冷軋特深沖鋼缺陷分析與控制

孫建衛

摘 要：針對冷軋特深沖用寬帶鋼生產中產生的缺陷進行了SEM分析，發現造成缺陷的主要原因是鋼中的夾雜物，為精煉吹氧過程和出鋼卷渣造成的。通過控制煉鋼入爐鐵水殘余元素含量、精煉吹氧制度、增加精煉時間、鋼渣改質等措施，有效降低了夾雜物含量，提高了冷軋帶鋼表面質量。

關鍵詞：冷軋特深沖用鋼；表面缺陷；夾雜物；卷渣；吹氧

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.033

1 引言

冷軋特深沖鋼具有良好的成形性能，可沖壓形狀復雜的零部件，廣泛應用于汽車、家電等行業。在冷軋特深沖鋼的生產過程中，尤其是0.5mm以下的薄鋼帶，會出現軋制孔洞及沖壓開裂等問題，降低了產品成材率和沖壓合格率。本文就工業生產中發現的該類問題進行研究分析，找出產生缺陷的原因，以優化工藝，提升深沖鋼質量。

2 工藝流程

萊鋼冷軋特深沖鋼工藝流程如下：

鐵水預處理→轉爐冶煉→RH真空精煉→連鑄→熱連軋→酸洗→冷軋可逆軋制→罩式退火→平整→拉矯→成品檢驗→包裝入庫。

特深沖鋼產品成分如表1所示。

3 缺陷分析及控制

3.1 缺陷表現特征

特深沖鋼經過多道次冷軋機罩式退火處理后，在冷軋拉矯過程中，發現帶鋼表面偶爾出現以下缺陷，如圖1所示，表現為黑色不連續的線狀缺陷，在距離帶鋼邊部1/4寬度處出現較多。

3.2 掃描電鏡分析結果

對缺陷部分進行掃描電鏡檢測，結果如圖2所示。從圖中可以看出，缺陷處存在大量夾雜物，可以發現夾雜物主要為氧化物夾雜，成簇出現，單個尺寸較小，直徑在10μm左右。經過能譜檢測分析其主要成分為Si、Ca、Na、Al、O等，其中圖（a）中主要為A1203夾雜，此類夾雜物應為鑄坯中的大的A1203夾雜經過多道次軋制，破碎后成片分布在帶鋼中；圖（b）中夾雜物以CaO—A1203一SiO2等復合形式存在。并含有少量的Na元素，該類夾雜物主要是結晶器保護渣的卷入產生的。

3.3 減少缺陷的冶煉過程控制

由SEM檢測結果可以看出，產生該類線性缺陷的主要原因為夾雜物。因此為保證鋼質純凈度，對鐵水成分、轉爐冶煉、脫氧制度、出鋼擋渣、鋼包渣改質、RH精煉、結晶器冶煉、保護澆注及耐火材料等諸多環節因素進行嚴格控制[1]，以減少鋼種的內生夾雜物和外來夾雜物。

保證特深沖鋼的純凈度，需要從原料抓起，因此在轉爐冶煉時，要嚴格控制入爐鐵水殘余元素含量，全部采用低硫鐵水（鐵水預處理前鐵水S≤0.030%，P≤0.10%），鐵水預處理后鐵水S≤0.005%（目標0.001%），保證溫度不低于1250℃，脫硫完畢扒凈鐵水表面的渣。采用優質煉鋼輔料，嚴格控制鐵水硅含量，進行適時調整。

有研究指出，鋼中的簇狀A1203夾雜與全氧沒有直接關系，而是與RH脫碳結束的氧含量有關，要控制超低碳鋼中簇狀A1203夾雜就必須穩定生產工藝，減少RH加鋁升溫，使RH脫碳結束保持在一定范圍。RH吹氧處理造成脫碳結束時氧含量較高，加鋁脫氧時會產生大量的A1203夾雜物，造成鑄坯中存在聚集分布的A1203簇狀夾雜物。因此控制RH脫碳結束時氧含量是減少簇狀夾雜物的一項必要措施[2]。同時要有足夠的精煉時間，以保證夾雜物充分上浮。進行鋼包渣改質，提高A1203等夾雜物的吸附能力，為鋼水的順利澆注提供了良好的條件，也降低了鑄坯中的夾雜物含量。

在連鑄過程中，使用無碳中間包，中間包加無碳高堿度覆蓋劑，全程保護澆鑄，結晶器內加無碳高粘度保護渣，防止鋼水卷渣。出鋼時向鋼包表面加入改質劑，降低渣的氧化性。同時保持中間包水口碗部有適量的Ar氣吹入量，以減少壓差，維持結晶器液面穩定，同時隔絕外部空氣同鋼包下水口與長水口連接部位接觸。

通過上述工藝改進，對鑄坯進行檢驗，發現夾雜物控制水平明顯提高，夾雜物數量較少，而且夾雜物尺寸也比較小，評級最高為1.0級，總級別不超過2級。鑄坯經冷軋退火處理后，表面缺陷率明顯降低，表面質量提升如圖3所示，產品投放市場后，沖壓效果良好。

4 結論

（1）特深沖鋼表面的黑色不連續現狀缺陷主要為A1203 和CaO—A1203一SiO2等鋼中夾雜物造成.，其中A1203簇狀夾雜物為RH吹氧結束后氧含量較高有關，CaO—A1203一SiO2夾雜物是出鋼卷渣造成的。

（2）通過控制煉鋼入爐鐵水殘余元素含量、精煉吹氧制度、增加精煉時間等措施，有效控制了鑄坯中夾雜物，特深沖鋼冷軋后表面缺陷率明顯降低。

參考文獻：

[1]袁方明，王新華，李宏等.不同澆鑄階段IF鋼連鑄板坯潔凈度[J].北京科技大學學報，2005（04）：436-44O.

[2]唐復平，常桂華，栗紅等.超低碳鋼鋼中夾雜物的研究[J].鋼鐵，2007，42（01）：20-22.