冷轧带钢表面白色缺陷成因与控制

Total No.299总第299期
2020年第11期HEBEI METALLURGY2020,Numbrr11冷轧带钢表面白色缺陷成因与控制
王田惠，吕超杰，王风强，程帅
（河钢集团邯钢公司技术中心，河北邯郸05601）
摘要：利用电镜和能谱分析手段对I带钢退火后表面出现的白色缺陷的位置分布、微观形貌及成分进
行了分析，并根据分析结果，将白色缺陷分为点、线、面3类。

详细分析了每类缺陷产生的工序及原因,
并提出了相应的控制措施。

实施后，因表面白色缺陷而降级的冷轧带钢明显减少。

关键词：冷轧;I钢；带钢表面；白色缺陷；点状；线状；片状
中图分类号:TG142.2文献标识码:B文章编号：1006-5008（2020）11-0062-05
doi：10.23630/ki.13-112.2020.2115
CAUSES AND CONTROL OF
SURFACE WHIZE DEFECTS OF COLD ROLLED STRIZ
Wang Tia/hui,Lv Chaojie,Wang Fecgqia/g,Checg Shuai
(Technical Cectar of HBIS Group Hansteai Company,Handan,Hebei,056015) Abstract：The position distriVution,micro morphology and composition of white defects on the serfacc of IF
strip after annealing was analyzeC by SEM and ecerpy disyersive seactroscopy.AccorPing to the analysis re-
selts,the white defects were diviVeC into three tyyas:point,line and serfacc.The process and censes of va-
Pety defects are analyzeC in detail,and the correseonding control measeras are put forwarP.After the imple­
mentation,the degcdation number of cold rolled strip due to white serfacc defects is significebtly reduced.
Key Word::cold rolling；IF steel；strip serfacc；white defect；seot；linear；sheet
0引言
随着家电和汽车工业的发展，对钢板表面质量的要求也越来越高［-3］。

常用的I钢冷轧板，由于缺陷经过了多道工序，导致最终表现形式复杂多样。

同时，部分成因不同的缺陷至最终工序表现出的宏观形貌特征极为相彳，这给表面质量的攻关工作带来了困难和挑战。

各生产厂家之间，炼钢厂与轧钢厂之间因为不清楚缺陷来源而相互推脱责任，甚至采取了一些盲目的措施，既影响了生产也浪费了大量的人力、物力和财力。

冷轧表面缺陷大致可分为常规缺陷和非常规缺陷两大类。

常规缺陷主要有擦伤、划伤、锈蚀、粘结等；非常规缺陷的种类则较多，最常见的有线、条、带、片状缺陷。

目前国内对线条状缺陷研究较多，概括为：气泡形成的线条状缺陷，呈黑色条状，且均伴
收稿日期：2020-05-1
作者简介：王田惠（189-），男，工程师，201年毕业于太原科技大学材料工程专业，现在河钢集团邯钢公司技术中心主要从事汽车板产品研发工作,E-mail:waagtiaahui@ 有起皮现象;夹杂形成的钢板表面线条状缺陷，在热轧板表面一般呈棕色条状；氧化铁皮压入形成的线条状缺陷，在热轧板表面的表现形式为麻坑；划伤形成的钢板表面线条状缺陷在热轧板表面一般呈棕色条状,和夹杂条状缺陷相似，但能谱分析含氧元素较高，不含夹杂元素［®。

对冷轧退火后的白色缺陷产生的及控施的研有道。

本文针对I带钢退火后表面出现的白色缺陷，从缺陷位置分布、微观形貌及成分角度，分析了缺陷产生的原因及机理,并提出相应改进措施，对提升冷轧板的生产合格率，提高生产稳定性,具有十分重要的现实意义。

1实验材料与方法
13实验材料
冷轧带钢表面白色缺陷样板取自河北某钢厂生产现场，通过全流程的跟踪取样，借助电镜、能谱分析手段，找出不同形貌或相似形貌下的正面及截面微观组织形貌特征以及能谱成分特点，结合宏观形貌分布规律，将缺陷分为点状、线状、片状，如图1所示。

河北冶金2020年第11期
(a) 1#点状缺陷 (b)2#线状缺陷 (c)3#片状缺陷
图1缺陷的宏观形貌
Fig. 1 Macroscopic 1.2 实验方法(1制取样：用线切割机分别在每个缺陷处截 取两块10 mm x 10mm 试样，编号为1#、2#、3#试样, 在扫描电镜下观察表面°
(2)
清洗：将制作好的试样用丙酮洗去
表 ，用酒精擦拭干净，并用KQ -50型 ：波清洗器进一步清洗，然后用吹 干°(3)电镜扫描：使用S -4800型场发射扫描电 子显微镜，在20〜80万倍放大倍数，50 |xA 分 彳
rphology of defects
的 ，结合EDS 能谱分析缺陷成分、确定缺陷
表
质的成分°
2
实验结果与分析
22点状缺陷
2.1. 2微观分析
点状缺陷在带钢头尾100 m 出现频率较高，上
下表面均有分布，且
较多，呈彗星 入，单
个存在，长度3〜6 mm ,对 处取样分析，结果如
图2所示°
图2点状缺陷显微组织与能谱分析
Microstrycture and everoy syectrym analysis of point defects
Fng 2由图2可以看出，该缺陷显微组织为典型的海 绵铁形貌，能谱分析结果显示 处主要含有铁和
元素°结合形
，判断该 热轧生产过
程中形成的 铁 入 °
2.1.2成因分析
在一个轧制周期内工作D 的表面状态不断发生
变化，这种轧车昆表面温度的周期性变化,使轧车昆表面
产生 和因表层热疲劳产生表 ，在
轧 期， 钢 铁 发生
对较高， 所
降低轧车昆
钢之间的 摩擦和温差，对控制工
车昆表 态 有利2
上减少：缺
陷的几率⑺8。

总第299期HEBE 【YEJIN
通过反查热轧控制情况，发现生产期间轧车昆表 面有 （图3）,尤其是F 2〜F5,轧 程中表面未去除干净的二次氧化铁皮“嵌入”带钢表面，在随
后进行的冷轧中形成点线 星尾形貌的氧化
局部受损产生彗星状凹坑，将三次氧化铁皮或精轧 铁皮。

工作辐
图3工作车昆磨损导致的车昆面粗糙
Fig. 3 Roll sorfaca roughness cevseb by rollee wearing
2.2线状缺陷
2.2.C 微观分析线状缺陷分布在带钢表面的任意部位，但以焊
较多，呈白线状，与轧 平行，有单
条或多条，单个线状缺陷纵 0.3〜3 m 。

对
所取
进行能谱分析。

能谱分析结果显示，无氧化铁残留或还原后的
海绵铁组织2 铁存在，基体存在损伤，毛化坑
部分破损，如图4所示；划伤缺陷宽展20〜30 |xm,
2-5 ^m ,划伤
轮 滑，为轧前冷
态热卷划伤，如图5所示。

图4线状缺陷试样能谱分析结果
Fig. 4 Energy syectrum analysis eesolts of sample with linear defeat
河北冶金2020年第11期
图5线状缺陷试样截面分析结果
Fig.3Cross section analysis reselts of sample with linear defect
2.2.2成因分析
线状缺陷为冷态热卷被机械划伤所致，主要原
因有3种：一是热轧穿带、甩尾失张的，因规
格或浪形问题偶发的、打折、刮伤问题；唯
垛的擦伤；三运环节的⑨心。

头伤如图6所示。

2.3片状缺陷
2.3.3微观分析
片状缺陷分布在带钢下表面，缺陷位置固定，板
宽位置固期性分布，深浅不一，4拖
，在混有白色胶块。

对所取冷硬缺陷试样进行分析，结果如图7所示。

图6头尾剛蹭伤缺陷Fig.2Heab and tail scratch defect
谱图3
Fe
00.51 1.52 2.53 3.54 4.55 5.56 6.577.5满量種507cts光标:0.012(350cts)_____________________keV
图7分结
Fig.2Eneryy spectrvm analysis reselts of sample with sliver defect
缺陷在冷硬退火前的带钢缺陷处无氧化铁皮结构，能谱显示有碳、氧、氮、铁等元素，缺陷处碳元素的含量很高，上是铁元素，局部有氧、氮元素。

酸轧生产过程不在纯碳气氛中进行,不使用含有游元素的溶液介质4钢■成分元素没有如此高的；微观表
!第299期HEBE【YEJIN
状，未形成正常表面的毛化坑。

2.3.2成因分析
经过实际跟踪和检验并结合缺陷表面存在碳残留的情况，可以对缺陷的成因彳如下推断:胶辐与带钢接触性行走过程中的摩擦造成的脱胶缺陷，这类辐子的材质是聚氨酯材料，聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯，是分子结构中含有NHCOO一单元的高分子化合物，其成分与能谱分析结果一致[11•12]o
造成胶辐与带钢接触性摩擦的原因有3个：一是热轧钢卷上酸轧线温度过高(三70C)；二是胶辐表面脱胶；三是热轧带钢板形存在中浪，胶辐转向不灵活。

5整改措施
借助大量的取样与分析工作，对不同缺陷的形貌特征及元素分布有个全面深入地了解。

根据不同缺陷的产生特点，定位至关键控制点与关键设备，具体如下：
(1点状缺陷
①保证上机轧辐的表面质量、辐型曲线等达到规定要求。

②精轧、卷取入口导板磨损深度不超过5mm,无结瘤物和焊补残渣存在。

③全线辐道运转良好，不允许有卡阻D,整个输出辐道自由辐总数不能超过3根，不允许有连续两根或两根以上自由辐。

④F6和F7工作辐不得有辐印、走刀痕。

⑤保证精轧机架间冷却水、F2-F4轧制润滑油正常使用，开启F5F2下板带冷却水，减少轧辐磨损和三次氧化铁皮形成。

(2)线状缺陷
①加强对接触板面辐的点检维护，及时检查和清理生产线设备中的异物。

②加强出口开卷检查频次，每3个大卷检查一次，做好记录,避免批量性划伤缺陷。

③热卷在原料库单层放置,禁止摞二层巻，需热轧提前标识好试验卷。

④按照操作要求进行捆带剪切和抽取，避免托辐旋转可能造成的挫伤。

⑤按照生产要求,头尾剪切刀数M8刀，如步进梁已发现缺陷，增加剪切刀数保证缺陷切除。

(3)片状缺陷
①保证热卷降温时间，建议钢卷冷却至少5天,再予以酸轧排产，并测量上线卷卷温，留存文字记录,严格控制上线卷温度W70C。

②生产前逐一确认在线辐的转动及表面情况。

③挤干辐、转向辐等胶辐严格按周期进行更换,通过日常点检检查磨损严重胶辐。

4实施效果
通过上述措施的实施，冷轧高表面【F带钢合格率显著提高。

205年冷轧高表面IF钢共计产出30216 I,攻关前，205年全年白色缺陷降级率14.8%，单月最高降级率25%；攻关后,201/年全年白色缺陷降级率平均7.0%，单月降级率6%。

201/年累计减少白色缺陷带出品2205t,按合同售价与现货差价500元计算，全年挽救损失2205 x500=110万元，上述措施实施效果显著。

5结论
通过分析冷轧带钢表面白色缺陷形成原因和机理，提高了常见缺陷的识别准确性，为整改措施的制定提供了有利的参考。

同时减少了因同类原因所造成的降级。

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