劉耀軍

摘要：文中通過(guò)收集分類(lèi)冷軋退火板“白斑”缺陷，分析了各類(lèi)“白斑”缺陷的形成機(jī)理，并給出了四種常見(jiàn)缺陷的控制措施。

關(guān)鍵詞：連續(xù)退火;白斑;缺陷;控制措施

冷軋退火板的生產(chǎn)流程是通過(guò)冷軋機(jī)生產(chǎn)出相應(yīng)規(guī)格并具有一定機(jī)械性能的中游產(chǎn)品。由于退火板生產(chǎn)流程長(zhǎng)、工藝復(fù)雜，常見(jiàn)的表面缺陷種類(lèi)較多，其中“白斑”是退火板常見(jiàn)的表面缺陷之一。帶有“白斑”缺陷的退火板在沖壓、涂裝等深加工過(guò)程中合格率明顯下降，嚴(yán)重影響客戶(hù)的使用和生產(chǎn)廠商的信譽(yù)。由于“白斑”產(chǎn)生的原因較多，且形狀不一，沒(méi)有顯著規(guī)律，一直對(duì)各大鋼廠產(chǎn)品質(zhì)量控制造成困擾。本文總結(jié)分類(lèi)研究了“白斑”缺陷產(chǎn)生的原因，并提出了相應(yīng)的控制措施。

1收集分類(lèi)

收集自生產(chǎn)以來(lái)出現(xiàn)的各類(lèi)“白斑”缺陷，根據(jù)“白斑”外觀特征、分布情況等特點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)：A類(lèi)：外觀呈條狀，寬度基本不變，整卷連續(xù)出現(xiàn)，缺陷寬度基本不變，位置于板材橫向固定。B類(lèi)：“白斑”呈長(zhǎng)條狀，連續(xù)出現(xiàn)，寬度大范圍內(nèi)變化，多整卷出現(xiàn)，多發(fā)生于帶鋼下表面。C類(lèi)：外觀片狀或點(diǎn)狀，斷續(xù)出現(xiàn)，發(fā)生位置于橫向固定，兩表面均可能出現(xiàn)，且多發(fā)生于下表面，觀察可發(fā)現(xiàn)異物嵌入。D類(lèi)：“白斑”面積較大，形狀無(wú)規(guī)則，斷續(xù)，通常整卷出現(xiàn)，兩表面均可能出現(xiàn)。

2“白斑”的形成機(jī)理

2.1 乳化液殘留“白斑”缺陷

帶鋼經(jīng)軋機(jī)軋制后并未出現(xiàn)“白斑”，經(jīng)退火爐后才顯現(xiàn)。乳化液殘留造成的“白斑”多發(fā)生于帶鋼上下表面的邊部，條狀且連續(xù)出現(xiàn)在整卷帶鋼。“白斑”缺陷位于帶鋼邊部20mm位置，且上下表面均存在，表面輕微發(fā)黃。“白斑”缺陷在顯微鏡下與合格帶鋼表面形貌對(duì)比發(fā)現(xiàn)缺陷區(qū)域分布有片狀、形態(tài)不規(guī)則的黑色斑點(diǎn)，整體呈“麻窩”狀。缺陷部位取樣經(jīng)X射線(xiàn)能譜分析可發(fā)現(xiàn)帶鋼表面的C、O元素含量明顯高于合格帶鋼表面。

因此，軋制后的帶鋼表面C、O元素殘留較高多是由于帶鋼在進(jìn)入退火爐前在清洗工藝中局部清洗不徹底造成。殘留的乳化液在退火爐內(nèi)高溫還原條件下發(fā)生裂解碳化，C元素殘留在板材表面，H、O元素?fù)]發(fā)。別一方面，帶鋼經(jīng)酸洗工藝后，乳化液內(nèi)存在少量氯離子，堿洗過(guò)程中，OH—與Fe在電解及氯離子的催化作用下發(fā)生反應(yīng)生成Fe（OH）2 ，因此樣品中的O元素含量較高，這也是“白斑”輕微發(fā)黃的原因。

2.2輥面脫膠

該類(lèi)“白斑”缺陷呈周期性出現(xiàn)在帶鋼表面，橫向位置無(wú)規(guī)律，呈水滴狀，存在壓入延伸跡象。顯微鏡下局部呈“橘皮”形態(tài)，能夠觀察到黑色片狀物殘留。缺陷部位取樣經(jīng)X射線(xiàn)能譜分析可發(fā)現(xiàn)帶鋼表面的C、O元素含量明顯高于合格帶鋼表面，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并結(jié)合有關(guān)參考文獻(xiàn)推斷，這類(lèi)“白斑”缺陷是因板材表面附著的有機(jī)異物經(jīng)退火爐高溫碳化形成。在冷軋全工藝流程中，所用膠輥較多，輥面襯膠脫落后隨帶鋼一起進(jìn)入到軋機(jī)，在軋制力的作用下鑲?cè)霂т摫砻?。?dāng)帶鋼進(jìn)入到熱火爐內(nèi)，在高溫與還原作用下，表面膠質(zhì)物碳化，剝離后形成“橘皮”狀表面，便在帶鋼表面留下少量C、O元素。

2.3 氧化鐵殘留

此類(lèi)缺陷通常呈片狀或點(diǎn)狀，沒(méi)有固定位置，無(wú)明顯規(guī)律。顯微鏡下可發(fā)現(xiàn)帶鋼表面組織被破壞。經(jīng)X射線(xiàn)能譜分析未發(fā)現(xiàn)帶鋼表面殘留除鐵元素以外的其他元素。該類(lèi)型“白斑”缺陷形成機(jī)理為：熱軋卷原料在酸洗工藝過(guò)程中，表面的氧化鐵皮未徹底去除，帶有氧化鐵皮的酸洗板經(jīng)軋制后，氧化鐵皮被壓入到表面組織，進(jìn)入到退火爐后被還原氣份還原，O元素被去除后只留下殘余的Fe雜亂無(wú)章地分布在帶鋼表面，從而呈現(xiàn)出“白斑”缺陷。

2.4晶界弱化

晶界弱化“白斑”呈斷續(xù)、整卷大面積狀存在于帶鋼的上下表面，缺陷處呈破碎狀，存在大量微孔，沒(méi)有碾壓痕跡。經(jīng)X射線(xiàn)能譜分析，基體表面基體由純鐵組成，沒(méi)有異物殘留的痕跡。正常晶界與過(guò)燒晶界元素組成C、O含量有所不同。此種“白斑”出現(xiàn)的主要原因是晶界過(guò)燒。高溫的氧滲透到晶界處，使晶界氧化形成脆殼，破壞了晶粒之間的聯(lián)結(jié)。在軋制過(guò)程中，局部能軋碎而破裂，在帶鋼表面形成微孔。晶界過(guò)燒需要在長(zhǎng)時(shí)間的高溫作用下才會(huì)發(fā)生，因此可以確定這種“白斑”缺陷是在熱軋過(guò)程中產(chǎn)生的。

3 控制措施

⑴造成A類(lèi)“白斑”缺陷的原因主要是帶鋼表面的浮化液殘留未清洗徹底。停車(chē)檢修時(shí)應(yīng)重點(diǎn)對(duì)清洗段設(shè)備進(jìn)行排查：檢查擠干輥、刷輥磨損情況;檢查擠干輥壓下量及氣缸壓力是否正常。在本案例中，經(jīng)查發(fā)現(xiàn)2#漂洗擠干輥上輥驅(qū)動(dòng)側(cè)磨損嚴(yán)重，造成局部輥隙較大。通過(guò)測(cè)量“白斑”缺陷所處位置與擠干輥磨損部位一致。同時(shí)，檢查擠干輥氣缸壓力時(shí)發(fā)現(xiàn)壓力設(shè)定過(guò)大，加劇了擠干輥的磨損。調(diào)節(jié)氣缸壓力，更換該對(duì)擠干輥后，“白斑”缺陷消除。⑵對(duì)于輥面脫膠造成的“白斑”缺陷，應(yīng)加強(qiáng)全流程生產(chǎn)線(xiàn)各種輥?zhàn)庸芾?，?xì)化輥?zhàn)拥母鼡Q周期，加強(qiáng)點(diǎn)檢和維護(hù)，以防膠層老化、脫落。⑶對(duì)于氧化鐵殘留類(lèi)“白斑”缺陷，在熱軋工序中可提高高壓水除鱗壓力，降低鋼卷的卷取溫度，以減少原料的氧化鐵皮厚度;酸洗時(shí)可提高酸液濃度和溫度，以提高酸洗能力，避免氧化鐵殘留。⑷對(duì)于晶界弱化“白斑”，通過(guò)反查熱軋工藝參數(shù)發(fā)現(xiàn)此類(lèi)缺陷多發(fā)生在DC05鋼種，將該牌號(hào)鋼種加熱溫度由1243℃降至1210℃后“白斑”消除。

4 結(jié)論

冷軋板生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)線(xiàn)長(zhǎng)、工序多、工藝復(fù)雜，再加上造成表面“白斑”缺陷的原因有好多種，因此當(dāng)帶鋼表面出現(xiàn)“白斑”查找原因時(shí)比較困難。通過(guò)對(duì)不同形貌特征的“白斑”缺陷的研究和分析，了解各類(lèi)缺陷產(chǎn)生的機(jī)理，結(jié)合生產(chǎn)過(guò)程的調(diào)查、總結(jié)、改進(jìn)和驗(yàn)證，有助于查找原因和制定有效的控制措施。

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