冷軋鍍鋅薄板表面線狀缺陷分析

張軍鋒，李建軍

（1.唐鋼高強汽車板有限公司，河北 唐山 063000；2.河鋼集團唐鋼公司冷軋事業部，河北 唐山 063000）

在鋼鐵的生產工藝中，冷軋技術與鍍鋅技術對于鋼鐵生產的質量能夠過關十分關鍵。根據近期重慶鋼鐵股份有限公司在生產中所出現的問題便可窺見一斑，該公司在進行熱軋薄板生產過程中，由于操作技術不當，使得熱連扎鋼卷表層產生了大面積的瑕疵。要知道鋼板增長表面的肌理平滑意味著質量指標是否能夠達標，而由于過多的線性瑕疵的出現，使得這些鋼板只能面臨著降級使用。這不僅使客戶產生消費不滿的情緒，并且對于鋼鐵公司而言也會蒙受經濟上的虧損。為了能夠穩控鋼鐵生產質量這一關，降低公司的經濟損失，進行了針對性的分析，最終找到了生產冷軋鍍鋅薄板表面現狀曲線的原因。本文特此進行分析，希望再找到該生產線存在問題的同時也能夠找到有效的解決方法。

1 工藝路線

通常情形下生產冷軋鍍鋅板的工藝流程通常包括以下幾個步驟：冷軋鍍鋅板的工藝路線如下：220t轉爐—RH精煉—連鑄—1780mm熱連軋—酸洗—冷軋—鍍鋅—分卷、包裝。在進行操作的過程中，首先要具備220t轉爐，它是保證工藝操作的最基礎設備。有了專業的設備后，就可進行RH精煉操作。該操作不同是目前在鋼鐵精煉過程中使用最為普遍的，它不僅能夠進行脫碳脫氣的操作，還能夠將雜物加以去除，從而使鋼鐵冶煉之后便可進行連續鑄鋼的操作，這也是使鋼水達到凝固狀態的最有效方法。有了最基本的批量就可以進行進一步的加工，經過對1780mm熱連軋機械的加熱之后，便可進行酸洗操作。該操作能夠使鋼鐵表層的雜質能夠進一步去除，從而使鋼鐵表面表現為平滑，是一種普遍運用的清潔方法。在得到熱軋鋼卷之后，便可進行冷軋處理操作，它能夠將其中的氧化皮進行有效的去除，經過處理完畢后便可做更近一步的鍍鋅、分卷，直至最后的包裝完成。

2 缺陷分析

2.1 宏觀形貌

在進行冷軋鍍鋅操作時，往往會由于操作不當產生一些現狀的缺陷，這些現狀缺陷從表層機理上便可看出他猶如軋制的團線，會隨著線裝肌理的痕跡不斷蔓延，延伸的方向以及在表面所呈現的并非有規律性的安排，而是一種雜亂放置狀呈現于冷軋鍍鋅鋼卷的表層，正是由于這種無規律性，使得它在鋼卷的任何位置都有有可能出現。具體的形狀及機理層次表現如下圖1所示。

圖1 線狀缺陷宏觀形貌

2.2 微觀分析

金相分析。為了能夠進一步的分析缺陷的表層肌理，因此選用硝酸進行涂抹目的就是為了能夠使缺陷處的鋅層經過酸性處理能夠清洗掉。利用硝酸將缺陷樣的表面鋅層酸洗掉，發現冷軋卷表面出現了與鍍鋅表面相對應的線狀裂縫現象，經過酸性處理后發現冷軋卷表面所出現的裂痕現象與鍍鋅表面所出現的裂痕現象均呈現出線狀紋樣，如下圖2；為了將這種現象進行更為明確的分析。將這些經過酸性處理后的帶有缺陷性的現狀紋樣做進一步的金相分析，也由此有了進一步的發現，發現在該機里表層所出現的瑕疵處，有氧化鐵的成分。而缺陷距基體表面50.75μm，并且在這些表情中摻雜了一些雜性物質，這些瑕疵物體體積很小，只有0.03mm～0.06mm，基體組織為鐵素體+珠光體正常組織，晶粒度10～11級。

圖2 鍍鋅層酸洗前后缺陷對比

電鏡分析。通過對這些產生缺陷的鋼板進行微量的取樣，然后再經過粗砂紙的打磨，對所采取的試樣進行表層肌理的磨砂處理。在經過磨砂處理后，通過酒精的清洗后，目的是為了能夠使缺陷的表面紋樣能夠更加便捷的進行觀測剖析。通過處理后發現，在式樣的機體表面存在著許多純Al2O3夾雜，這些雜質會沿著缺陷的表層機理紋樣的走向而延伸，尺寸集中在20～40μm；在進行觀測中取側面積僅有一個平方厘米，盡管如此，上面所不滿的線性瑕疵卻有大于20μm的Al2O3，其夾雜數量非常密集，但雜志類別僅僅局限于Al2O3，并無其它。具體電鏡照片如下圖3所示。

圖3 典型缺陷位置電鏡照片及能譜圖

3 現象分析

通過所進行處理觀測的真相分析來看此鋼板所出現的瑕疵，它的厚度具有一定的延展性，并且是基于機體表面所進行，在延展的過程中存在著一些斷續性雜物雜物呈現出較為密集的狀態性。通過電鏡照片以及能譜分析，能夠確定該式樣的表面瑕疵裂痕較為密集且嚴重，盡管只是Al2O3夾雜并無其它，但也足夠對鋼板造成毀滅性的破壞，因為三氧化二鋁本身的特性就較為脆性，硬度也較高，因此在進行雜質操作的過程中，由于它的硬度較高，促進較差，使得它不能與周圍的鋼基體相匹配。由于周圍鋼基體擁有較強的塑性，因此極易操作處理，經過軋制工藝后，基體會呈現出較大的流動性及延展性，三氧化二鋁因為所摻雜的異物雜質，因此它的延展性非常脆弱。在與塑性較好的機體融合時，會因為兩者之間的拉伸力不同而產生。經過線狀裂縫肌理變化。除此之外，在鋼坯經過熱軋和冷軋兩道工序后，它的壓縮比也會由此增大。因此，它的鋼卷表層裂縫瑕疵更會經此工藝后不斷加大。特別是經過鍍鋅操作后，所存在的裂縫，也會由于鋅液的滲入而使裂縫面積增加，這也就使得最終所產生鋅堆積的現象發生，由此在使缺陷不斷加重的同時，也會直接降低產品的品質，最終造成產品降級改判。

另外，縱裂紋缺陷內夾雜物一般為細小的金屬顆粒。這些顆粒增加了與鋅液反應的表面積，故易于形成更多的鋅鐵合金。并且缺陷處鋅液冷卻慢，這也造成了合金尤其是ζ相的過度增長。這些“過剩”的合金一直生長到超過正常部位的鋅層量，而且鋅鐵合金為金屬間化合物，硬度大，不易被氣刀完全吹掃掉，因此從表面看來就形成了線狀突起

4 結論

通過綜上所述得知，第一，在鋼鐵冶煉過程中，冷軋鋼卷表面所出現的裂縫瑕疵，其原因主要在于制造工藝中，由于操作上的不當所產生的三氧化二鋁所致。這些較為密集的堆積雜物使得在扎鋼的過程中，它的延展性會受到一定的限制。特別是與周圍機體功能相融合經過，如此在經過多重工藝后，所產生的裂縫瑕疵會更加嚴重。第二，鍍鋅鋼卷表面所呈現出的線性瑕疵，其產生的原因在于。當他們在經過冷軋后，他的鋼卷機體會因此變得粗糙，也會因此產生很多線性的裂縫瑕疵。這些瑕疵會在鍍鋅工藝操作的同時，由于信業的不斷深入，而使得瑕疵放棄更為加大。