修改冷轧薄板常见缺陷识别及主要原因论文

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目录目录1摘要2概述2【一】冷轧带钢缺陷的种类2【二】冷轧带钢缺陷化学成分的影响3【三】冷轧带钢缺陷连铸工序的影响4【四】冷轧带钢缺陷热轧工序的影响5【五】冷轧带钢缺陷冷轧工序的影响6【六】结束语6【七】参考文献77 冷轧带钢常见缺陷识别及主要原因李蓉电话：15687854523昆钢板带厂冷轧车间酸洗工段摘要:本文主要介绍昆钢板带厂冷轧车间冷轧带钢常见缺陷种类。从以下方面分析了冷轧带钢缺陷原因。1、化学成分的影响。2、冷轧带钢缺陷连铸工序的影响。3、冷轧带钢缺陷热轧工序的影响。4、冷轧带钢缺陷冷轧工序的影响。通过分析冷轧带钢缺陷原因，在生产中采取相应的措施，提高产品质量和数量。关键词：冷轧带钢缺陷质量影响概述：冷轧车间四辊可逆式轧机由美国TIPPINS设计引进，2002年投厂使用至今，目前根据市场和客户需求量1#轧机正常产量在1万吨至3万吨之间。随着用户和市场对冷轧带钢表面质量要求的提高，高档表面冷轧带钢生产困难在于板带表面缺陷的产生贯穿于冶炼、连铸、热轧、冷轧、镀锌、退火、平整和精整的整个生产全过程，常见的表面缺陷有非金属夹杂、皮下气泡、气孔、氧化铁皮、表面裂纹、折叠、压印、划伤、斑迹等三十多种，它不仅影响后续成型件的表面外观，而且对后续加工的冲压效果、零件的外形和加工成本均密切相关，为了适应用户对表面质量的更高要求，从以下方面分析了冷轧带钢缺陷原因。1、化学成分的影响。2、冷轧带钢缺陷连铸工序的影响。3、冷轧带钢缺陷热轧工序的影响。4、冷轧带钢缺陷冷轧工序的影响。从而指导冷轧带钢的生产，提高产品质量。围绕冷轧带钢表面质量问题，冷轧生产线均进行了大量的攻关工作，表面质量也逐年提高。【一】冷轧带钢缺陷的种类冷轧带钢的缺陷主要有:气体夹杂、夹层、裂纹、穿裂、氧化皮压入、其它压入类缺陷、机械损伤、边部缺陷和退火工艺不当造成的粘结缺陷。以上各类则可细分如下。1.1气体夹杂主要有:气泡、针孔、气孔造成的条痕缺陷1.2夹层主要有:表面夹层、带状表面夹层、飞翅、折叠1.3裂纹主要有:纵裂、横裂、龟裂、边裂、M形裂纹缺陷;1.4穿裂主要有:小坑、孔洞;1.5氧化皮压入主要有:一次、二次及三次氧化皮压入、红绣、粉状氧化皮压入1.6、机械损伤，主要有:划痕、刮伤、擦伤、凹坑和凸起;7 1.7边部缺陷主要有:边部裂纹、边部刮伤、折边、边部剪切缺陷、边部气割缺陷、边部过烧;1.8其它缺陷主要有:纵向麻点、边部粗糙、热轧重叠、横折印。冷轧带钢缺陷的特点是前面工序出现的缺陷，绝大部分都会“延续”并加重到下游工序的产品上，经酸洗不能去除或经冷轧暴露到表面而形成冷轧成品表面缺陷。【二】冷轧带钢缺陷化学成分的影响化学成分是影响表面质量的一个重要因素，尤其是碳、铝、磷、硫以及氢、氧、氮等气体元素的含量对产品出现的表面缺陷有直接的关系。当碳含量在0.1%~0.18%时，板坯表面裂纹的敏感性增加，尤其是C=0.15%左右时，表面裂纹发生率最高。针对不同的碳含量，浇注时的工艺参数，如拉速、浇注温度、二次冷却水等要作适当的调整以减少裂纹的产生。图1[S+P]含量对A值的影响图2S、P含量对裂纹敏感因子的影响夹杂来源主要有两种:①钢包内一次脱氧产物;②中间包处理阶段产生的7 。夹杂是冷轧板产生条痕缺陷的原因之一，也是导致产生裂纹的有害元素，其含量越高，出现裂纹的倾向就越大。P、S被视作是钢中的有害元素，它们对板坯裂纹指数A与裂纹敏感因子CSF的影响分别见图1和图2，从图中可不难看出:随着S、P含量的增加，A值和CSF值呈现显著的增加趋势，尤其当【S+P]>0.05%时，A值随【S+P]含量的增加非常迅速。另外，锰硫比也是影响裂纹发生的重要因素，随锰硫比的提高，裂纹指数降低。这是因为当低时，硫在普碳钢中以FeS的形式(熔点988℃)呈网状分布于晶界，晶界成为裂纹优先扩展之处，使钢产生很强的热脆性所致。因此，要减少铸坯表面裂纹，有害元素P、S及的控制十分重要，对S、P的含量要同时加以降低，以[S十P]<0.050%，`>24为好。钢中氢、氧、氮等气体元素的含量都不宜过高，它们往往会使板坯产生气泡、裂纹、夹杂等多种缺陷，严重影响冷轧产品表面质量。对于铝镇静钢而言，尤其要严格控制氧的含量，否则，它与铝生成的三氧化二铝夹杂常导致冷轧板出现条痕缺陷。【三】冷轧带钢缺陷连铸工序的影响连铸工序对表面质量的影响主要体现在拉坯速度、结晶器及保护渣三个方面。拉坯速度对板坯质量的影响十分复杂。一方面，高的拉坯速度和低的拉速波动量对减少板坯纵裂和表面层气孔有积极作用，当拉速小于1.0或波动量大于0.1时，板坯极易产生裂纹，随着拉速的提高和波动量的减小，纵裂指数显著降低。但另一方面，较高的拉速必然使钢水在中间罐和结晶器内停留时间较短，使已产生的大型夹杂物上浮分离困难，不利于消除。所以，拉速应根据实际生产状况进行合理选择，但总的来说，高拉速比低拉速更有利于冷轧带钢表面质量的控制。结晶器是连铸过程中的重要设备，它的许多工艺设备参数与连铸质量密切相关，如结晶器锥度、振动方式、结晶器内液面波动等，若设置不当，将产生纵向表面裂纹、星状裂纹等典型缺陷。结晶器内钢水液面的控制精度对铸坯表面质量的影响有很多文献均报道过。钢水液面波动越小，铸坯的表面缺陷就越少，而过大的液面波动，使保护渣下渣不均匀，会导致铸坯表面产生裂纹、夹杂等缺陷。另外，结晶器出口端铜壁内腔的磨损，使铜渗入并穿进晶粒间界，发生所谓的热脆现象，形成星状裂纹，导致成品条痕或微裂纹的发生，预防措施是在铜板表面镀层。结晶器保护渣对冷轧表面质量的影响主要表现在以下几个方面:①钢水面覆盖的液渣层，可隔绝空气，防止钢水二次氧化。渣层中FeO含量若过高，会提高液渣层的氧化势和传热速率，二次氧化加强，造成钢水氧化夹杂物增加。②液渣层分离、溶解夹杂物的能力与液渣的粘度、化学成分有关。粘度低，会增加溶解速率，降低夹杂物含量;液渣碱度高，如低，;高，:利于提高保护渣对夹杂物的溶解度，但碱度大于1.5时，溶解的能力降低，使夹杂增加。合适的碱度应保持在0.9~1.2之间。③保护渣的传热性能和润滑性能。传热性能不好，会导致铸坯裂纹产生，润滑性能差，将影响连铸坯的表面质量。④固态保护渣的卷入会引发连铸坯夹渣，使冷轧成品产生条痕、结疤、分层、穿孔等多种缺陷。7 【四】冷轧带钢缺陷热轧工序的影响在热轧中，影响表面质量的因素很多，主要包括热送热装工艺、板坯的加热、除鳞以及轧辊的表面状态四个方面。美国LTV公司早在87年对因连铸坯表面夹渣引起的长条形Slive:条痕缺陷的研究中发现:采用热装工艺时，出现Sliver缺陷的概率明显高于未采用热装工艺时的概率，前者Sliver缺陷指数是后者的1.8倍。其原因在于热装过程中板坯未经清理，仅靠形成氧化铁皮的方式消除部分皮下缺陷，且热装工艺氧化铁皮的形成不充分，所以对板坯表面或浅层的夹渣、气泡等缺陷消除力度不够;而传统的冷装炉再加热工艺中，对板坯表面进行清理的厚度较大，可达2mm，加之形成较厚的氧化铁皮，又可去除部分缺陷，所以浅层的夹渣缺陷往往在轧制前就被清除干净，轧后夹渣型Slive:缺陷也会明显减少。氧化铁皮压入是导致冷轧产品表面质量下降的重要原因之一，其形成和清除涉及加热工制度、炉膛内气氛配置、高压除鳞水水压及终轧温度和卷取温度诸多因素。就除鳞效果而言，预热段炉温高，均热段炉温低能获得较好的除鳞效果，板坯表面所生成的氧化铁皮，炉冷却后，由于热应力作用，其断面结构致密层占50%一70%，在这种温度制度下加热的松散层占30%~50%。出板坯表面氧化铁皮迅速形成裂纹渗透到钢的机体表面，由于大量微裂纹的存在，使炉生一次氧化铁皮很容易被除掉。相反，降低预热段炉温，必然会加大均热段热负荷，使均热段炉温升高。这时的板坯表面氧化铁皮的断面结构致密层占20%一40%，松散层占60%一80%，由于松散层增加，出炉板坯冷却后产生的热应力，在氧化铁皮内形成的裂纹，被松散层所缓解，使裂纹不能延伸到钢的基体表面，氧化铁皮的附着力不能被降低，一次氧化铁皮难以完全去除。炉内过强的氧化气氛将会导致氧化铁皮量的增加，为除鳞带来困难。除鳞用高压水水压一般不能低于14MPa，最好能将喷嘴前的压力控制在15MPa以上，若水压过小，将使板坯表面所受打击力减小，除鳞效果变差。终轧温度和卷取温度常会决定氧化铁皮的结构和厚度，终轧温度越高，生成的氧化铁皮越厚，并且将在带钢表面形成大量致密难除的(≥950℃时)。卷取温度在600℃一700℃时，对铁皮厚度的增加没有太明显的影响，但会在带钢的边缘和头部会生成，这显然对表面质量不利;当卷取温度从700℃降低到600℃时，酸洗时间可缩短10%~15%。实验证明:在550~590℃卷取时，带钢上的氧化铁皮最薄，最有利于酸洗。轧辊的表面状态，如轧辊粗糙度、轧辊表面缺陷等是热轧工序中影响表面质量的较突出的因素。热轧时所生成的、等硬度较大的氧化物，即氧化铁皮的碎片镶嵌在金属与轧辊凹凸不平的表面上，使轧辊生成黑暗色的“黑皮”，这是造成轧辊磨损、轧件表面质量恶化的主要原因。采用润滑轧制可使轧辊与轧件之间被一层边界润滑油膜隔开，从而有效防止“黑皮”的产生;而且由于润滑剂充满变形区，使氧化铁皮脱离轧辊而悬浮在润滑剂液体中，经过变形区时被带走，所以，润滑剂能大大减弱氧化铁皮与轧辊、轧件的附着能力，使轧辊表面光滑、耐磨。7 【五】冷轧带钢缺陷冷轧工序的影响冷轧生产中，轧辊、轧制乳化液、退火工艺和平整工艺是决定产品表面质量的关键所在。轧辊的材质、表面粗糙度及表面缺陷是影响表面质量的主要因素，冷轧带钢的某些表面缺陷往往都与轧辊表面上的缺陷一一对应。轧辊硬度低，在轧制变形时，越易被来料的尖锋刻划，越容易产生铁粉，使板面清洁度下降，而且轧辊本身硬度低，会出现软点，使带钢表面产生辊印;一般来讲，轧辊表面粗糙度越大，来料越软，摩擦就越严重，产生的铁粉也相应越多，由于这些铁粉是高温、高压下产生的，在带钢表面上吸附力很强，仅靠乳化液的冲洗很难清除。良好的轧制乳化液必须具备有如下要求:一是润滑性能，润滑性能越好，不仅对轧件的表面光洁度有显著改善外，而且实验表明:润滑性能可引起金属表面显微起伏的变化。用低粘度的润滑油冷轧，带钢表面光亮;而用高粘度润滑油冷轧，轧后表面暗淡。二是退火清洁性即挥发性要好，表面残油在较低的温度下能够挥发完全。三是自身洁净性要保证，乳化液的长期循环使用，会受到各方面的污染，形成轧制乳化液污物，对带钢质量和下游工序(包括退火、平整、清洗和涂镀等)造成不良影响，其来源包括:氯化物、酸洗涂油、水的化学性质(水硬度)、微生物、杂油、清洗剂和轧机污泥等，这些污染物造成乳化液的洁净性下降，循环使用将会使其继续污染带钢表面。尤其是杂油的侵入会使乳化液颗粒增大，油易析出富集在板面上，加之这些杂油多不考虑退火清洁性，其中灰分、残碳均远远高于轧制油，它往往造成润滑不良，产生大量的铁粉和铁皂，继而进一步恶化润滑效果，产生恶性循环。同时，大量铁粉也会在热镀锌的锌锅中堆积成渣，从而造成镀锌缺陷。;;:退火是改善带钢清洁度的最重要的一个工序，带钢经历退火后，多数表面残留物被清除，但仍残留有少量碳及铁粉，成为板面最终残留物，退火后的清洁度主要以残碳量来衡量。板面在退火阶段，若工艺设置不当，会产生粘结、乳化液斑、油斑、平整液斑，氧化色或渗碳等缺陷。保护罩密封不严或漏气发生氧化反应，保护罩掉罩过早，高温出炉(钢卷温度大于110℃)，保护气体不纯，会造成碳沉积，加热前预吹扫不够，炉内存在残氧以致钢卷在氧化气氛中退火，所有这些退火工艺中的缺陷都将使带钢表面被氧化，呈深兰色或浅兰色，严重影响表面质量。另外，粘结虽然发生于退火机组中，但其产生涉及到诸多因素，与之相关的退火工艺主要是由于炉内气流过小，使钢卷在退火炉的保护罩内传热性差，造成局部受热过高而形成的。其它的斑点主要是因为预吹扫时间不足或吹扫强度不够，不能有效吹净表面的乳化液残油及平整液等造成的。平整的目的在于消除屈服平台、改善浪形以及得到要求的表面结构。平整过程中延伸率的控制，辊型曲线以及平整液的使用对带钢表面质量影响较大。带钢平整过程中延伸不均匀，平整辊型曲线相对于带钢凸度偏小，平整辊辊身长度方向温度不均，以及平整时工作辊有油都将使钢板表面产生与轧制方向斜交的呈树枝状的人字形印迹一席纹，严重时出现亮色的勒印。平整液的使用在于将轧辊表面和带钢表面的脏物清洗干净，以减少带钢平整后的表面缺陷，提高成品板面清洁度。在使用平整液时，其吹扫工艺和喷嘴的喷射角度、流量非常重要，如这些工艺与轧速配合不当，往往造成平整液飞溅到后面带钢上或平整液吹扫不净，形成平整斑。此外，平整液浓度过高，或带钢在库内放置时间过长将使残留平整液锈蚀带钢表面。7 结束语总结了昆钢板带厂冷轧车间冷轧带钢常见缺陷种类。从以下方面分析了冷轧带钢缺陷原因。1、化学成分的影响。2、冷轧带钢缺陷连铸工序的影响。3、冷轧带钢缺陷热轧工序的影响。4、冷轧带钢缺陷冷轧工序的影响。从而指导冷轧带钢的生产，提高产品质量。围绕冷轧带钢表面质量问题，冷轧生产线均进行了大量的攻关工作，表面质量也逐年提高。【八】参考文献[1]周家齐.热轧钢板表面缺陷浅析.重钢技术，1991，34(2):32一36.[2]斋藤忠，杨晓旭.连铸板坯表面缺陷的改善.舞钢译丛，1991，2:25一29.[3]许庆太.冷轧板破皮表面缺陷的检验和研究.辽宁冶金，1992，1:49一51.[4]王倩，王国栋.无缺陷板坯的生产.鞍钢技术，1993，5:23一27.7