樊利智，齊進剛，楊海西，王少博，張覺靈

據(jù)調查我國多數(shù)的冷軋廠已經(jīng)陸續(xù)投產了罩式退火爐、酸軋機組和平整機。伴隨冷軋廠機械設備的不斷完善，大量的冷軋商品卷源源不斷進入鋼材市場。本次研究的冷軋廠生產冷軋商品卷主要借助了CSP 生產熱軋鋼卷經(jīng)過酸洗冷連軋聯(lián)合機組冷軋的原理。該工藝模式下要想提高冷軋商品卷表面質量就需要經(jīng)過平整機的平整處理，將屈服平臺消除，進一步提高冷軋產品的沖壓性能，以此確保冷軋商品卷表面質量。退火處理后的產品表面質量普遍不高，大量的氧化鐵皮、酸洗缺陷、錕印、邊裂、色差、裂紋、壓痕、振紋等出現(xiàn)在冷軋商品卷表面，直接增大了冷軋商品卷表面缺陷問題的發(fā)生幾率。如果冷軋商品卷表面缺陷問題較為嚴重，直接提高了鋼帶切損率。嚴重者會損壞冷軋生產中的軋錕，引起相應的設備故障。而輕微的冷軋商品卷表面缺陷則會降低產品品級率，增加冷軋廠生產成本，對于冷軋廠可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)具有較大阻礙。因此針對現(xiàn)階段我國多數(shù)冷軋廠冷軋商品卷存在的表面質量問題需要加以分析，不斷優(yōu)化生產工藝，提高冷軋商品卷表面質量。

1 冷軋商品卷主要表面缺陷問題、原因及防治措施

1.1 氧化鐵皮壓入麻點

1.1.1 缺陷判定

麻面是鋼材最常見的表面缺陷，鋼材一旦出現(xiàn)麻面問題，其產品表面變得較為粗糙，失去了原來的平滑性，用手摸上去會感到凹凸不平。鋼材上的麻面有些連續(xù)成片出現(xiàn)，也有些局部出現(xiàn)，還有些鋼材麻面以周期的方式出現(xiàn)。鋼材表面的麻點是被允許存在的，但是這些麻點深度如果超過被允許的范圍，則可以定義為麻點缺陷問題。因此工作人員需要確保鋼材上的麻點深度在產品厚度偏差范圍內。此種表面缺陷問題出現(xiàn)在冷軋酸軋鋼卷一面，麻點大片分散分布。顏色為黑灰色，多為針孔狀。使用掃描電鏡觀察麻點可以看到麻點呈凹凸不平破碎狀，并且多條顆粒狀物質包含在麻點內部，這些顆粒狀物質主要成份是Fe 和O。

1.1.2 產生原因

熱軋氧化鐵皮包括不同類型，比如損傷型氧化鐵皮、一次氧化鐵皮二次以及三次氧化鐵皮。冷軋商品卷中的氧化鐵皮為壓入狀態(tài)，且分布特征與熱軋三次氧化鐵皮具有很大的相似性。精軋機架容易出現(xiàn)熱軋三次氧化鐵皮，精軋工作錕承受的壓力較大，錕面老化較為嚴重，此時錕面氧化膜會出現(xiàn)剝落。剝落后的氧化膜可以在熱軋帶鋼表面粘附，也可以再次被碾壓進入帶鋼表面，此時會在帶鋼表面形成三次氧化鐵皮缺陷。鋼板表面麻點對鋼板表面質量的影響與其產生的凹坑和凹痕深度密切相關，如果麻點引起的凹坑或者凹深度較大，此時鋼材表面麻點對鋼材表面質量的影響就越大。因此一般情況下可以將麻點身凹坑或者凹痕的深度與鋼材表面質量看成負相關的關系，深度越大則鋼材質量就越低。工作人員采用噴丸的方式對鋼材表面進行處理后，鋼材表面的麻點會暴露出來，會看到這些麻點在鋼材表面上以凹坑或者凹痕的形式出現(xiàn)，直接降低了整個鋼材表面質量。這些凹坑或者凹痕是不規(guī)則的。但是經(jīng)過處理后的鋼材，麻點問題會逐漸淡化，這些凹坑和凹痕經(jīng)過修磨清理后，深度會逐漸減小，如果處理后的深度在所允許的標準范圍內，此時存在麻點的鋼材是不影響使用的。

1.1.3 防治措施

針對以上缺陷工作人員需要定期檢查并維護精軋錕設備，確保精軋錕設備性能良好，避免錕面磨損引起的表面質量缺陷。此外，工作人員還可以采取以下措施加以控制。一是按坯料規(guī)格及鋼種的不同，采用不同的加熱制度，合理控制加熱爐各段的加熱溫度，合理控制煤氣（燃油）、空氣配比，提高燃燒的充分性；二是因軋鋼或后部等過程的斷續(xù)影響，加熱爐的操作要與軋鋼等后部工序保持密切聯(lián)系，實時降溫，或提前平緩升溫，防止長時間高溫加熱和急速升溫；三是在加熱爐待溫時，要有效地控制燒嘴火焰的強度，控制爐內氣氛和壓力；四是經(jīng)常檢查燒嘴的工作狀況，控制燒嘴火焰的噴燒位置，避免火焰長時間對鋼坯直接燒蝕。

1.2 夾雜物麻點

1.2.1 缺陷判定

冷軋板切塊、高速旋壓成型后此時麻點問題顯露出現(xiàn)，夾雜物麻點主要出現(xiàn)在鋼卷一面局部區(qū)域，顏色為黑灰色，簇狀分布形狀主要是橢圓形或者圓形。

1.2.2 產生原因

冷軋商品卷連鑄工序較多，連鑄工序如果出現(xiàn)異常操作情況，大量渣類物質會被澆筑到冷軋商品卷中。這些渣類物質為復合型雜質，不具備可塑性。因此在冷軋過程中不會伴隨基板同步延伸形成皮下夾雜，而在旋壓過程中脫落形成孔洞。

1.2.3 防治措施

針對雜夾雜物麻點可以采取以下措施防治。一是控制好大包鋼水銜接節(jié)奏，將連鑄等鋼水時間減少；二是保證鋼水潔凈程度，避免大包水口出現(xiàn)結瘤等問題，提高大包自流率；三是均勻降低中包包末澆鑄拉速，避免因瞬間拉速快速下降導致旋渦出現(xiàn)在鋼液表面，引起卷渣；四是選擇合適的大包引流砂，確保引流砂灌砂操作的規(guī)范性，提高大包自流率。

1.3 線棒材麻點

1.3.1 缺陷判定

孔型表面粗糙導致棒材表面呈現(xiàn)出凹凸不平的問題，這是引起線棒財麻點的主要原因。工作人員可以根據(jù)以上內容判斷線棒材麻點。

1.3.2 產生原因

線棒材麻點產生的原因主要包括以下幾點。一是孔型軋制量較多；二是軋槽冷卻水管理方式不合適，或者冷卻方法不合理；三是軋輥材質硬度不高，組織分布不均勻；四是軋槽冷卻水使用不合理，或者軋槽磨損較為嚴重；五是冷卻水酸堿數(shù)值設置不當，腐蝕了WC 輥環(huán)中的黏結劑。被腐蝕的黏結劑使得WC 顆粒在軋制過程中從原本的位置脫落下來。

1.3.3 防治措施

針對線棒材麻點問題需要采取以下措施加以預防。一是對軋槽軋制噸位作出合理化的規(guī)定；二是進一步優(yōu)化軋槽冷卻水冷卻方法，科學合理設置軋槽冷卻水水壓和水量。此外，工作人員需要對軋槽冷卻水定期檢查，判斷軋槽冷卻水的水質，避免水質不過關降低軋制質量。再者工作人員還需要對軋輥冷卻水管定期檢查，判斷冷卻水管是否被堵塞。

2 優(yōu)化工藝，提高冷軋商品卷表面質量的措施分析

2.1 加強對原料質量的控制

加強對原料質量的控制是提高冷軋商品卷表面質量的措施之一。本次研究的冷軋廠伴隨冷軋項目的正式投產，質量一貫制管理模式在冷軋廠逐漸推廣開來。所謂質量一貫制管理模式就是從煉鋼到鍍鋅均實施全流程化的質量管理。調整精煉工藝，控制鋼水夾雜物。熱軋生產中借助高壓除磷優(yōu)化、錕役控制、修磨加熱爐爐錕等控制措施，減少了氧化鐵皮壓入帶鋼表面的問題產生。

2.2 增強酸軋機組潤滑效果，提高冷硬卷表面質量

改善乳化液油品配方并優(yōu)化現(xiàn)場工藝潤滑作業(yè)，制定并完善科學的乳化液管理制度，可以將冷硬卷帶鋼表面反射率明顯提高。本次研究的冷軋廠采取以上措施優(yōu)化生產工藝后，冷硬卷帶鋼反射率提高到了60%，帶鋼表面乳化液出殘余量得到了有效控制。

2.3 加大控制冷軋卷粘結缺陷

2.3.1 粘結缺陷影響因素

粘結缺陷的影響因素較多，一是板形不良，厚度、板凸度不均，存在局部高點等導致鋼卷層壓力呈現(xiàn)出不均勻的分布狀態(tài)，增大了局部壓應力；二是酸軋卷取張力較大，張力過大的情況下增加了粘結缺陷的發(fā)生幾率；三是捆帶和吊具相互碰撞，使得鋼卷產生了局部變形點，此時鋼卷的局部應力顯著增大；四是退火工藝中冷卻階段和加熱階段出現(xiàn)了熱點和冷點溫差，促使很高的熱應力出現(xiàn)在了鋼卷徑向上；五是退火工藝在退火溫度較高或者保溫段較長的情況下，直接約束了晶界界面能和鐵原子的擴散能力。此時鋼卷層之間在高溫影響下，會相互壓合，金屬表面原子得到的能量較多，這些能力彼此擴散，晶界出現(xiàn)重合由此產生共生晶粒；六是鋼卷層之間金屬鐵粒子的影響，在高溫條件下形成了與焊點相似的現(xiàn)象；七是進入平整機后的退火鋼卷，開卷速度、開卷角度以及延伸率也會增加粘結缺陷的發(fā)生率；八是帶鋼表面粗糙程度也會影響鋼卷層之間的接觸狀態(tài)，增加粘結缺陷發(fā)生率。

2.3.2 防治粘結缺陷的有效對策

防治粘結缺陷可以從以下幾方面分析。一是控制酸軋末機架工作錕的粗糙程度；二是控制平整機速度和張力；三是加強酸軋機組目標板形對粘結缺陷問題的深入研究；四是將加熱段的加熱速度降低，并冷卻罩式爐帶加熱罩，加強對冷卻速度的研究；五是將酸軋線卷取張力降低，在張力錐的作用下控制好張力和長度；六是加強板面凸度對粘結影響的研究；七是全面落實鋼卷芯部防劃傷措施的研究。以上措施均可以有效避免粘結缺陷的發(fā)生。本次研究的冷軋廠落實以上措施后粘結情況得到了顯著改善，尾部缺陷基本被消除。

2.4 加強對乳化液斑跡和黑斑缺陷的控制

乳化液斑跡和黑斑也是冷軋商品卷常見的表面質量問題。一旦出現(xiàn)乳化液斑跡和黑斑直接降低冷軋商品卷表面質量。針對本次研究的冷軋廠商品卷出現(xiàn)的乳化液斑跡和黑斑問題可以采取以下措施加以解決。一是酸軋機在非定修啟機后，在沒有啟機之前可以噴淋兩分鐘的乳化液，之后將空氣吹掃打開，吹掃1min ～2min，隨后啟動軋制。按照以上流程作業(yè)可以清洗并吹掃干凈板帶表面殘留的油污；二是酸軋機組在帶鋼情況下需要沖洗洗軋機，沖洗作業(yè)可借助高壓水槍。在無帶鋼情況下可自動清洗。啟動酸軋機組之前需要用高壓水槍將殘留較多的油和乳化液沖洗掉，之后再啟動酸軋機組；三是酸軋機組正常作業(yè)時工作人員確保乳化液溫度在55℃左右，溫度穩(wěn)定在54℃～58℃，此時可以達到較好的作業(yè)效果；四是將去罩式爐鋼卷板形控制為平板，將無浪形作為目標板形，并修改目標板形參數(shù)，確保板形平直，避免板形不良導致局部封閉區(qū)出現(xiàn)在帶鋼表面，影響吹掃效果；五是退火過程中殘留在板面上的乳化液吹掃不干凈是導致乳化液斑跡最主要的原因，需要工作人員在罩式爐機組專門設定針對停機卷的退火程序，可以設置保溫平臺，該平臺溫度設置在500℃，可以將乳化液在高溫揮發(fā)區(qū)內的滯留時間延長，此時可以起到很好的控制乳化液斑跡的效果；六是進入冬季溫度較低，酸軋機組處在低溫環(huán)境中，軋制過程中產生的油霧水蒸氣較多。此時這些油霧水蒸氣如果排出不及時，冷凝水就會出現(xiàn)在軋機出口牌坊上頂蓋和各種儀表框架上，一旦冷凝水滴落到帶鋼表面，在水和氧氣的作用下會出現(xiàn)斑跡。為了避免斑跡出現(xiàn)降低冷軋商品卷表面質量工作人員可以加強對軋機排霧風機系統(tǒng)的定期維護和管理。本次研究的冷軋廠全面落實以上措施后，乳化液斑跡和黑斑缺陷得到了有效控制，即便少數(shù)停機卷退火后仍然有少許的乳化液殘留現(xiàn)象，但是經(jīng)過平整處理后可以極大改善甚至消除。

2.5 加強對黃斑缺陷的控制

所謂冷軋商品卷表面存在的黃斑缺陷就是一種電化學腐蝕現(xiàn)象。分析冷軋商品卷出現(xiàn)黃斑缺陷的原因主要有以下幾種。一是平整來料清潔度所致，殘留在帶鋼中部和兩側的碳和鐵粉含量不一樣，導致電位差出現(xiàn)在了帶鋼表面；二是退火后一層均勻的氧化層出現(xiàn)在了帶鋼上，帶鋼經(jīng)過平整處理后表面氧化層遭到了損壞，老界面和新界面出現(xiàn)了電位差；三是帶鋼經(jīng)過平整后表面殘留的水分吹掃不干凈，殘留水分的存在為電腐蝕創(chuàng)造了條件，提供了電解質；四是黃斑缺陷的形成也與平整液在帶鋼表面氧化膜養(yǎng)成的速度有關。以上因素交叉存在均可以導致冷軋商品卷出現(xiàn)黃斑缺陷。針對冷軋商品卷出現(xiàn)的黃斑表面缺陷可以采取以下對策加以解決。一是確保酸軋機架乳化液的濃度小于1.0%，將其控制在0.5%最合適；二是進一步改進并優(yōu)化壓縮空氣吹掃裝置，避免酸軋機架出現(xiàn)竄液問題；三是調整軋制油的配方，改善軋制油的退火揮發(fā)性，提高板面清潔效果；四是定期清理導流板，清理過程中可借助鋼刷子；五是定期清洗退火爐飽和氣體出口；六是在產能滿足條件的情況下，可以將3h ～4h 的保溫臺增加在退火溫度420℃左右時刻，這樣可以提高退火板面清潔度。

2.6 加強對裂邊質量控制

加強對裂邊的質量控制要注意以下幾點。一是剪切間距的調節(jié)要根據(jù)冷軋帶鋼自身厚度，設置合適的間距，確保冷軋帶鋼剪切精準度；二是對于熱軋鋼原板出現(xiàn)的缺陷問題，工作人員需要將其缺陷部位在冷軋之前切除，避免原板質量問題影響后續(xù)帶鋼冷軋效果。反之如果熱軋鋼板原板存在的缺陷問題在冷軋之前可沒有解決，則后續(xù)冷軋工序中帶鋼表面會出現(xiàn)不同程度的裂紋、細紋，直接降低冷軋帶鋼表面質量。因此工作人員要密切注意熱軋鋼板原板存在的缺陷問題，及時解決避免問題擴大開來；三是帶鋼運輸環(huán)節(jié)工作人員需要做好相應的保護措施，避免運輸工程中帶鋼相互碰撞，損壞表面，降低帶鋼質量。

2.7 加強對錕印質量控制

冷軋帶鋼表面會出現(xiàn)凸型印痕，這種呈現(xiàn)在冷軋帶鋼表面的印痕成為錕印。大量生產實踐證實，錕印是影響冷軋帶鋼產品質量的重要因素，出現(xiàn)錕印的冷軋帶鋼質量是不滿足要求的。針對冷軋帶鋼表面呈現(xiàn)出來的錕印需要工作人員采取有效的措施加以解決，避免錕印降低冷軋帶鋼產品質量。一是工作人員需要對軋錕質量嚴格控制，避免冷軋帶鋼表面出現(xiàn)影響產品質量的印痕。工作人員需要對軋錕工藝嚴格把控，確保各個生產部件質量滿足要求，杜絕部件脫落或者工藝措施不當而降低冷軋帶鋼產品質量；二是張力是導致冷軋帶鋼錕印產生的重要原因，因此工作人員要采取有效措施消除張力引起的錕印問題，避免軋錕時帶鋼出現(xiàn)變形或者位移。一旦軋錕時帶鋼出現(xiàn)變形或者位移問題會影響冷軋帶鋼原本的張力，張力過大或者過小都會導致冷軋帶鋼表面出現(xiàn)不同程度的錕印，直接降低冷軋帶鋼產品質量；三是進一步提高潤滑工藝水平，確保冷軋帶鋼的生產工藝都滿足規(guī)定要求，各項指標檢測均符符合標準，避免帶鋼與帶鋼之間產生摩擦，導致帶鋼挫動，引起不同程度的錕?。凰氖歉鱾€部件使用乳化液潤滑處理，注意潤滑液所含成分滿足檢測要求，在標準范圍內，避免乳化液所含成分不合適影響冷軋帶鋼表面質量。

2.8 加強對劃傷質量控制

劃傷問題在冷軋帶鋼表面也較為常見。冷軋帶鋼表面存在的劃傷問題一般沿著軋制方向分布，并且表面的劃傷呈現(xiàn)出凹型直線狀。加強對冷軋帶鋼劃傷質量控制要注意以下問題。一是帶鋼與冷軋設備要保持合適的距離，避免兩者彼此干擾，降低冷軋帶鋼產品質量；二是將冷軋帶鋼生產線上的異物清理干凈，避免異物降低冷軋帶鋼產品質量；三是技術人員需要定期檢測冷軋帶鋼生產線，避免冷軋帶鋼生產工藝問題降低帶鋼產品質量。尤其是傳動錕，該裝置如果運行不良直接導致冷軋帶鋼表面質量問題。因此相關部門需要安排專業(yè)檢測人員定期對冷軋帶鋼生產線檢修維護，避免生產工藝降低帶鋼產品質量。

3 結語

綜上所述，本文對冷軋商品卷表面質量控制以及工藝優(yōu)化內容的分析，希望對該方面研究有一定幫助，確保在工藝優(yōu)化之后進一步提高冷軋商品卷表面質量。