SPHC-DN冷軋板條帶狀起皮缺陷分析

曹艷 鄧鳳芝 李蘭輝 諶小峰

（唐山燕山鋼鐵有限公司（技術部），河北 遷安 064400）

從2019年3月到5月，某公司使用我公司生產的SPHC-DN卷板時出現條帶狀起皮缺陷，用手觸摸有手感，缺陷呈青灰色，造成客戶切廢13.6噸，影響客戶成本。此種缺陷反饋比較頻繁，主要集中在SPHC-DN等要求較高的冷軋料上，考慮到此鋼種產量較高，且一般為長期重點客戶，因此解決此類問題的重要性日益明顯。導致卷板出現此類缺陷的原因很多，例如冷軋或者熱軋過程中的劃傷、異物壓入，鑄坯的裂紋、氣泡和夾雜等均有可能造成此種缺陷。為避免同樣的問題再次發生，本文章通過金相、電鏡等手段，最終確定了產生此類缺陷的原因，并制定了相應的預防措施，防止后續再次發生。

一、缺陷宏觀形貌

（一）缺陷形貌

通過客戶反饋的缺陷實物來看來看，SPHC-DN熱軋卷板出現較長且較規則的條帶狀起皮缺陷，缺陷呈青灰色，總體缺陷寬度較穩定，長度方向上斷斷續續出現，部分位置已經脫落。與客戶溝通此種缺陷在冷軋過程中已經發現，長度和寬度方向上均無規律。用手觸摸頭凹凸不平的感覺。

（二）生產情況調查

1.煉鋼廠生產情況。轉爐方面：為2月23日3#轉爐生產，工藝為700S拉碳工藝，其余未發現異常；RH方面：鋼包渣厚記錄為150mm,軟吹時間為8分鐘，常看低吹流量正常。連鑄方面：為我公司4#鑄機生產，為熱換第一爐，拉速有波動，工藝為RH，此爐中包溫度共計測量四次分別為1556℃、1565℃、1569℃、1570℃、，拉速有波動全程分別為0.7m/min、1.35 m/min、1.35 m/min，液位波動較大。

2.熱軋廠生產情況。異議卷于2019年2月24日生產，終軋和卷取溫度正常，經查表檢，此卷129米處存在長條夾雜缺陷，其他部位存在小點狀夾雜缺陷，點數未超出我公司下發的《表面質量判定標準》中規定30點的要求，長條夾雜考慮不嚴重，因此協調發貨。

二、宏觀、顯微以及能譜分析

對缺陷部位進行剪切呈寬度為3厘米的試樣，冷軋板一表面有條帶狀缺陷。顯微觀察：同時取缺陷的橫向和縱向兩個方向用顯微鏡檢驗缺陷形貌，在缺陷部位取截面試樣觀察，缺陷平行于板面分布，深度為0.01mm，寬度4mm。垂直缺陷觀察，形成皮下開裂，裂紋內部有夾雜(渣)存在，侵蝕后觀察組織為冷軋組織。

為定性夾雜物具體成分，利用ZISS廠家的SEM顯微鏡掃描缺陷部分，發現Ca、O、Fe、C、Na、Zr、Mg等元素，經分析為侵入式水口蓄渣連同保護渣等夾雜進入鋼水中。能譜分析結果詳見表1。

從缺陷形貌尺寸特征以及能譜分析的定量檢測結果推斷該表面起皮缺陷處的夾雜種類為FeO、SiO2，Al2O3及CaO等構成的非金屬夾雜物的混合物，并含有K，Na、Zr等元素（保護渣和浸入式水口成分）。

表1 夾雜物化學成分

三、原因分析

經過對缺陷的宏觀表現形式，當時的生產情況，金相和電鏡檢驗結果，由于Zr、Na和F元素只有在侵入式水口和保護渣中才出現，確定為水口堵塞物和保護渣共同形成的夾雜物，其中堵塞物成分FeO、SiO2，Al2O3及CaO，其來源較為廣泛，轉爐和精煉工序均有可能產生。在澆注過程中由于為熱換第一爐，開澆時由于拉速的變化（0.7 m/min到1.35m/min），保護渣潤滑效果不好，水口堵塞物和保護渣隨著液面波動卷入到鋼水中，澆注過程中被卷入鑄坯內部，因此在鑄坯生產環節不易觀察到，而在熱軋環節中，隨著規格的減薄（由鑄坯230mm到3.0mm）,夾雜物在表面充分暴漏，因此在表面檢測儀上發現聚集夾雜物的殘留。

冷軋過程中進一步減薄到0.4mm,缺陷進一步得到延展，缺陷宏觀開始變得規則，極易與劃傷混淆，夾雜物暴漏在空氣中，形成起皮類缺陷，造成產品質量不合格或者等次下降影響生產效能。

四、預防措施

（一）轉爐方面：利用好700S倒爐和副槍提高一次拉碳命中率；為RH提供溫度在1595℃，P成分在0.020%及以下的鋼水的鋼水。

（二）RH方面：調整配成分時機，確保凈循環時間；利用頂渣改質和吹氬工藝，促進夾雜物上浮和吸附，確保吹氬時間。

（三）連鑄方面：落實保護澆注措施，減少二次氧化，保證鋼水純凈度；嚴格控制澆注過程吹氬流量，避免結晶器液面出現大幅翻動；對于開機熱換第1支和拉速波動超過5mm及以上的鑄坯優先降判SPHC；

（四）發貨方面：嚴把發貨質量關，將點數超過30點的夾雜內部進行降判處理，避免引起客戶提出質量異議。

五、結論

冷軋出現帶狀起皮的主要原因為復合型夾雜物的卷入，金相和電鏡顯示結果為保護渣和水口堵塞造成。在熱換第一爐等拉速波動的爐次易于產生，結合煉鋼廠穩定液面控制，避免卷渣，同時加大此鋼種的表面檢查力度，確保此鋼種各項參數達標，防止缺陷產品外發。