷軋制時由于軋制通道輥子存在異物、輥傷或者過渡板過高等原因，導致熱卷存在通卷的輕微劃傷，熱軋工序未發(fā)現(xiàn)，再經(jīng)過酸連軋工序軋制后未能完全消缺。

乳化液雜油含量多：生產(chǎn)初期未出現(xiàn)此缺陷，但在近期軋制薄規(guī)格冷硬卷亮線缺陷頻繁出現(xiàn)，調查當時原料、生產(chǎn)工藝及設備情況，發(fā)現(xiàn)由于軋機彎輥液壓缸缸蓋密封圈和支承輥軸承座密封設計缺陷導致漏油嚴重，正常乳化液顏色為乳白色，當時為黑褐色，乳化液雜油含量40%左右，乳化液太臟，期間乳化液皂化值110mgKOH/g ～130mgKOH/g，不滿足乳化液皂化值工藝標準＞150mgKOH/g，當時為了確定是否為乳化液臟導致進行試驗，在軋制鋼種、規(guī)格、軋制速度和乳化液壓力、溫度等條件相同時，重新配置乳化液和臟乳化液軋制對比，同樣軋制30 卷SPCC0.38*1250，使用新乳化液軋制出的冷硬卷未出現(xiàn)亮線缺陷；還通過外出對標了解到別的冷軋廠乳化液雜油含量達到15%～20%時，必須停機進行處理；通過實驗和外出對標表明乳化液雜油含量多導致生產(chǎn)時軋制潤滑效果不好，出現(xiàn)冷硬卷表面亮線缺陷。

軋機速度設定不合理：生產(chǎn)初期為了軋制穩(wěn)定，軋制速度都控制在1000m/min 以內，經(jīng)過一段時間的生產(chǎn)，操作工能力得到提高，設備也較穩(wěn)定，可提高軋制速度來提高產(chǎn)量。統(tǒng)計實際生產(chǎn)中同鋼種、同規(guī)格，但不同速度產(chǎn)生亮線缺陷比例情況，根據(jù)對10 次300 卷產(chǎn)品的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)隨著速度增加亮線產(chǎn)生頻次增加，即速度越大，軋制時越容易產(chǎn)生亮線缺陷。

乳化液壓力低及潤滑能力差：軋機乳化液作用為工藝潤滑和冷卻，其中潤滑效果的好壞對冷硬卷表面質量至關重要，生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)軋制速度越大潤滑效果越差，聯(lián)系軋制油廠家，此軋制油配方潤滑效果不能滿足生產(chǎn)需求，軋制油廠家把我廠乳化液系統(tǒng)與別的冷軋廠乳化液系統(tǒng)進行對比，發(fā)現(xiàn)我廠乳化液噴嘴壓力較低1 機架～4 機架在500Kpa，5 機架在550Kpa，別的冷軋廠在600Kpa ～700Kpa 左右，認為乳化液壓力低和潤滑效果不好共同導致高速軋制時容易產(chǎn)生亮線缺陷。

1.1.3 乳化液斑

形貌特征：冷硬卷表面，多在頭尾出現(xiàn)，雨季出現(xiàn)概率大，兩側距邊部居多，向外擴散，會在中間部位或者邊部產(chǎn)生乳化液斑。

形成機理：軋制時乳化液清理不凈導致表層乳化液斑較多，客戶不能完全清洗干凈；運輸途中遮蓋不嚴導致進水，冷硬卷表面乳化液聚集，不能完全清洗干凈；客戶生產(chǎn)工藝問題，無脫脂工序直接退火；乳化液雜油含量多，脫脂和退火不能完全清除，產(chǎn)生乳化液斑。

原因分析：乳化液吹掃不凈：外出對標發(fā)現(xiàn)我廠乳化液噴嘴壓力較低1 機架～4 機架在500Kpa，5 機架在550Kpa，別的冷軋廠在600Kpa ～700Kpa 左右，不能完全吹掃干凈，表層留存的乳化液較多，客戶清洗不凈，產(chǎn)生乳化液斑。

運輸途中遮蓋不嚴導致進水：生產(chǎn)初期未出現(xiàn)此缺陷，但在近期突然出現(xiàn)并急劇增多，多家客戶提出質量異議，通過到客戶現(xiàn)場實際查看，發(fā)現(xiàn)未使用的冷硬卷存在進水情況，再結合我廠生產(chǎn)、發(fā)貨及客戶到貨天氣情況，認為軋冷硬卷在運輸過程遮蓋不嚴，又遇到下雨天氣，冷硬卷進水導致表面乳化液聚集，聚集部位客戶不能完全清洗干凈，導致局部乳化液殘留，產(chǎn)生乳化液斑。

客戶工藝不合理：在客戶現(xiàn)場調查發(fā)現(xiàn)，有的客戶冷硬卷直接退火，沒有脫脂清洗工序，與外聘專家和冷軋客戶技術交流，認為冷硬卷不經(jīng)過脫脂直接退火，容易產(chǎn)生乳化液斑。

乳化液雜油含量多：乳化液雜油含量多期間生產(chǎn)的冷硬卷產(chǎn)生乳化液斑缺陷的比例較大，分析為乳化液為軋制油和水按照一定比例配置而成，軋制油易揮發(fā)和清洗，但液壓油不易揮發(fā)和清洗，當乳化液雜油含量過多時，客戶經(jīng)過脫脂和退火工序不能完全清楚軋制油，導致表面殘留乳化液斑跡。

1.1.4 色差

形貌特征：冷硬卷表面存在亮暗條紋，位置不固定，多在冷硬卷邊部，有時在冷硬卷中間，觸摸無手感，嚴重缺陷正面可見，輕微缺陷只側光可見。

形成機理：冷硬卷表面粗糙度不同，乳化液殘留不同導致出現(xiàn)色差缺陷。

原因分析：高溫卷取冷硬卷容易出色差，主要為1、2 機架出現(xiàn)色差，通過外出對標和詢問外聘專家認為色差主要為酸洗處理問題，板面酸洗不凈，導致軋輥表面粗糙度不同，然后反映到冷硬卷成品表面出現(xiàn)色差缺陷。結合熱軋和冷軋現(xiàn)場試驗，熱軋改變卷取溫度和冷軋改變酸洗速度、溫度和濃度，進行對比，發(fā)現(xiàn)熱軋高溫卷取比低溫卷取的熱卷容易出色差缺陷，冷軋酸洗速度快比酸洗速度慢容易出色差缺陷，冷軋酸洗溫度低比酸洗溫度高容易出色差缺陷；熱卷高溫卷取比低溫卷取氧化鐵皮厚，不好酸洗，冷軋酸洗速度高和溫度低導致酸洗效果不好，然后再經(jīng)過軋制卷數(shù)越來越多，導致軋輥表面粗糙度不同，最終導致冷硬卷成品表面出現(xiàn)色差缺陷。

1.1.5 氧化鐵皮

形貌特征：冷硬卷表面存在斷續(xù)黑色斑點，無手感。

形成機理：熱卷表面氧化鐵皮經(jīng)冷軋酸洗工序沒有酸洗干凈。

原因分析：熱軋工藝不合理：生產(chǎn)過程中頭尾易出現(xiàn)氧化鐵皮缺陷，查看熱軋表檢確實存在氧化鐵皮嚴重情況，查看熱軋工藝發(fā)現(xiàn)，熱軋在生產(chǎn)含鋁鋼過程中，工藝溫度控制過高導致熱卷表面氧化鐵皮增多；高壓除磷設備壓力低或水嘴堵塞導致軋制過程除磷效果不好，熱卷產(chǎn)生嚴重氧化鐵皮缺陷，經(jīng)過冷軋不能完全酸洗干凈。

冷軋酸洗工藝不合理：有些熱卷未發(fā)現(xiàn)明顯氧化鐵皮缺陷但是冷軋后表面仍出現(xiàn)氧化鐵皮缺陷，通過現(xiàn)場調查，發(fā)現(xiàn)冷軋酸洗溫度越低酸洗效果越差，酸洗速度越快酸洗效果越差。

1.2 邊部缺陷

1.2.1 鋸齒邊

形貌特征：鋼卷邊部周期或非周期性地呈現(xiàn)鋸齒狀，嚴重時呈現(xiàn)裂口狀。

形成機理：裁邊后邊部質量不好，經(jīng)軋制后邊部出現(xiàn)鋸齒狀。

原因分析：原料鐮刀彎：原料頭尾鐮刀彎嚴重，導致裁邊時斷邊絲，斷邊絲處邊部質量差，經(jīng)軋機后出現(xiàn)鋸齒邊缺陷。

圓盤剪間隙、重疊量不合理：圓盤剪間隙、重疊量對裁邊質量至關重要，不同的原料厚度以及原料鋼種圓盤剪間隙和重疊量不同，要在摸索實踐中總結出適合的圓盤剪參數(shù)。

軋制力及張力不合理：有時裁邊質量良好但軋制后仍然出現(xiàn)鋸齒邊缺陷，結合專家分析為軋制力和張力設置不合理，過大導致軋制時邊部出現(xiàn)鋸齒邊。

1.2.2 缺口

形貌特征：鋼卷裁邊后邊部存在單個或多個大缺口或小缺口。形成機理：裁邊后邊部質量不好，經(jīng)軋制后邊部出現(xiàn)缺口。

原因分析：

原料邊部刮傷、夾雜、磕傷等：原料邊部存在邊部刮傷、夾雜、磕傷等缺陷，裁邊時未能全部裁掉，經(jīng)軋制后出現(xiàn)缺口缺陷。

圓盤剪參數(shù)不合理：圓盤剪間隙、重疊量設置不合理會導致缺口缺陷，不同的原料厚度以及原料鋼種需要的圓盤剪間隙和重疊量不同。

結論：原料刮傷、夾雜、磕傷等和圓盤剪間隙、重疊量參數(shù)不合理導致軋制后邊部出現(xiàn)缺口缺陷。

1.2.3 裂邊多肉

形貌特征：鋼卷側面存在未裁凈的邊絲。

形成機理：裁邊時邊部多肉，經(jīng)軋制后邊部出現(xiàn)裂邊多肉。原因分析：

原料鐮刀彎、窄尺等：在裁邊時由于原料存在鐮刀彎或窄尺情況導致裁邊不凈，邊部有的邊絲極窄，未能裁掉，粘在帶鋼邊部，經(jīng)軋制后出現(xiàn)裂邊多肉缺陷。

圓盤剪蹦刀：在生產(chǎn)過程中存在由于圓盤刀質量問題、軋制里程超標、原料邊部帶傷等原因圓盤剪出現(xiàn)蹦刀情況，未能及時發(fā)現(xiàn)，導致裁出來的邊部多肉，經(jīng)軋制后邊部出現(xiàn)裂邊多肉。

1.3 卷形缺陷

1.3.1 雞心卷

形貌特征：帶鋼內圈反向變形擠的，每卷邊部數(shù)圈局部凸起1 處～2 處。

形成機理：張力過大或板形不好導致內圈局部向內塌陷。

原因分析：卷取張力大：有些為下線時完好，經(jīng)過運輸?shù)娇蛻籼帟r才表現(xiàn)出來，通過外出對標學習，卷取張力越大，越容易出現(xiàn)雞心卷缺陷。

頭部板形不好：有些下線時就表現(xiàn)出來，調查生產(chǎn)記錄，發(fā)現(xiàn)頭部出現(xiàn)中間浪、肋浪和邊浪等缺陷時，內圈出現(xiàn)雞心卷概率較大。

1.3.2 扁卷

形貌特征：冷硬卷整體變形，塌陷變扁。

形成機理：張力小大導致內圈整體向內塌陷。

原因分析：伴隨調整雞心卷缺陷時出現(xiàn)，主要為卷取張力太小，層與層之間存在縫隙，卷得太松，導致出現(xiàn)塌卷缺陷，卷取張力過大容易出雞心卷，過小容易出塌卷，所以要摸索一個合理的卷取張力。

1.4 尺寸缺陷

寬度不符

形貌特征：冷硬卷實際寬度未達到與客戶簽訂技術協(xié)議控制標準。

形成機理：圓盤剪參數(shù)設定不合理導致超寬或窄尺，冷硬卷熱脹冷縮導致窄尺。

原因分析：圓盤剪參數(shù)設定不合理：從投產(chǎn)到現(xiàn)在共出現(xiàn)5 起寬度不符質量問題，為2 起客戶反饋窄尺質量異議和3 起生產(chǎn)實際中窄尺或超寬，結合專家意見、外出對標和現(xiàn)場實際生產(chǎn)情況發(fā)現(xiàn)，軋機由于鋼種、規(guī)格不同有的存在拉窄量，有的無拉窄量，且拉窄量不同，導致成品冷硬卷寬度不符。

冷硬卷熱脹冷縮：剛下線的冷硬卷溫度在80℃～100℃左右，有些冷硬卷熱態(tài)寬度在協(xié)議下限，當冷硬卷到客戶處時已經(jīng)冷卻到室溫，由于熱脹冷縮，寬度會有一定程度的縮窄，導致冷硬卷窄尺不滿足客戶使用要求。

2 解決措施

挫傷：熱軋?zhí)岣咴O備精度，保證熱卷板形來減少熱卷內圈卷芯松問題；冷軋根據(jù)熱卷厚度制定開卷機張力，≤3.1mm厚度熱卷開卷機張力10KN，＞3.1mm 厚度熱卷開卷機張力20KN；開卷機增加二次漲徑功能。

亮線：熱軋加強熱卷表面檢查，減少劃傷缺陷；冷軋定期檢查乳化液皂化值，若有漏油立即處理，雜油含量達到20%立即停軋，待乳化液正常再生產(chǎn)；冷軋根據(jù)規(guī)格制定軋制速度，≤0.5mm 厚度薄規(guī)格軋制速度最大1350m/min；冷軋更換乳化液噴嘴型號來提高壓力，由550Kpa 提高到700Kpa；與軋制油廠家結合調整軋制油配方，增強潤滑能力。

乳化液斑：在5 機架出口處增設1 組空氣吹掃設施；加強運輸和發(fā)貨管理，要求出廠前必須遮蓋防雨布；冷軋定期檢查乳化液皂化值，若有漏油立即處理，雜油含量達到20%立即停軋，待乳化液正常再生產(chǎn)。

色差：調整熱軋工藝，在保證性能及客戶使用的同時降低卷取溫度；冷軋根據(jù)鋼種不同制定不同酸洗溫度、酸洗速度。

氧化鐵皮：熱軋嚴控工藝溫度及除磷設備檢查，發(fā)現(xiàn)異常及時檢查表面檢測儀，減少熱卷氧化鐵皮缺陷；冷軋根據(jù)鋼種不同制定不同酸洗溫度、酸洗速度。

鋸齒邊：熱軋加強熱卷頭尾鐮刀彎控制，有問題及時切除；冷軋根據(jù)鋼種、規(guī)格制定詳細的圓盤剪間隙和重疊量指導生產(chǎn)；結合軋機二級程序廠家優(yōu)化程序。

缺口：熱軋加強熱卷檢查，減少刮傷、夾雜、磕傷等發(fā)往冷軋，冷軋加強原料檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時切除；冷軋根據(jù)鋼種、規(guī)格制定詳細的圓盤剪間隙和重疊量指導生產(chǎn)。

裂邊多肉：熱軋嚴控原料鐮刀彎、窄尺等；冷軋加強圓盤刀和切邊后邊部質量檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時更換刀片。

雞心卷、扁卷：雞心卷需要適當調小卷取張力，扁卷需要適當調大卷取張力。

寬度不符：冷軋根據(jù)生產(chǎn)實際制定軋機拉窄量，指導生產(chǎn)。

3 結論

通過采取各項措施，對缺陷追根溯源，已經(jīng)形成規(guī)范化、標準化、精細化質量管理，質量缺陷從生產(chǎn)初期的32.3%已降到2.47%。保證了冷軋產(chǎn)品質量過硬，滿足客戶使用要求。