SPHC-DN冷軋板條帶狀起皮缺陷分析

曹艷 鄧鳳芝 李蘭輝 諶小峰

（唐山燕山鋼鐵有限公司（技術(shù)部），河北 遷安 064400）

從2019年3月到5月，某公司使用我公司生產(chǎn)的SPHC-DN卷板時(shí)出現(xiàn)條帶狀起皮缺陷，用手觸摸有手感，缺陷呈青灰色，造成客戶切廢13.6噸，影響客戶成本。此種缺陷反饋比較頻繁，主要集中在SPHC-DN等要求較高的冷軋料上，考慮到此鋼種產(chǎn)量較高，且一般為長(zhǎng)期重點(diǎn)客戶，因此解決此類問題的重要性日益明顯。導(dǎo)致卷板出現(xiàn)此類缺陷的原因很多，例如冷軋或者熱軋過程中的劃傷、異物壓入，鑄坯的裂紋、氣泡和夾雜等均有可能造成此種缺陷。為避免同樣的問題再次發(fā)生，本文章通過金相、電鏡等手段，最終確定了產(chǎn)生此類缺陷的原因，并制定了相應(yīng)的預(yù)防措施，防止后續(xù)再次發(fā)生。

一、缺陷宏觀形貌

（一）缺陷形貌

通過客戶反饋的缺陷實(shí)物來看來看，SPHC-DN熱軋卷板出現(xiàn)較長(zhǎng)且較規(guī)則的條帶狀起皮缺陷，缺陷呈青灰色，總體缺陷寬度較穩(wěn)定，長(zhǎng)度方向上斷斷續(xù)續(xù)出現(xiàn)，部分位置已經(jīng)脫落。與客戶溝通此種缺陷在冷軋過程中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)度和寬度方向上均無規(guī)律。用手觸摸頭凹凸不平的感覺。

（二）生產(chǎn)情況調(diào)查

1.煉鋼廠生產(chǎn)情況。轉(zhuǎn)爐方面：為2月23日3#轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)，工藝為700S拉碳工藝，其余未發(fā)現(xiàn)異常；RH方面：鋼包渣厚記錄為150mm,軟吹時(shí)間為8分鐘，?？吹痛盗髁空！＿B鑄方面：為我公司4#鑄機(jī)生產(chǎn)，為熱換第一爐，拉速有波動(dòng)，工藝為RH，此爐中包溫度共計(jì)測(cè)量四次分別為1556℃、1565℃、1569℃、1570℃、，拉速有波動(dòng)全程分別為0.7m/min、1.35 m/min、1.35 m/min，液位波動(dòng)較大。

2.熱軋廠生產(chǎn)情況。異議卷于2019年2月24日生產(chǎn)，終軋和卷取溫度正常，經(jīng)查表檢，此卷129米處存在長(zhǎng)條夾雜缺陷，其他部位存在小點(diǎn)狀?yuàn)A雜缺陷，點(diǎn)數(shù)未超出我公司下發(fā)的《表面質(zhì)量判定標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定30點(diǎn)的要求，長(zhǎng)條夾雜考慮不嚴(yán)重，因此協(xié)調(diào)發(fā)貨。

二、宏觀、顯微以及能譜分析

對(duì)缺陷部位進(jìn)行剪切呈寬度為3厘米的試樣，冷軋板一表面有條帶狀缺陷。顯微觀察：同時(shí)取缺陷的橫向和縱向兩個(gè)方向用顯微鏡檢驗(yàn)缺陷形貌，在缺陷部位取截面試樣觀察，缺陷平行于板面分布，深度為0.01mm，寬度4mm。垂直缺陷觀察，形成皮下開裂，裂紋內(nèi)部有夾雜(渣)存在，侵蝕后觀察組織為冷軋組織。

為定性夾雜物具體成分，利用ZISS廠家的SEM顯微鏡掃描缺陷部分，發(fā)現(xiàn)Ca、O、Fe、C、Na、Zr、Mg等元素，經(jīng)分析為侵入式水口蓄渣連同保護(hù)渣等夾雜進(jìn)入鋼水中。能譜分析結(jié)果詳見表1。

從缺陷形貌尺寸特征以及能譜分析的定量檢測(cè)結(jié)果推斷該表面起皮缺陷處的夾雜種類為FeO、SiO2，Al2O3及CaO等構(gòu)成的非金屬夾雜物的混合物，并含有K，Na、Zr等元素（保護(hù)渣和浸入式水口成分）。

表1 夾雜物化學(xué)成分

三、原因分析

經(jīng)過對(duì)缺陷的宏觀表現(xiàn)形式，當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)情況，金相和電鏡檢驗(yàn)結(jié)果，由于Zr、Na和F元素只有在侵入式水口和保護(hù)渣中才出現(xiàn)，確定為水口堵塞物和保護(hù)渣共同形成的夾雜物，其中堵塞物成分FeO、SiO2，Al2O3及CaO，其來源較為廣泛，轉(zhuǎn)爐和精煉工序均有可能產(chǎn)生。在澆注過程中由于為熱換第一爐，開澆時(shí)由于拉速的變化（0.7 m/min到1.35m/min），保護(hù)渣潤滑效果不好，水口堵塞物和保護(hù)渣隨著液面波動(dòng)卷入到鋼水中，澆注過程中被卷入鑄坯內(nèi)部，因此在鑄坯生產(chǎn)環(huán)節(jié)不易觀察到，而在熱軋環(huán)節(jié)中，隨著規(guī)格的減薄（由鑄坯230mm到3.0mm）,夾雜物在表面充分暴漏，因此在表面檢測(cè)儀上發(fā)現(xiàn)聚集夾雜物的殘留。

冷軋過程中進(jìn)一步減薄到0.4mm,缺陷進(jìn)一步得到延展，缺陷宏觀開始變得規(guī)則，極易與劃傷混淆，夾雜物暴漏在空氣中，形成起皮類缺陷，造成產(chǎn)品質(zhì)量不合格或者等次下降影響生產(chǎn)效能。

四、預(yù)防措施

（一）轉(zhuǎn)爐方面：利用好700S倒?fàn)t和副槍提高一次拉碳命中率；為RH提供溫度在1595℃，P成分在0.020%及以下的鋼水的鋼水。

（二）RH方面：調(diào)整配成分時(shí)機(jī)，確保凈循環(huán)時(shí)間；利用頂渣改質(zhì)和吹氬工藝，促進(jìn)夾雜物上浮和吸附，確保吹氬時(shí)間。

（三）連鑄方面：落實(shí)保護(hù)澆注措施，減少二次氧化，保證鋼水純凈度；嚴(yán)格控制澆注過程吹氬流量，避免結(jié)晶器液面出現(xiàn)大幅翻動(dòng)；對(duì)于開機(jī)熱換第1支和拉速波動(dòng)超過5mm及以上的鑄坯優(yōu)先降判SPHC；

（四）發(fā)貨方面：嚴(yán)把發(fā)貨質(zhì)量關(guān)，將點(diǎn)數(shù)超過30點(diǎn)的夾雜內(nèi)部進(jìn)行降判處理，避免引起客戶提出質(zhì)量異議。

五、結(jié)論

冷軋出現(xiàn)帶狀起皮的主要原因?yàn)閺?fù)合型夾雜物的卷入，金相和電鏡顯示結(jié)果為保護(hù)渣和水口堵塞造成。在熱換第一爐等拉速波動(dòng)的爐次易于產(chǎn)生，結(jié)合煉鋼廠穩(wěn)定液面控制，避免卷渣，同時(shí)加大此鋼種的表面檢查力度，確保此鋼種各項(xiàng)參數(shù)達(dá)標(biāo)，防止缺陷產(chǎn)品外發(fā)。