冷軋起皮是影響冷軋產(chǎn)品表面質(zhì)量的常見缺陷。冷軋起皮缺陷中大起皮缺陷通常與基體相連且皮下夾雜一般為偶發(fā)性的中包澆注紊流卷渣所致，該類缺陷占比極少，而絕大部分起皮缺陷為微小起皮缺陷。文章通過掃描電鏡、能譜分析、酸洗和冷軋實驗等方法對窄帶冷軋板表面產(chǎn)生的微小起皮缺陷進(jìn)行分析，并與相同材質(zhì)、表面質(zhì)量良好的寬帶鋼表面氧化鐵皮結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比，結(jié)合生產(chǎn)實際通過提高熱軋除鱗效果、規(guī)范熱軋換輥周期和控制普碳鋼氧含量等有效措施使微小起皮缺陷得到有效控制。

冷軋起皮是影響冷軋產(chǎn)品表面質(zhì)量的常見缺陷，引起表面起皮的因素可能來自于冶煉、熱軋和冷軋等工序[1]。某鋼廠生產(chǎn)普碳和Q08Al熱軋窄帶鋼時，一段時間內(nèi)下游冷軋后起皮缺陷率達(dá)5.59%，其中絕大部分為微小起皮缺陷，本文針對微小起皮缺陷進(jìn)行了系統(tǒng)檢測和對比分析，并結(jié)合生產(chǎn)實際提出了改進(jìn)措施，使微小起皮缺陷得到有效控制。

缺陷形貌特點

熱軋窄帶冷軋至約0.5 mm時出現(xiàn)微小起皮缺陷，呈形狀不規(guī)則的長條狀或塊狀翹皮缺陷，尺寸為長度100~300 μm、寬度幾十微米，其宏觀和微觀形貌見圖1和圖2，起皮缺陷大部分脫落，脫落后的小凹坑呈灰白色，個別的一端與基體相連，對應(yīng)熱帶上表面分布較多，下表面明顯較少，寬度和長度方向呈無規(guī)律沿軋向散布，冷軋窄帶越薄起皮缺陷越長；在目視無起皮缺陷的地方，用膠帶紙粘后撕下，會有亮晶晶的金屬微小物質(zhì)，說明起皮部分與基體結(jié)合力很低。

缺陷電鏡分析

在表面缺陷處切取試樣，在電鏡下觀察分析缺陷元素分布情況，由圖3背散射電子照片看出在缺陷處發(fā)現(xiàn)黑色點狀物，尺寸在5~10 μm，經(jīng)能譜分析是FeO，缺陷區(qū)域未發(fā)現(xiàn)非金屬夾雜物質(zhì)。

酸洗實驗

為了深入研究窄帶鋼與寬帶鋼表層氧化鐵酸洗去除效果，分別在室溫條件下在20%鹽酸溶液中分別浸泡1、3、5、10 min后，在掃描電鏡下觀察殘留氧化鐵皮及形貌，結(jié)果表明：

(1)熱軋窄帶鋼表層酸洗1 min殘留氧化鐵皮較高；酸洗3 min后，大部分氧化皮已去除，個別凸起部分做能譜分析仍有一定的氧含量；酸洗5、10 min，雖然有部分凸起但是經(jīng)過能譜分析全部為鐵，說明氧化皮已經(jīng)全部洗去。

(2)寬帶鋼酸洗1 min后僅看到很少量的疑似殘留氧化皮的附著物，而酸洗3、5、10 min后，幾乎已經(jīng)找不到任何疑似殘留氧化皮，說明氧化皮已經(jīng)全部洗去。

冷軋實驗

分別用手工稍微打磨窄帶鋼和寬帶鋼表層，模擬觀察不同氧化皮去除量后冷軋板表面質(zhì)量，各加工階段熱軋板厚度見表1所示。

打磨冷軋后用膠帶粘檢查表面質(zhì)量發(fā)現(xiàn)，打磨量較大時(約0.27 mm)，冷軋板表面未發(fā)現(xiàn)微小起皮缺陷；打磨量較小時(約0.18 mm)，用膠帶粘貼樣品依舊會出現(xiàn)白色的微小起皮缺陷，說明該微小起皮缺陷在鋼帶表層產(chǎn)生，與基體內(nèi)部鋼質(zhì)潔凈度無關(guān)。

綜合分析及控制

在生產(chǎn)過程檢查時發(fā)現(xiàn)的相關(guān)質(zhì)量問題有：①煉鋼生產(chǎn)普碳鋼時存在個別爐次鋼水脫氧不良，鑄坯皮下約3~13 mm存在微小針孔缺陷；②部分坯次熱軋除鱗效果差，氧化鐵皮壓入明顯；③立軋后去除氧化鐵皮鋼刷更換不及時，噴嘴堵塞嚴(yán)重且角度偏斜，產(chǎn)生的二次氧化鐵皮不能很好去除；④軋輥更換周期不規(guī)范等。

由發(fā)現(xiàn)的生產(chǎn)過程質(zhì)量問題，結(jié)合系統(tǒng)檢測中缺陷大部分與基體不相連、缺陷處無夾雜物質(zhì)、熱軋窄帶表面氧化鐵皮厚度不均且難酸洗等特點，綜合分析認(rèn)為該類微小起皮產(chǎn)生的主要原因：一是由于窄帶鋼在熱軋時二次氧化鐵皮去除不凈，檢測到部分氧化鐵皮嵌入鐵素體基體，在后續(xù)冷軋過程中剝落造成，冷軋窄帶鋼越薄剝落越明顯；二是由于鋼水脫氧不良造成的鑄坯針孔缺陷內(nèi)，由于針孔內(nèi)已氧化無法壓合，經(jīng)熱軋、冷軋后逐漸暴露，且窄帶鋼越薄越明顯。

根據(jù)上述分析制定了控制措施：①生產(chǎn)普碳鋼時，優(yōu)化不同鑄坯斷面寬度的鋼水氧含量控制標(biāo)準(zhǔn)并執(zhí)行，控制鑄坯皮下針孔缺陷；②專人負(fù)責(zé)熱軋除鱗水噴嘴的檢查與維護(hù)，確保除鱗水壓力符合工藝要求，保證熱軋除鱗效果；③及時監(jiān)控、維護(hù)好粗軋立軋輥后鋼刷及除鱗噴嘴實際工況，確保粗除鱗后產(chǎn)生的較厚二次氧化鐵皮被清除；④規(guī)范軋輥使用周期等。

結(jié)束語

(1)通過對起皮缺陷電鏡觀察、酸洗及冷軋對比實驗，并結(jié)合生產(chǎn)過程存在的相關(guān)質(zhì)量問題，綜合分析認(rèn)為產(chǎn)生該微小起皮缺陷的主要原因為熱軋氧化鐵皮嵌入基體組織中或鋼水脫氧不良、鑄坯皮下有微小針孔熱軋時未壓合，在冷軋受到外力作用時產(chǎn)生剝落。

(2)通過酸洗實驗發(fā)現(xiàn)，窄帶鋼表層氧化鐵酸洗去除相對難度比較大，不易酸洗；且窄帶鋼表面打磨量較小時冷軋后產(chǎn)生微小起皮缺陷，打磨量較大時冷軋表面質(zhì)量良好，由此可見該缺陷全部存在于鋼帶表層，與基體內(nèi)部鋼質(zhì)潔凈度無關(guān)。

(3)通過提高熱軋除鱗效果、規(guī)范熱軋換輥周期和控制普碳鋼氧含量等有效措施，該類微小起皮缺陷得到有效控制。

文章來源——金屬世界