冷軋基料山水畫缺陷的分析與控制

劉偉云 徐筱薌 戚新軍 張圣東

(安陽鋼鐵股份有限公司)

冷軋基料山水畫缺陷的分析與控制

劉偉云 徐筱薌 戚新軍 張圣東

(安陽鋼鐵股份有限公司)

山水畫缺陷是酸軋機(jī)組常見的一種表面缺陷。主要介紹了冷軋基料山水畫現(xiàn)象的兩種表現(xiàn)形態(tài)，針對這兩種表現(xiàn)形態(tài)，分別分析了山水畫缺陷的產(chǎn)生原因及預(yù)防措施。

冷軋基料 山水畫 控制

0 前言

安鋼冷軋酸軋機(jī)組建成投產(chǎn)后，隨著品種結(jié)構(gòu)的不斷增加，對卷板的表面質(zhì)量要求也越來越高。熱軋酸洗板是對表面質(zhì)量要求較高的產(chǎn)品之一。熱軋酸洗板在酸洗過程中有時會出現(xiàn)山水畫現(xiàn)象，造成卷板表面質(zhì)量下降，影響了客戶的使用。為了能夠使熱軋酸洗板表面質(zhì)量滿足客戶的需求，對山水畫缺陷進(jìn)行了分析研究，并提出了一些改進(jìn)措施。

山水畫缺陷有兩種表現(xiàn)形態(tài)，一種形態(tài)是酸洗漂洗后山水畫缺陷顏色發(fā)暗、發(fā)黑，還有一種形態(tài)是酸洗漂洗后山水畫缺陷顏色發(fā)黃，俗稱“黃銹”，具體的照片如圖1所示。

1 實驗及原因分析

對產(chǎn)生不同形態(tài)山水畫缺陷的兩卷熱軋酸洗板分別進(jìn)行取樣，所取兩個試樣(試樣1為山水畫缺陷試樣，試樣2為“黃銹”山水畫缺陷試樣)的化學(xué)成分見表1。

(a) 山水畫

(b) “黃銹”山水畫

牌號化學(xué)成分/%CSiMnSPAlAGCS0.04～0.06≤0.030.15～0.25≤0.020≤0.0150.020～0.045

所取山水畫缺陷試樣在掃描電鏡下觀察，試樣1在掃描電鏡下表面有氧化鐵皮存在，試樣2在掃描電鏡下表面良好，具體的照片如圖2所示。

(a) 試樣1掃描電鏡照片

(b) 試樣2掃描電鏡照片

酸洗的目的是去除卷板表面的氧化鐵皮，預(yù)防氧化鐵皮軋入帶鋼基體，影響冷軋板的表面質(zhì)量及加工性能，同時損壞表面粗糙度很低，價格昂貴的冷軋輥。山水畫現(xiàn)象的產(chǎn)生原因一種是卷板表面的三次氧化鐵皮殘留形成山水畫黑色斑跡現(xiàn)象，在掃描電鏡下觀察卷板表面有氧化鐵皮存在，如圖2(a)所示；還有一種原因是酸洗后卷板表面殘存的酸液沒有被烘干，或者是由于設(shè)備故障或其它原因造成機(jī)組停車，酸槽內(nèi)酸液排空后卷板表面殘留 HCL 溶液， HCL 與鐵基發(fā)生一系列的反應(yīng)最終生成FeO(OH) ，即黃銹，造成卷板表面的山水畫現(xiàn)象，此山水畫缺陷在掃描電鏡下觀察表面良好，不存在氧化鐵皮，如圖2(b)所示。

2 預(yù)防措施及結(jié)果

2.1 氧化鐵皮殘留形成的山水畫缺陷預(yù)防措施及結(jié)果

針對卷板表面三次氧化鐵皮殘留造成的的山水畫缺陷，需要從熱軋工序和冷軋工序同時改進(jìn)，具體如下。

2.1.1 軋制計劃的編排

軋輥表面越粗糙，帶鋼基體與表面氧化鐵皮的界面越粗糙，帶鋼基體與表面氧化鐵皮的粘附性越強，越容易形成微小氧化鐵皮的的淺壓入，造成帶鋼基體與氧化鐵皮剝離困難，酸洗過程中不容易洗掉，表面出現(xiàn)山水畫缺陷，影響帶鋼的酸洗效果，帶鋼表面發(fā)暗。實踐證明，在使用粗糙的、受到損壞的軋輥時，往往會造成帶鋼酸洗時間的延長。因此熱軋酸洗板軋制計劃的編排及軋輥的更換頻次對酸洗后的表面質(zhì)量影響很大。軋制單元的后期軋輥的粗糙程度要比前期大，所以為了避免酸洗后卷板表面的山水畫缺陷，熱軋酸洗板在熱軋過程中避免排在軋制單元的尾部[1]。

2.1.2 精軋溫度及卷取張力的影響

從氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)上看，終軋溫度在700 ℃～900 ℃之間時，所形成的氧化鐵皮含 80%～90% 的FeO，10%～20%的Fe3O4，當(dāng)溫度大于900 ℃，F(xiàn)e2O3可以在高溫下迅速生成，這時氧化鐵皮除Fe3O4外，將不出現(xiàn)FeO ，并開始在氧化鐵皮表面形成Fe2O3單獨一層。FeO韌性好，易溶解于鹽酸，而Fe3O4及Fe2O3是致密的，不易溶于鹽酸。研究結(jié)果表明，獲得符合最佳酸洗時間的氧化鐵皮，終軋溫度應(yīng)該 850 ℃ 左右[1]，因此熱軋酸洗板在軋制過程中終軋溫度應(yīng)盡量靠近這個溫度。目前熱軋酸洗板終軋溫度為 870 ℃～910 ℃，因此熱軋酸洗板在生產(chǎn)過程中，終軋溫度應(yīng)按下限控制。

在卷取過程中，適當(dāng)提高卷取張力，提高鋼卷各層之間的緊密度，防止空氣進(jìn)入鋼卷內(nèi)，帶鋼表面沒有氧氣，F(xiàn)eO不會增厚，有利于酸洗[2]。

2.1.3 輥面氧化膜的建立

為了消除精軋過程中產(chǎn)生的三次氧化鐵皮，精軋工作輥輥面必須建立良好的輥面氧化膜。如果輥面的氧化膜太薄，雖不易脫落但不耐磨，如果太厚雖耐磨但易脫落，二者均會造成輥面粗糙。因此在軋制熱軋酸洗板時，必須安排適量的燙輥材，保證精軋工作輥輥面氧化膜建立良好。

2.1.4 拉矯機(jī)的延伸率

拉矯機(jī)延伸率越大，對卷板表面氧化鐵皮的破壞程度越大，酸洗效果會越好。但是拉矯機(jī)的延伸系數(shù)設(shè)定不能太大，如果延伸太大容易造成斷帶，影響生產(chǎn)的順行。為了減小熱軋酸洗板生產(chǎn)過程中山水畫現(xiàn)象的出現(xiàn)，增加了拉矯機(jī)的延伸系數(shù)，延伸系數(shù)在原來的基礎(chǔ)上增加了0.1左右，保證酸洗過程中酸液能夠更好地滲透，酸洗效果更好。同時適當(dāng)調(diào)整彎曲輥的插入深度，1#和2#彎曲輥的插入深度在原來的基礎(chǔ)上分別增加2 mm～4 mm，使熱軋酸洗板表面的氧化鐵皮更容易酸洗。

2.2 “黃銹”山水畫缺陷預(yù)防措施及結(jié)果

針對“黃銹”山水畫缺陷，主要從冷軋工序加以改進(jìn)，具體如下。

2.2.1 擠干輥的影響

擠干輥是酸軋機(jī)組保證酸洗效果的重要設(shè)備。為了提高酸洗后表面質(zhì)量，酸洗段擠干輥(共5對)及漂洗段擠干輥(共7對)更換周期在原來的基礎(chǔ)上減少了2萬t左右，保證了帶鋼的酸洗效果。

2.2.2 漂洗水的影響

為了保證漂洗效果，酸軋機(jī)組漂洗段的補水方式由原來的定時補水改為了根據(jù)電導(dǎo)率的大小自動補水，5#漂洗槽的電導(dǎo)率高于50 μs/cm或者1#漂洗槽的電導(dǎo)率高于200 μs/cm后系統(tǒng)自動補水。漂洗段的溫度控制是漂洗的關(guān)鍵，提高漂洗水的溫度可以降低水的粘度，提高離子在水中的擴(kuò)散能力，同時可以提高帶鋼自身的溫度，便于帶鋼的烘干。漂洗水溫度在原來的基礎(chǔ)上增加10℃～20℃。

2.2.3 生產(chǎn)順行的影響

對于機(jī)組停車造成的“黃銹”山水畫，最好的消除辦法是保證設(shè)備的正常運行及原料卷的質(zhì)量，減少設(shè)備事故及工藝事故造成的停車。另外，機(jī)組停車后，可通過倒車回酸、擦拭輥面等措施來避免“黃銹”山水畫出現(xiàn)[3]。

3 結(jié)論

1)三次氧化鐵皮殘留造成的山水畫缺陷主要從軋制計劃的編排、精軋及卷曲溫度、輥面氧化膜、拉矯機(jī)延伸率四個方面加以控制；

2)“黃銹”山水畫缺陷主要從擠干輥、漂洗水及減少機(jī)組停車三個方面加以控制；

3)通過一系列措施的有效實施，熱軋酸洗板生產(chǎn)過程中表面山水畫缺陷明顯減少，既滿足了客戶的使用要求，又實現(xiàn)了較好的質(zhì)量控制與經(jīng)濟(jì)效益。隨著安鋼冷軋連退與鍍鋅機(jī)組的相繼投產(chǎn)，為下一步越來越多的品種鋼的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

[1] 劉偉云，徐筱薌，厚健龍等.冷軋基料夾渣缺陷的分析與控制[J].河南冶金，2016，24(1)：9-10,42.

[2] 冷光榮，范紅梅，王艷輝.熱軋帶鋼表面氧化鐵皮的成因與控制[J].江西冶金，2012，32(4)：1-3.

[3] 范光杰.酸洗板表面銹蝕的產(chǎn)生原因及預(yù)防對策[J].化學(xué)工程與設(shè)備，2012(7)112-114.

ANALYSIS AND CONTROL OF LANDSCAPE PAINTING DEFECT OF COLD-ROLLED BASE MATERIAL

Liu Weiyun Xu Xiaoxiang Qi Xinjun Zhang Shengdong

(Anyang Iron and Steel Stock Co.，Ltd)

Landscape painting defect is a common surface defects of the pickling tandem cold mill. The two forms of Landscape Painting Defect of cold -rolled base material were introduced. Based on the two forms of Landscape Painting Defect, the paper analyzed the causes and preventive measures.

cold-rolled base material landscape painting controlling

云，工程師，河南.安陽(45504)，安陽鋼鐵股份有限公司技術(shù)中心；

2016—5—21