电工钢退火炉陶瓷辊结瘤原因分析及改进措施

电工钢退火炉陶瓷辊结瘤原因分析及改进措施

李庆胜

(宝钢股份公司 冷轧厂,上海 200941)

摘要:分析了宝钢1550电工钢连续退火涂层机组退火炉陶瓷辊结瘤的原因是带钢表面的氧化物颗粒和铁屑带入炉内,在高温还原性气氛下和陶瓷辊的辊面相互作用,并在其它各种因素的影响下产生的。针对结瘤的机制采取了相应措施,有效地解决了陶瓷辊结瘤问题。

关键词:陶瓷辊;结瘤;电工钢

中图分类号:TG333 2 文献标识码:B 文章编号:1008-0716(2004)03-0012-04

Cause Analysis of Ceramic Roll s Pick up for

Silicon Steel Annealing Furnace and Measures for Improvement

L I Qing sheng

(Baosteel Cold Rolling Mill,Shanghai200941,China)

Abstract:It is dross pick ups on ceramic rolls of the annealing furnace for the1550silicon steel continuous annealing and c oating line that were caused by oxide particles and iron chips on surface of the strip brought into the furnace,and reacted with the surface of the ceramic rolls under the high te mperature and in reduced atmosphere,and influenced by all kinds of other factors.As appropriate measures have been taken,the proble m of pick ups on the surface of ceramic rolls has been successfully solved.

Key Words:Ceramic roll;Pick up;Silicon steel

1 前言

宝钢1550电工钢机组(SAC L)共有2条生产机组(1#SAC L、2#SACL),在生产中发生过大批量的带钢麻点和异物压入缺陷,尤其是每次定修开机后,情况更严重。这种缺陷的存在严重影响了绝缘涂层涂敷时的均匀性和板面的平整性,导致了产品绝缘不良和叠片不佳问题,因此全部判次处理,造成巨大损失。经过仔细分析检查发现,造成这种问题的原因是退火炉内加热段陶瓷辊面发生大面积结瘤引起的。SACL机组在初始设计安装时,退火炉炉辊分布的原则是:带钢温度大于600 的区域使用碳套辊,带钢温度小于600 的区域使用陶瓷辊。碳套辊使用至今,尚未发生辊面结瘤现象,而唯独陶瓷辊,特别是退火炉加热段部分的陶瓷辊(1#SACL机组主要为9#~14#炉辊;2#SAC L机组主要为5#~13#炉辊)发生了严

李庆胜 工程师 1971年生 1998年毕业于大连理工大学 现从事冷轧涂镀专业 电话 26646020重的结瘤现象。

SAC L机组陶瓷辊的编号有两种,即厂家编号为HG-311B(1#SACL中的8#~11#炉辊)的陶瓷辊和编号为LCo-56(1#SACL机组中的12#~ 14#炉辊)的陶瓷辊。HG-311B的组成成分主要为:Cr、Ti和Ta;LCo-56的组成成分为:CoCr Ta AlY+30%Al2O3。

在停机状态下,检查结瘤的陶瓷辊,其表面布满层层条状的铁皮样瘤状物。结瘤物一头大,一头小,长约10~15mm,宽约2~3mm,呈柳叶状,表面由于氧化而发蓝,可以利用利器层层剥落。图1为剥离的柳叶状瘤状物实物形貌。

2 陶瓷辊结瘤原因探讨

2.1 炉辊结瘤机制

炉辊结瘤主要有两种机制[1]:一种是高温时,带钢和辊子在相互滑动下,发生机械摩擦作用,带钢表面的氧化物、铁屑等在辊子表面还原和粘结聚集形成的;另一种机制是由于辊子本身磨损氧

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宝 钢 技 术 2004年第3期

图1 陶瓷辊面柳叶状瘤状物

Fi g.1 Willow leaf s haped pick up on ceramic rolls surface

化,辊子表面的氧化物附着聚集形成的。无论哪

一种结瘤机制,都经历了形成瘤核和聚集长大两个过程。聚集长大是一个层层累积的过程,因此表现在瘤状物的形貌上就出现了可以层层剥离的现象。当形成的瘤状物与辊面发生轻微的熔融、扩散和合金化现象后,部分瘤状物牢固粘附于辊面成为划伤和辊印的危害物,即前述的 麻点 缺陷;另一部分瘤状物熔融后脱落附着于带钢表面,成为所说的 异物压入 缺陷。2.2 试验分析

为了搞清1550SAC L 退火炉陶瓷辊的结瘤机制究竟为哪一种,以便相应地采取措施,对瘤状物利用金相分析、电子探针和能谱分析等方法进行了研究。

2.2.1 瘤状物的金相组织

沿瘤状物纵向剖开,经镶嵌、研磨和抛光制成金相样,结瘤物的金相组织见图2和图3。图2中左侧为结瘤物的外表面,外表面光滑;右侧为结瘤物的内表面,内表面粗糙。结瘤物内有弥散的氧化物颗粒。图3为两层结瘤物的剖面金相组织,

上下交界处氧化物颗粒较多。

图2 HG-311B 陶瓷辊面瘤状物金相组织

Fig.2 Microstructure of pick up on surface of HG 311B ceramic rolls

2.2.2 电子探针显微分析

(1)定性分析

图3 LC o 56陶瓷辊面瘤状物金相组织

Fig.3 Microstructure of pick up on

surface of LCo 56ceramic rolls

图4为结瘤物内表面的二次电子像(SEI)。从二次电子像上能观察到,结瘤物与陶瓷辊结合较好,利用利器剥离的瘤状物内表面明显带有陶

瓷辊辊面的材质(如Cr 、Y 、Ta 和Al 等元素)。

图4 结瘤物内表面SEI 显示

Fig.4 SEI photo of pick up s inner side

能谱定性分析结瘤物内表面成分,结果见图5、图6。从HG-311B 陶瓷辊上剥离的结瘤物内表面富集O 、Al 、Y 、Cr 、Fe 等元素,而从LCo-56陶瓷辊上剥离的结瘤物表面富集O 、Al 、Ta 、Cr 、Fe 等元素。

图5 HG-311B 结瘤物能谱定性分析

Fig.5 Energy spectrum q uali tative analysis

of HG-311B roll pick ups

(2)定量分析

扫描观察HG-311B 及LCo-56结瘤物的组织分别见图7和图8,结瘤物的基体中有弥散的析出物,应用电子探针分析结瘤物的基体及弥散

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