冷軋料夾雜、孔洞缺陷的工藝控制研究

姜成++朱國軍++李建科

摘 要：借助金相、掃描電鏡及能譜等分析手段對冷軋料脫皮和孔洞缺陷進行了研究，得出并驗證了脫皮缺陷主要是鋁酸鈣類夾雜，孔洞缺陷中含有少量的K、Na可判斷為有保護渣卷入。鑒于此情況，對中包耐材理化指標、覆蓋劑指標和對鋼中Alt成分進行調整。從目前市場反饋情況看，改善效果比較顯著。

關鍵詞：冷軋料；夾雜缺陷；孔洞缺陷；工藝控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.236

1 前言

馬口鐵的用途非常廣泛，附加值比普通鋼種高，控制夾雜物的難度也比其它鋼種大。某鋼廠RH爐于2012年12月開始正式投產，超低碳鋼種的研究起步較晚，目前已能夠生產的鋼種類型有SPHD、SPHE、馬口鐵、IF鋼、W800和1300DG等。馬口鐵的生產工藝為：高爐鐵水→脫硫站→轉爐→ RH爐→ LF爐→板坯連鑄→軋機。

馬口鐵存在的主要質量缺陷是客戶冷軋后會出現夾雜和孔洞，由此造成的異議率（客戶提報質量異議的重量占總產量的比）較高，2015年為0.29%，2016年為0.19% ，通過研究攻關，該產品異議率現已降到了0.10%，質量異議僅出現在冷軋規格0.10-0.15mm產品上，達到了國內同行梅鋼的水平。

2 缺陷概況

某鋼廠馬口鐵對應客戶的生產工藝：縱剪分卷→酸洗→粗軋→三連軋→一次退火→精軋→二次退火→鍍鉻。冷軋工藝（6道次厚度變化/mm）：2.5→1.6→0.45→0.25→0.15→0.13→0.115。馬口鐵的主要缺陷為夾雜和孔洞，夾雜缺陷主要是條帶狀缺陷。

3 缺陷檢測

3.1 脫皮缺陷檢測

對脫皮表面進行掃描電鏡能譜分析，結果顯示翹皮下含有Al、Ca、O、Si、Mg、C等元素（圖1）。

3.2 孔洞缺陷檢測

在穿孔邊緣有撕裂狀開口，開口中存在顆粒狀夾雜物，經電鏡能譜檢測，該夾雜物主要有Si、Al、O、K、Na等元素（圖2）。

3.3 夾雜物類型分析

孔洞產生的原因一般有以下兩種因素：

（1）材質因素：一般指鑄坯中的皮下夾雜、卷渣、表面裂紋等導致基板局部強度弱化，在軋制過程中形成；（2）軋制工藝因素：指在軋制過程中造成的板面局部區域變形不均或受損而形成[1]。

以上檢驗結果分析，可排除軋制原因，造成脫皮缺陷的夾雜主要是鋁酸鈣類夾雜，孔洞缺陷中含有少量的K、Na，可判斷為有保護渣卷入。

4 工藝改進

4.1 中包耐材理化指標調整

據檢驗結果，原耐材廠家中包本體干式料理化指標所含SiO2較高，中包包襯材料中含有SiO2被鋼水中[Al]還原生成Al2O3，使鋼潔凈度降低，故要求SiO2<2%，目前在生產馬口鐵前均對中間包干式料進行抽檢，實際SiO2含量均達標。

4.2 覆蓋劑調整

原來所使用的鋼包、中包覆蓋劑SiO2含量均高（見表1），易發生（SiO2）+4/3[Al]=2/3（Al2O3）+[Si]反應，從測定澆注過程中鋼水中[Si]變化可判斷覆蓋劑轉移到鋼水中的[O]含量。

通過與相關技術人員和其它鋼廠進行交流，將無碳高堿度鋼包覆蓋劑中SiO2標準修訂為≤8.0%，無碳高堿中間包覆蓋劑標準中SiO2標準修訂為≤3.0%，通過對比鋼包渣樣和中間包渣樣，取得了理想的效果。

4.3 對鋼中Alt成分調整

經技術服務組了解目前市場上反饋較好的生產廠家為唐鋼不銹，經對標唐鋼不銹與某鋼廠RGMR成分設計最大不同就是AL含量。

經討論，決定將Alt含量由0.008%-0.030%調整為0.030%～0.050%進行試驗，通過技術人員跟蹤試驗鋼客戶使用情況，發現使用情況較好，未出現夾雜、孔洞缺陷。于是對所有馬口鐵的Alt成分均按0.030%～0.050%控制，進一步促進了馬口鐵質量的穩定。

5 結論

轉爐→ RH爐→ LF爐→板坯連鑄的生產工藝流程決定了馬口鐵的鋼中氧、氮含量和夾雜物水平不會太低，在不改變工藝的條件下，需要從以下幾個方面進行改進。

（1）操作人員的培訓，因某鋼廠RH爐生產作業率相對較低，每次生產前需加強對精煉操作人員的培訓，提升操作技能水平；

（2）RH設備的檢查，RH是生產馬口鐵的關鍵設備，生產前檢查不到位以及生產過程中維護不到位均會造成生產過程中斷，進而導致成本上升等問題；

（3）原材物料的質量控制，每次生產前對關鍵的原材物料要取樣檢驗，避免因物料質量不穩定造成產品質量缺陷；

（4）氧含量的跟蹤，對于馬口鐵等冷軋料，一般以鋼中氧含量判斷鋼中夾雜物的水平，通常以材中氧來判定，但材樣氧的檢測相對要滯后一段時間，生產過程中也要對中包氧進行檢驗，以避免造成批量氧含量超標的問題；

（5）各工序的溝通，生產馬口鐵更加考驗調度人員的協調能力，而調度人員的質量意識相對又較弱，因此，在前后工序生產出現異常時需要主動與調度人員溝通，保證各工序均能滿足制造標準的要求。

參考文獻：

[1]彭其春等.冷軋板夾雜類表面缺陷研究的進展[J].煉鋼，2009（02）：73-77.endprint