运用方法降低邯钢冷轧汽车板亮点缺陷

1 缺陷形貌

2019年7月份开始，邯宝连退带钢亮点问题陆续出现，9月份开始爆发式的出现，亮点开始主要集中在IF钢等软钢上，据统计2019年9月到12月，邯宝因为亮点问题导致的降级改判的非计划品共计5 923 t，缺陷率高达2.37%。给邯宝造成一定损失，即提高了邯宝生产汽车板的生产成本，也严重的影响了汽车板合同的交付。因此研究“亮点”缺陷产生机理，采取有效措施降低亮点缺陷发生率，是很需要值得研究合探讨的。邯宝连退产线带钢“亮点”问题陆续出现，宏观形貌如图1所示。

图1 板材表面“亮点”缺陷宏观形貌

2 机理研究

汽车板主要以厚度为0.6～2.0 mm的EDDQ/SEDDQ-IF钢板为主，主要特点是含碳量低（w（C）≤0.20%），有良好的深冲性能。汽车板生产工艺流程为：炼钢→热轧→酸轧→连退。退火是板材轧制的核心工序。通过退火对退火炉不同退火段工艺的制定，从而达到所需要汽车板的力学性能，其对应的退火曲线如图2所示。带钢退火温度越高，带钢越软，炉辊表面很微小的缺陷越容易复制到带钢上去，从而影响带钢表面质量。因此，炉辊作为退火炉的主要部件，它的表面状况直接决定了汽车板的表面质量。

图2 深冲IF钢和CQ－Al－K-B钢退火工艺曲线

查阅相关文件[1-3]分析可知，炉辊积瘤分为两大类：黏屑和结瘤。黏屑指异物落在辊面上，并受压黏附在辊面上，黏附物一般可以去除；结瘤指带钢表面的氧化铁或氧化锰被炉内气氛还原成铁或锰，并与炉辊的机体材料发生化学反应生成的产物黏附在辊面上，难以去除。图3为炉辊结瘤图片，图4为结瘤物显微组织，对其上4个位置进行能谱成分分析，结果见图5。从能谱检测结果发现，结瘤的主要成分有Si、Al、Mn、Fe、Na、Cr和O元素。Si元素的来源可能从清洗段的碱液和消泡剂、带钢成分、耐材；Al元素的来源可能从涂层成分、带钢成分、耐材；Mn元素来源于带钢成分；Fe元素可能来自带钢；Na元素可能来源于消泡剂和碱液；Cr元素可能来源于炉辊涂层、内衬板、带钢成分等；O元素可能来自于炉内气氛、水。因此从减少炉辊结瘤来源考虑，应从清洗段、供应的炉内气氛、耐材、炉辊涂层、清理炉膛、减少带有氧化铁皮的钢卷。

图3 炉底辊结瘤图片

图4 黏屑的微观形貌

图5 黏屑的能谱分析

根据结瘤能谱检测结果，结合相关文献[1-3]可知，连续退火机组炉辊结瘤主要有两种机制：一种是高温时，带钢和炉辊产生相对滑动时，发生机械摩擦，带钢表面的氧化物、铁屑等在炉辊表面经过炉内还原气氛还原和黏结、聚集形成；另一种是由于炉辊本身磨损氧化，辊子表面的氧化物附着聚集形成。当在高温线，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，部分瘤状物牢固黏附于辊面成为划伤和亮点的危害物，板带与辊面带有结瘤的辊面接触后，极易形成前述的“亮点”缺陷。连续退火炉内带钢表面“亮点”严重程度取决于炉辊结瘤程度，炉辊结瘤取决于以下影响因素：由带钢或环境带入到炉辊上的异物金属（结瘤原料）越多，炉辊越容易结瘤；炉内气氛还原性越强，炉辊越容易结瘤；炉内温度越高，炉辊越容易结瘤；炉辊涂层的抗结瘤性能越差，炉辊越容易结瘤。

作为汽车板连续退火炉，由于钢板表面的氧化物在炉内还原成Fe，而Fe与炉辊材料（多为耐热不锈钢）具有很强的亲和性、互溶性，容易黏附在辊面上形成积瘤；此外，随着炉辊工作温度升高，结瘤和磨损也随之加大，而炉辊与钢带之间的滑动也促进结瘤生成，当钢板滑移过辊面时会在钢板上留下凹坑，从而影响钢板表面质量。

炉辊表面容易积瘤，炉底辊表面涂层可以改善结瘤问题，但不完全是炉辊表面涂层的问题，而且成本价高。炉子操作条件如露点、氧含量、退火温度、带钢张力等对辊面结瘤情况也有很大的影响。从降低炉底辊结瘤的形成的角度寻找改善连退板表面亮点的方法。

3 邯钢炉辊结瘤影响因子分析

通过相关文件查证[4]和鱼骨图分析，如图6所示，炉辊结瘤主要是因为清洗段残留的残铁等杂质带入炉内在高温状态下黏在炉辊上所致，要降低“亮点”问题首先要减少带入炉内的杂质，其次对在线的炉辊进行打磨处理，采取措施保证炉辊表面清洁度。增加炉辊更换频率虽然能够解决连退汽车板表面“亮点”缺陷，但是使生产成本大幅增加，因此，从炉底辊结瘤机理上分析，降低炉底辊结瘤的出现，从亮点成因上查找解决问题的方法，经过分析聚焦在提升清洗后板带表面质量，提升清洗后板带表面反射率。

文章来源：《中国表面工程》 网址: http://www.zgbmgc.cn/qikandaodu/2021/0708/649.html