冷轧薄板表面缺陷原因分析

冷轧薄板表面缺陷原因分析

王东超 柴志鹏 王宗善

河钢集团邯钢冷轧厂 河北 邯郸 056015

摘要：冷轧薄板生产工艺复杂，流程长、工序多，每一道工序均会对冷轧薄板表面质量造成影响，更为重要的是，对于前面工序产生的质量问题，经过热轧、冷轧的大变形，经过对氧化铁皮的酸洗去除，经过退火的高温处理，其形貌甚至性质都会改变，给成品缺陷的原因分析和控制造成极大困难，这是冷轧薄板缺陷很难控制的主要原因。常规缺陷的产生与冷轧工艺质量密切相关，而非常规缺陷的形成机理则比较复杂，可能在炼钢工序也可能在轧钢工序形成，需具体情况具体分析。

关键词：冷轧薄板；表面缺陷；原因

1引言

冷轧板冶金规格薄，存在较长生产过程，因而较易出现孔洞、夹杂、疤坑、表面裂纹、氧化铁皮压入等表面质量缺陷问题，使板材外观和其使用性能受到严重影响。无论国内还是国外钢厂都十分重视冷轧板表面缺陷质量问题，甚至被认为难以消除的诟病。部分缺陷在冶金和演化中因各种因素造成，特征也较为类似。因此需要制作人员在具体操作中根据实际情况制定解决策略，进而使冷轧板生产质量得到有效保证。

2冷轧过程中造成表面缺陷的主要原因

普通的钢板在进行一系列的冷轧过程后，往往会出现以下两个缺陷，第一个是因为气泡、裂纹、杂质、缺口等原因所引起的表面缺陷，或者是在冷轧结束后因为某些原因所导致的划痕、麻点等缺陷，还可能存在的原因就是过酸洗和欠酸洗的操作不当；第二个就是因为外力的原因，以及在分析计算过程中的错误导致的板形缺陷和尺寸缺陷。

2.1原材料钢板生产层面

原料钢板在炼钢的过程中，浇注乳化液的时候不可避免地会产生气泡、裂纹，更有可能出现杂质混合的情况，从而导致生产的原材料本身就带有一定的缺陷，那么经过冷轧过后的钢板就会产生气泡等表面缺陷，这种情况的产生往往会导致整批产品的不合格，而造成这样后果的主要原因就是在炼钢过程中，所使用的乳化液本身就存在夹杂、气泡等缺陷。

2.2高压水除鳞层面

当进行用高压水除鳞方面的工作时，往往会因为操作的不合理性，除鳞效果不好时，导致钢板表面会有残留的氧化铁皮，进而产生凹坑，从而形成残次品的问题，并且在操作工的操作中，因为各个操作工的技术存在差异的问题，也会出现不同程度的浪板等问题，特别是会导致厚度不一致的问题产生，从而造成薄板的表面缺陷问题。

2.3酸洗层面

带钢在酸洗中有时会出现欠酸洗、过久酸洗等不良缺陷，酸洗机组在冷轧生产过程中会有较高的自动化程度，基本很少出现过酸洗情况，然而会时有发生欠酸洗缺陷，以致于带钢表面局部存在部分没有被直接成功酸洗的氧化铁皮。在常温下氧化铁皮缺乏塑性，尤其在冷轧中并不会紧随基体而延伸，钢板表面也会在冷轧时产生带状和片状氧化铁皮，从而影响表面质量，甚至成为废品。从宏观角度观察得知，往往缺乏酸洗缺陷表面会呈现不同程度黑灰色横向条纹，这种条纹类似于抬头纹形状，可能集中于钢上或钢下等表层。而从微观检验分析得知，缺乏酸洗钢铁外面会形成明显的铁皮破碎痕迹，这种痕迹和外部正常集体区域形成较为明显的边界划分。再加上缺乏酸洗残留的微量化学元素，从而得知，之所以出现酸洗不良，主要因为热轧原料中氧化铁皮厚度较深，过大的卷曲张力造成浪板直接将带钢镚露出酸面。

3防止表面缺陷的有效控制措施

3.1及时清理油污，防止斑迹

轧后的油污若得不到及时清理，容易造成挤干辊的磨损以及斑迹缺陷的产生，及时控制机组中的漏油、提高热轧和冷轧过程中溶液的质量、及时更换磨损比较严重的挤干辊都可以有效防止斑迹缺陷的产生。在每次的机器检修过程中，都要及时将喷射管中的油污清理干净，采取有效的控制措施保证挤干辊面的干净平整和光滑、钝化液的喷洒均匀、浓度不随外界条件的变化而变化，及时根据实际情况调整喷嘴的流量大小，这都是防止过多油污产生的有效措施。

3.2带材板形在线云图表征方法

板形云图是将带材宽度上的所有点处某一板形值的不同数值用相对应的颜色值来体现。板形在线云图是一种实时动态变化的云图，需要相对较快的绘图方法。现有绘制彩色云图的方法大致有两类。第一类是填充方法，首先进行等值线绘制，然后在相邻的两条等值线之间区域填充不同的颜色。虽然绘制速度快，但从整体上分析，物理过渡层次感较强，不能充分刻画场域中物理量变化的细节。第二类是扫描线方法，采用一条线扫描过单元，用插值法计算扫描线上各点数值，利用事先建立好的数值颜色映射关系，绘制出高质量的彩色云图，即平滑曲线。但此方法需要对区域内所有像素点进行计算，计算量大会影响绘图的实时性。针对板形测量值在带材宽度方向上是连续变化的特点，本文介绍的板形在线云图绘制算法参考了扫描线法的优点，结合实际板形缺陷在整个带材表面的分布状况，绘制出满足工程要求的彩色云图。

3.3优化工艺参数，强化设备管理

在钢板的冷轧过程中，优化炼钢的工艺参数，加强设备的管理也能够有效减少一些表面缺陷的产生。优化工艺参数的主要措施有：合理控制结晶器保护渣的产生；有效控制结晶器石英质水口的质量；降低二次冷却水的强度，从而使收缩应力降低到一定的范围内、不断优化连铸工序，稳定浇铸参数。加强设备管理的技术措施有：加强坯料的质量参数检查；及时清理有缺陷或者不合格的坯料；适当控制轧制的抛出速度，使下应力与系统保持协调，从而避免和机器的撞击；加强机前机后的点检工作；及时清理不工作的中间辊以及支撑辊。

3.4AGC系统在冷轧带钢中的应用

近年来，随着我国核电、船舶、能源化工、工程机械等行业快速发展，人们对厚度10mm以下的宽薄板需求日益增加。在实际生产过程中，根据宽厚板轧机设备和控制系统的具体特点以及生产现状，分析冷轧板带钢过程中存在的问题，来制定不同的厚度自动控制AGC系统方案，以解决冷轧板带钢过程中产生的问题。传统AGC是以厚度反馈方式为主，其存在滞后过大，响应时间长等缺点，在冷轧板带钢厚度控制的研究过程中，考虑各方面影响厚差的原因，制定不同的厚度控制方案，例如针对于本次所研究的冷连轧五机架，通过所设定的方案对轧制各个道次进行监测。其最大特点是采用厚度前馈控制方案，根据来料情况，提前进行调整，解决反馈AGC不可避免存在的时间滞后的问题。同样对厚度自动控制AGC系统进行控制参数优化和控制逻辑改进，以进一步提高板带钢的厚度精度。国内大部分是控制水平较低、技术落后的冷轧机，为平衡带钢厚度均匀性，降低带钢厚度偏差，在冷轧板带钢生产过程中，越来越精良且逐步技术成熟的厚度自动控制AGC系统在板厚控制中得到充分应用。

4结束语

研究表明，随着科学技术的发展，冷轧板表面质量的要求越来越高，在汽车、家电等行业也越来越高。为了进一步巩固和扩大高附加值、高质量产品的市场份额，国内外的冶金同事在提高冷轧薄板的表面质量方面做了大量的研究工作。冷轧薄板表面缺陷是影响冷轧薄板表面质量的重要因素。只有正确理解和把握原则的原因和冷轧钢板缺陷的形成，努力控制的各种不利因素影响轧制过程的形成，有针对性的采取各种预防措施，以确保产品的质量，为顺利生产奠定基础。

参考文献

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