典型鍍鋅鍍錫板材缺陷分析

蘇月艷

（沙鋼集團理化檢測中心，江蘇 張家港 215625）

熱鍍鋅、錫板具有良好的耐蝕性和裝飾性，被廣泛應(yīng)用于建筑、家電、汽車等領(lǐng)域。由于熱鍍鋅、錫板生產(chǎn)流程長、各生產(chǎn)線的工藝和設(shè)備存在差異，難以避免表面缺陷的產(chǎn)生，需要鋼廠對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各種缺陷進行系統(tǒng)的研究和分類總結(jié)，不斷補充和完善控制措施，提高產(chǎn)品的質(zhì)量控制水平[1-2]。

本文利用（EVO MA18）掃描電鏡、（AZtec）能譜分析儀對鍍鋅、錫薄板缺陷進行系統(tǒng)性分析，區(qū)分缺陷類型，為解決實際生產(chǎn)問題提供有效理論依據(jù)。

1 實驗方法

在板材缺陷處截取適當大小的樣品，采用超聲波清洗儀去除樣品表面油污等附著物，用鹽酸試劑清除表面涂層，噴灑無水乙醇，用吹風機快速吹干樣品表面，樣品制備完成。利用鎢絲掃描電鏡（EV0 MA18）觀察板材缺陷的微觀形貌，利用能譜分析儀(AZtec)對缺陷處進行成分分析。

2 檢驗結(jié)果

2.1 鍍鋅板表面白條缺陷分析

2.1.1 宏觀特征

該缺陷在鍍鋅成品卷的上下表面均有出現(xiàn)，沿軋向斷續(xù)隨機分布，頻閃儀下明顯可見，常光下側(cè)光可見，筆直線狀，呈白色；脫去鋅層后基板表面對應(yīng)處可見灰黑色細線（圖1—2），圖片圓形區(qū)域內(nèi)為退鋅后的缺陷處形貌。

圖1 宏觀缺陷形貌（1）

2.1.2 微觀分析

缺陷區(qū)域內(nèi)聚集著沿軋向分布并嵌入基體的小顆粒（單個尺寸10～20μm）（圖3），能譜分析成分為氧化鋁顆粒（表1）。

表1 氧化鋁夾雜成分表

圖2 宏觀缺陷形貌（2）

圖3 夾雜能譜形貌

2.2 鍍錫板針孔缺陷分析

2.2.1 宏觀特征針孔狀缺陷的宏觀特征為無規(guī)律隨機分布在整個板面，針孔細小，肉眼觀察不清晰（圖4）。

圖4 針孔型缺陷

2.2.2 微觀分析

夾雜引起的針孔：能譜分析夾雜主要成分為Al、Ca、O（表2、圖5）。

圖5 針孔型孔洞

表2 針孔形孔洞夾雜成分表

2.3 鍍鋅板異物壓入形孔洞缺陷分析

2.3.1 宏觀特征

壓入物隨機出現(xiàn)在板寬不同位置，呈條帶狀短距離分布（圖6）。

圖6 異物壓入形孔洞

2.3.2 微觀分析

能譜分析壓入的顆粒物僅含F(xiàn)e、C元素，無異常成分。壓入顆粒金相組織較正常處金相組織明顯細?。▓D7—8、表3）。

表3 壓入顆粒成分表

圖7 壓入物金相

圖8 壓入物電鏡形貌

2.4 鍍錫板串狀孔洞缺陷分析

2.4.1 宏觀特征

孔洞呈串沿軋制方向成條帶狀分布，大小不一，孔洞處無起皮（如圖9—10）。

圖9 串狀孔洞（1）

2.4.2 微觀分析

由夾雜引起的串狀孔洞微觀孔洞處存在較多小疤塊，無起皮形貌，上下表面孔洞尺寸大小基本一致。夾雜主要成分：Cr、Ni、Ti、O、Co、W（圖11—12、表4—5）。

表4 串狀孔洞夾雜成分表（1）

圖11 串狀孔洞（3）

2.5 鍍鋅板翹皮形孔洞缺陷分析

2.5.1 宏觀特征

孔洞處單面起皮，沿軋制方向縱向延伸，剝離表面起皮能清晰觀察到隔層處灰色氧化物（圖13）。

圖10 串狀孔洞（2）

圖12 孔洞處夾雜

表5 串狀孔洞夾雜成分表（2）

圖13 起皮孔洞形貌

2.5.2 微觀分析

翹皮形孔洞單面存在起皮分層形貌，孔洞存在于起皮缺陷處，上下表面孔洞尺寸基本一致，能譜分析有氧化鐵皮（圖14、表6）。

表6 起皮處成分表

圖14 起皮處組織

3 分析與討論

（1）由試驗結(jié)果可以分辨鍍鋅、錫板材的缺陷主要類型有：①樣品表面存在夾雜導(dǎo)致的鍍鋅板表面白條缺陷。②樣品表面存在夾雜導(dǎo)致的鍍錫板表面針孔缺陷。③異物壓入導(dǎo)致的鍍鋅板表面孔洞缺陷。④夾雜引起的小疤塊導(dǎo)致的鍍錫板表面串狀孔洞缺陷。⑤表面翹皮型孔洞缺陷。

（2）鍍鋅板生產(chǎn)工藝追溯。白條缺陷判次卷出自1#機白班開澆的澆次，該澆次共生產(chǎn)11爐，存在異常如下：①2個流均存在換水口頻繁的情況，1流相比2流更嚴重，反映出鋼水潔凈度差、夾雜多。②RH到站溫度偏低，平均到站溫度1 593℃，每爐吹氧升溫，對鋼水潔凈度不利。③轉(zhuǎn)爐出鋼渣面脫氧劑加入量不規(guī)范，不利于頂渣氧化性持續(xù)控制在低水平，導(dǎo)致鋼水一定程度的二次氧化。

4 結(jié)論及措施

（1）利用掃描電鏡及能譜分析儀進行鍍鋅、錫板的表面缺陷分析，清晰分辨缺陷的形貌特征，區(qū)分缺陷主要為5種類型：白條缺陷、針孔缺陷、異物壓入導(dǎo)致的孔洞缺陷、夾雜小疤塊導(dǎo)致的孔洞缺陷和表面翹皮導(dǎo)致的孔洞缺陷。

（2）通過優(yōu)化精煉工藝，提高鋼水的潔凈度，減少鋼液中夾雜物的數(shù)量，從而有效控制由夾雜物產(chǎn)生的鍍鋅、錫板表面白條、針孔、孔洞缺陷。

（3）優(yōu)化軋制工藝，改善軋制潤滑狀態(tài)，控制鋅灰和鋅渣的產(chǎn)生并及時清除，增加軋輥表面質(zhì)量的檢查頻次，從而改善由異物壓入、表面翹皮導(dǎo)致的孔洞缺陷。