LCAK钢酸洗后表面_山水画_缺陷产生的原因及机理_徐海卫

ＤＯＩ：１０．１３２２８／ｊ．ｂｏｙｕａｎ．ｉｓｓｎ１００６－９３５６．２０１４０１７５
ＬＣＡＫ 钢酸洗后表面“山水画”缺陷产生的原因及机理
徐 海 卫１， 于 洋１， 王 畅１， 刘 李 斌１， 王 林１， 陈 瑾２
（１．首 钢 技 术 研 究 院 薄 板 研 究 所 ，北 京 １０００４３； ２．首 钢 股 份 有 限 公 司 迁安钢铁公司技术质量部，河北 迁安 ０６４４０４）
（１．Ｓｈｅｅｔ Ｍｅｔａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｈｏｕｇａｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｑｕａｌｉｔｙ，Ｓｈｏｕｇａｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｑｉａｎ’ａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｑｉａｎ’ａｎ ０６４４０４，Ｈｅｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）
作 者 简 介 ：徐 海 卫 （１９７８— ），男 ，博 士 ，高 级 工 程 师 ； Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｕｈａｉｗｅｉ１９７８＠１６３．ｃｏｍ； 收 稿 日 期 ：２０１４－０６－０５
第５期
徐海卫，等：ＬＣＡＫ 钢酸洗后表面“山水画”缺陷产生的原因及机理
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手，结合现 场 的 工 艺 实 际，明 确 了 ＬＣＡＫ 钢 种 “山 水 画”缺陷形成的机理，提出了系统的控制措施。
１．２ 酸 洗 时 间 对 “山 水 画 ”的 影 响 为 了 进 一 步 分 析 酸 洗 时 间 对 “山 水 画 ”缺 陷 的 影
响，针对 ＳＰＨＣ 热卷试样进行了模拟酸洗试验。 所 采 用 的 酸 液 是 １∶１ 的 盐 酸 水 溶 液 ，进 行 常 温 电 解 酸 洗。对于出现“山水 画”表 面 缺 陷 的 样 品，采 用 延 长 酸洗时间的方法进 行 不 同 酸 洗 时 间 的 观 察，腐 蚀 时 间分别为１０～２０ｍｉｎ。 从 图 ３ 可 以 看 出，该 种 缺 陷 采取延长酸洗时间的方法无法消除。
１ “山水画”缺陷的表现及影响
１．１ “山 水 画 ”缺 陷 特 征 “山水画”缺 陷 主 要 为 热 轧 ＬＣＡＫ 带 钢 经 酸 洗
后表现出来的 一 种 表 面 缺 陷 （图 １），而 热 卷 表 面 并 未存在明显的异 常。 不 同 钢 种、规 格 的 热 轧 卷 经 酸 洗 后 “山 水 画 ”均 有 存 在，其 ＬＣＡＫ 钢 （尤 其 是 ＳＰＨＣ）“山水画”最严重，在 带 钢 表 面 分 布 面 积 也 最 广。当“山水画”较 为 严 重 时，连 退 成 品 上 仍 然 可 以 观 察 到 “山 水 画 ”缺 陷 ，产 品 用 于 家 电 、汽 车 等 外 板 使
（ａ）酸 洗 １０ｍｉｎ 后 ； （ｂ）酸 洗 ２０ｍｉｎ 后 。 图 ３ 酸 洗 时 间 对 “山 水 画 ”的 影 响
Ｆｉｇ．３ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｐｉｃｋｌｉｎｇ ｔｉｍｅ ｏｎ ｔｈｅ“ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｐａｉｎｔｉｎｇ”ｄｅｆｅｃｔ
２ “山水画”缺陷的形成机理
２．１ “山 水 画 ”微 观 特 征 分 析 采用 ＳＥＭ 对 “山 水 画 ”缺 陷 进 行 微 观 分 析，结
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中国冶金
第 ２５ 卷
（ａ）宏 观 ； （ｂ）微 观 。 图 ４ “山 水 画 ”缺 陷 微 观 组 织 形 貌 Ｆｉｇ．４ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ “ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｐａｉｎｔｉｎｇ”ｄｅｆｅｃｔ
表 １ 缺 陷 面 扫 描 分 析 情 况 （质 量 分 数 ）
Ｔａｂｌｅ １ Ｓｕｒｆａｃｅ ｓｃａｎｎｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｆｅｃｔ ％
图 ５ “山 水 画 ”缺 陷 的 厚 度 测 量 Ｆｉｇ．５ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｆｅｃｔ

图 ６ “山 水 画 ”缺 陷 的 截 面 观 察 Ｆｉｇ．６ Ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｆｅｃｔ
“山水画”缺陷截面微观组织的能谱（表 ２）分 析 可 见 ，缺 陷 处 氧 质 量 分 数 较 高 ，存 在 明 显 的 铁 皮 残 留 及压入痕迹，同时在 膜 状 物 质 与 基 体 的 界 面 处 也 发
用时，无法满足 客 户 要 求。 尤 其 是 当 客 户 采 用 电 镀 锌 工 艺 处 理 后 ，此 种 缺 陷 显 现 明 显 ，严 重 影 响 产 品 的 外 观 质 量 （图 ２）。
图 １ 热 卷 酸 洗 后 “山 水 画 ”缺 陷 形 貌 Ｆｉｇ．１ Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ｏｆ “ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｐａｉｎｔｉｎｇ”ｄｅｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ
Ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎｄｕｃｉｎｇ＂ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｐａｉｎｔｉｎｇ＂ ｄｅｆｅｃｔ ｏｎ ｓｔｒｉｐ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ＬＣＡＫ ｓｔｅｅｌ ａｆｔｅｒ ｐｉｃｋｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ
ＸＵ Ｈａｉ－ｗｅｉ １， ＹＵ Ｙａｎｇ１， ＷＡＮＧ Ｃｈａｎｇ１， ＬＩＵ Ｌｉ－ｂｉｎ１， ＷＡＮＧ Ｌｉｎ１， ＣＨＥＮ Ｊｉｎ２
故 称 之 为 “山 水 画 ”缺 陷 。 此 类 缺 陷 在 上 游 工 序 生 产 的 热 卷 产 品 中 未 曾 有 反 馈 ，缺 陷 原 因 亟 待 查 明 。 梅 钢 研究发现，冷轧原料板酸洗后的发黑附着物为热轧原 料压入过深的氧化物，酸洗发黑的主要原因是破鳞效 果 不 好 、酸 液 的 浓 度 和 生 产 速 度 未 控 制 恰 当 。 宝 钢 针 对ＩＦ钢镀锌后的“丝斑”缺陷进行了研究，分析 指出 其产生原因主要由于ＩＦ 钢相变点较高，在精轧 机架 间，如果封水效 果 不 好 ，导 致 带 钢 表 层 温 度 过 低 进 入 双相区 ，形成铁 素 体 区 变 形 ，最 终 导 致 混 晶 的 组 织 变 化 和 镀 锌 丝 斑 的 特 征［２－３］。 武 钢［４］在 研 究 热 轧 酸 洗 板 表 面 存 在 暗 黑 色 的 条 纹 时 发 现，发 黑 的 部 位 较 为 毛 糙，其形成主要与氧化铁皮厚度的均匀性以及氧化铁 皮与基体的结合状态；通过使用工艺润滑等技术条件 可以予以改善［５］。而本文 从“山 水 画”的 微 观 分 析 入
谱图
谱 图 ３ 谱 图 ４ 谱 图 ５ 谱 图 ６ 谱 图 ７
Ｏ ３．９１ ５．１６ ５．６１ ４．１２
Ａｌ ０．７３
Ｃａ ０．５９
Ｆｅ ９６．０９ ９４．８４ ９３．８１ ９５．１５ １００．００
针 对 酸 洗 后 出 现 的 “山 水 画 ”表 面 缺 陷 的 截 面 试 样 分 析 如 图 ５ 及 图 ６ 所 示 。 “山 水 画 ”缺 陷 的 截 面 形 貌 类 似 一 个 山 包 ，中 间 峰 值 厚 度 约 ３．１８μｍ。
摘 要：针对热轧低碳铝镇静（ＬＣＡＫ）钢酸洗后表面的“山 水 画”缺 陷，通 过 模 拟 酸 洗 分 析、微 观 结 构 分 析、生 产 关 联性因素分析等手段，研究了其产生机理及消除措施。研究结果表明，延长酸洗 时 间 对 该 缺 陷 无 明 显 改 善 ；该 缺 陷 本质为酸洗后黏附于带钢表面的疏松、多孔、凹凸不平的 残 留 氧 化 铁 皮 膜 状 物 质 ；该 膜 状 物 质 的 形 成 与 Ｒ２ 可 逆 轧 机除鳞不彻底密切相关。在机理研究的基础上，制定了 热 轧 工 艺 控 制 及 除 鳞 系 统 优 化 方 案 ，有 效 避 免 了 ＬＣＡＫ 钢 酸 洗 后 表 面 出 现 的 严 重 “山 水 画 ”缺 陷 。 关键词：“山水画”缺陷；除鳞；ＬＣＡＫ 钢；热轧；工作辊表面 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００６－９３５６（２０１５）０５－０００６－０５
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ“ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｐａｉｎｔｉｎｇ”ｄｅｆｅｃｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｏｎ ｔｈｅ ｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇ ｓｔｒｉｐ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ＬＣＡＫ ｓｔｅｅｌ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｐｉｃｋｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｔｈｉｓ ｄｅｆｅｃｔ ｗａｓ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｗｉｔｈ ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｐｉｃｋｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｒｅｌｅ－ ｖａｎｔ ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｏｂｓｅｒｖｉｎｇ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｅｆｅｃｔ ｗａｓ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｐｏｒｏｕｓ ａｎｄ ｒｏｕｇｈ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｉｒｏｎ ｓｃａｌｅｓ ａｄｈｅｒｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｔｒｉｐ ｓｕｒｆａｃｅ．Ｏｂｖｉｏｕｓ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｕｌｄ ｎｏｔ ｂｅ ｆｏｕｎｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｐｒｏｌｏｎｇｉｎｇ ｔｈｅ ｐｉｃｋｌｉｎｇ ｔｉｍｅ．Ｉｎ ｆａｃｔ，ｔｈｅ ｆｉｌｍ－ｌｉｋｅ ｉｒｏｎ ｓｃａｌｅ ｗａｓ ｓｔｒｏｎｇｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｐｏｏｒ ｄｅｓｃａｌｉｎｇ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅ－ ｖｅｒｓｉｎｇ ｒｏｌｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｒ２ｍｉｌｌ．Ｐｒｏｐｅｒ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｒｏｕｇｈ ｄｅｓｃａｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｇｉｖｅｎ，ａｎｄ ｓｅｒｉｏｕｓ ｌａｎｄｓｃａｐｅ－ｌｉｋｅ ｄｅｆｅｃｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ａｖｏｉｄｅｄ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：“ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｐａｉｎｔｉｎｇ”ｄｅｆｅｃｔ；ｄｅｓｃａｌｉｎｇ；ＬＣＡＫ ｓｔｅｅｌ；ｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇ；ｗｏｒｋｉｎｇ ｒｏｌｌｅｒ ｓｕｒｆａｃｅ
果表明：“山 水 画”缺 陷 在 ＳＥＭ 下 表 现 为 二 次 电 子
信 号 较 强 的 白 亮 区 域 ，将 白 亮 部 位 放 大 观 察 ，发 现 此 处除正常基体晶粒 外，表 面 多 处 黏 附 一 层 凸 凹 疏 松 多孔的膜状物质。 通 过 对 缺 陷 部 位 进 行 面 扫 描，发 现缺陷部位主要是 氧 元 素 偏 多，其 次 存 在 微 量 的 铝 和 钙 （图 ４、表 １）。