304不銹鋼板表面小白點(diǎn)缺陷分析及改善對(duì)策

徐向東，蔡恒君，蒲嘉亮，周耿（鞍鋼聯(lián)眾不銹鋼股份有限公司冷軋廠，廣東 廣州510760）

鞍鋼聯(lián)眾不銹鋼股份有限公司冷軋廠在冷軋生產(chǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，在2B（冷軋經(jīng)平整后的狀態(tài)）/2D（冷軋不經(jīng)平整的狀態(tài)）的成品帶鋼表面存在小白點(diǎn)狀粗糙缺陷。帶有該缺陷的帶鋼經(jīng)拋砂后，表面出現(xiàn)雪花狀缺陷，改鏡面拋光處理后，小白點(diǎn)現(xiàn)象依然十分嚴(yán)重。

取缺陷試片觀察發(fā)現(xiàn)，整板表面有細(xì)小密集無手感的白色點(diǎn)狀缺陷，其表面品質(zhì)不符合下游加工的要求，特別是在做拋砂板時(shí)，缺陷非常明顯，產(chǎn)品使用范圍受到局限，增加了下游用戶的使用成本。

1 小白點(diǎn)缺陷產(chǎn)生原因

導(dǎo)致冷軋板表面小白點(diǎn)產(chǎn)生的原因主要有：煉鋼夾雜異物、產(chǎn)線輥系機(jī)械損傷以及來料表面粗糙度。

1.1 煉鋼夾雜異物

取缺陷試片并對(duì)比合金成分，未見出現(xiàn)明顯異常，在50倍光學(xué)顯微鏡（OM）下觀察，試片表面凹凸不平，且形成一定深度的坑洼；坑洼處在420倍掃描電子顯微鏡（SEM）下觀察，并未發(fā)現(xiàn)其他異物，小白點(diǎn)缺陷顯微照片見圖1。通過SEM對(duì)正常表面與坑點(diǎn)的底部進(jìn)行成分對(duì)比，發(fā)現(xiàn)坑點(diǎn)內(nèi)并無氧化物、夾雜物等異常成分，也未見晶界貧鉻腐蝕，排除煉鋼夾雜異物對(duì)其產(chǎn)生的影響[1]，SEM 分析結(jié)果見表1。

圖1 小白點(diǎn)缺陷顯微照片

表1 SEM分析結(jié)果

1.2 產(chǎn)線輥系機(jī)械損傷

冷軋帶鋼表面受機(jī)械損傷后，將呈現(xiàn)一定周期或位置規(guī)律，尤其是周期規(guī)律，如軋輥周期、膠輥輥面異物壓入等。依照上述現(xiàn)象進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)排查，缺陷發(fā)生點(diǎn)相對(duì)容易查找。但對(duì)304不銹鋼而言，表面缺陷并未存在這類規(guī)律，因此可以排除白點(diǎn)缺陷的產(chǎn)生是由于帶鋼表面被機(jī)械損傷[2]。

1.3 來料表面粗糙度

對(duì)比入料的白皮帶鋼 （熱軋成品經(jīng)過固溶線后的冷軋?jiān)希?，發(fā)現(xiàn)其表面也存在坑洼狀，且形態(tài)與小白點(diǎn)缺陷形態(tài)的凹坑非常相似，如圖2所示。從圖中可以看出，小白點(diǎn)缺陷來源與白皮帶鋼表面坑洼分布和深淺有關(guān)，即與白皮帶鋼表面原始粗糙度大小有關(guān)。

圖2 冷軋前白皮帶鋼表面宏觀形態(tài)

2 小白點(diǎn)缺陷改善措施

2.1 改善2B白皮帶鋼表面粗糙度

改善2B白皮帶鋼的表面粗糙度有很多辦法，在熱軋端可以通過以下手段進(jìn)行調(diào)整：

（1）控制末機(jī)架工作輥原始粗糙度及服役期時(shí)間。通過優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃,將工作輥的軋制公里數(shù)限制在一定范圍內(nèi),根據(jù)不同情況,將鋼板安排到軋輥服役期的前半程或后半程軋制,控制成品黑皮帶鋼（熱軋成品）表面粗糙情況。

（2）控制熱軋粗軋后的除銹速度。

（3）控制熱軋粗軋的除銹道次。

在冷軋端黑皮帶鋼退火酸洗線 (HAPL)上，主要是通過降低噴砂機(jī)噴砂轉(zhuǎn)速達(dá)到對(duì)表面粗糙度的控制。

通過比較，降低HAPL噴砂機(jī)轉(zhuǎn)速是最為簡(jiǎn)單有效的方法。取厚度為0.7 mm帶鋼，對(duì)同一卷的前后半顆鋼卷分別采用不同的噴砂速度，分別標(biāo)記1#、2#，其參數(shù)見表2。冷軋后進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果較為明顯，通過不同噴砂速度表面對(duì)比可見，低噴砂速度表面小白點(diǎn)缺陷要少于高噴砂速度表面，不同噴砂速度試樣表面效果見圖3。

表2 不同噴砂速度試樣表面效果

圖3 不同噴砂速度試樣表面效果

但降低HAPL的噴砂轉(zhuǎn)速，會(huì)減弱其除銹能力，直接的后果是降低了產(chǎn)線產(chǎn)能，因此速度平衡點(diǎn)需要在實(shí)際生產(chǎn)中通過大量的比較實(shí)驗(yàn)逐一取得。

2.2 增加壓下率

利用軋機(jī)壓下率改變帶鋼表面粗糙度的原理主要是通過軋輥表面波峰對(duì)帶鋼表面波峰處的切割與壓平取得，軋機(jī)壓下率改變鋼板表面粗糙度示意圖見圖4，虛線以上的部分被軋平，同時(shí)帶鋼還受到向下的壓力而產(chǎn)生形變。因此，壓下率越大，軋輥對(duì)表面粗糙度的改變效果越大。

采用往復(fù)式軋機(jī)（CRM）單向5道次軋制2E（軋制固溶后的狀態(tài)）帶鋼，取每一道次試片，在SEM 400倍下作表面形態(tài)分析。對(duì)比結(jié)果見圖5。從圖5中可見2E白皮帶鋼表面粗糙，有深淺不一的淺坑，隨著每一道次軋制，淺坑逐漸被軋平直至消失。

圖4 軋機(jī)壓下率改變鋼板表面粗糙度示意圖

圖5 每道次軋制結(jié)束后2E表面微觀形貌

取3塊不同厚度的黑皮帶鋼，分別編號(hào)1#、2#和3#。經(jīng)不同生產(chǎn)流程壓至0.9 mm，缺陷試片用240#磨石經(jīng)25道次研磨后，在25倍放大鏡下觀察，比較小白點(diǎn)差異。鋼板總壓下率分別為55%、70%和75%時(shí)，小白點(diǎn)缺陷程度見圖6。從圖6中可以看出總壓下率為55%時(shí)，白點(diǎn)數(shù)量較多，缺陷程度嚴(yán)重。隨著總壓下率增大，小白點(diǎn)數(shù)量減少，程度變得輕微。

圖6 0.9 mm鋼板在不同總壓下率下小白點(diǎn)缺陷程度

以成品厚度規(guī)格為2.5～3.0 mm帶鋼為例，當(dāng)總壓下率低于63%的時(shí)候，小白點(diǎn)發(fā)生率比較高，達(dá)66.7%以上；當(dāng)總壓下率超過63%時(shí)，缺陷發(fā)生率迅速下降到30%以下，總壓下率達(dá)到70%以上時(shí)，缺陷發(fā)生率處于較低水平，僅3%。

在實(shí)際軋制時(shí)，由于受板形、軋制力、軋制力矩、電機(jī)負(fù)荷等因素制約,軋機(jī)每一道次的壓下率僅能在較窄的范圍內(nèi)調(diào)整。因此，只能在可調(diào)范圍內(nèi)修改配料標(biāo)準(zhǔn)，增加入料厚度，提高軋機(jī)總壓下率。另外，還需檢查軋機(jī)在軋制中的各項(xiàng)參數(shù)，避免因軋機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致軋制不穩(wěn)，發(fā)生斷帶事故。

2.3 增加軋制道次

增大壓下率的方法不能消除所有厚度范圍產(chǎn)品的缺陷。取一卷2D鋼板分切為A、B兩卷，采用相同的總壓下率，A卷軋制4道次，B卷軋制5道次。取軋后的試片進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)B卷表面狀況比A卷好，如圖7所示。因此，在不能調(diào)整壓下率的情況下，可采取增加軋制道次的方式降低小白點(diǎn)程度。

產(chǎn)生如上效果主要是由于當(dāng)單道次壓下率大時(shí)，軋輥和鋼帶波峰處相互切削的效果減弱，表面波峰處以向下覆蓋的形式進(jìn)行碾壓，在覆蓋處端點(diǎn)形成新的坑洞，如圖8所示?？倝合侣氏嗤闆r下，軋制道次越多，白點(diǎn)越少，表面更細(xì)致，粗糙度更低。

圖7 小白點(diǎn)缺陷對(duì)比

圖8 軋制覆蓋圖示

3 效果驗(yàn)證

軋制厚度規(guī)格為0.55 mm的帶鋼，黑皮帶鋼二連軋退火酸洗線采用4×1 000 r/min噴砂，采用往復(fù)式軋機(jī)軋制5道次，白皮帶鋼退火酸洗線產(chǎn)出，其生產(chǎn)過程參數(shù)見表3。軋后隨機(jī)取小白點(diǎn)試片，以240#磨石20道次研磨后，觀察小白點(diǎn)程度。產(chǎn)品表面質(zhì)量滿足下游客戶使用要求。

表3 厚度規(guī)格0.55 mm帶鋼生產(chǎn)過程參數(shù)

4 結(jié)語(yǔ)

304不銹鋼小白點(diǎn)缺陷產(chǎn)生的原因是白皮帶鋼表面坑洼經(jīng)軋制后未軋平消除。在不同軋制生產(chǎn)線中，小白點(diǎn)缺陷程度均隨著壓下率增大而減輕。在生產(chǎn)中，通過修訂配料標(biāo)準(zhǔn)，增加入料厚度，降低噴砂速度，提高軋機(jī)總壓下率，增加軋制道次等手段，能有效降低小白點(diǎn)的發(fā)生幾率，改善小白點(diǎn)缺陷。

寶鋼厚板剪切功能整合技改工程完工

11月21日，中冶寶鋼技術(shù)承接的年度大型技改項(xiàng)目——寶鋼厚板部剪切線自動(dòng)化功能提升和操作臺(tái)整合工程順利完工。

該項(xiàng)目主要對(duì)厚板部剪切線區(qū)域的設(shè)備及操作室進(jìn)行改造，涉及到土建、機(jī)械、電氣、儀表、通訊、通風(fēng)空調(diào)、給排水、熱力管道等方面的施工內(nèi)容。剪切線區(qū)域系統(tǒng)硬件改造及軟件適應(yīng)性改造，主要包括更新PLC控制柜、遠(yuǎn)程柜、工程師站，新增漫反射式檢測(cè)器、光電開關(guān)、編碼器。針對(duì)冷床、IB、切頭剪、雙邊剪、定尺剪、成品庫(kù)等操作運(yùn)行過程中需人工干預(yù)的環(huán)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)化功能提升改造。

該項(xiàng)技改工程安裝工作量非常大，且施工工期緊，大部分改造工作需在年修期間完成，年修期間可利用施工時(shí)間僅有12天。因此，項(xiàng)目施工管理人員提前兩個(gè)月做好前期策劃，認(rèn)真研讀圖紙，準(zhǔn)備設(shè)備材料。施工期間合理安排工序銜接，與設(shè)計(jì)院及甲方隨時(shí)保持溝通。全體施工及管理人員在厚板年修期間夜以繼日奮戰(zhàn)在現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)揚(yáng)“大干一百天”拼搏精神，精誠(chéng)團(tuán)結(jié)、通力合作，克服了施工工期緊、施工人員不足等困難，提前完成了全部安裝工作內(nèi)容，順利送電并開通網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控視頻系統(tǒng)。

——摘自“鐵諾咨詢網(wǎng)”