冷軋低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼表面起皮缺陷成因分析

對(duì)酒鋼csp冷連軋機(jī)組生產(chǎn)的低碳鋼薄板表面出現(xiàn)的長(zhǎng)、短兩類"黑線"缺陷進(jìn)行了光學(xué)顯微鏡(om)和掃描電鏡(sem)形貌觀察及能譜儀(eds)成分測(cè)定,并結(jié)合生產(chǎn)工藝分析確認(rèn),"長(zhǎng)黑線"缺陷是連鑄環(huán)節(jié)產(chǎn)生的外來夾雜物在冷軋后暴露所造成的,"短黑線"缺陷是由于csp均熱爐爐輥輥環(huán)結(jié)瘤造成熱軋板下表面氧化鐵皮壓入產(chǎn)生的。據(jù)此,提出相應(yīng)的解決措施并優(yōu)化生產(chǎn)工藝。改進(jìn)后冷軋板表面質(zhì)量合格率提高了6%。

為了對(duì)超低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化研究,結(jié)合某鋼鐵廠的現(xiàn)有工藝裝備和條件,經(jīng)過大量試驗(yàn)研究,確立了轉(zhuǎn)爐—lf—rh—連鑄機(jī)的工藝路線,并實(shí)施轉(zhuǎn)爐初煉鋼水質(zhì)量控制、鋼包頂渣改制及成分控制、rh工藝優(yōu)化及鈣處理等工藝優(yōu)化措施.工藝流程優(yōu)化后,控制轉(zhuǎn)爐初煉鋼水出鋼氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.04%～0.08%,終點(diǎn)碳0.03%～0.05%%,鋼包頂渣改制后feo+mno<3%,鈣處理鋼中ca的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.002%～0.003%,解決了方坯連鑄中包水口絮流的技術(shù)難題,實(shí)現(xiàn)了超低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼方坯順利澆鑄,連澆爐數(shù)達(dá)到8爐以上,達(dá)到了成品碳含量[c]<50×10-6,全氧含量≤30×10-6的較好質(zhì)量水平.

將不同冷軋壓下率的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼進(jìn)行不同保溫溫度和時(shí)間的退火再結(jié)晶實(shí)驗(yàn)研究,利用維氏硬度計(jì)、金相顯微鏡和x射線衍射儀研究了退火后試樣的硬度、金相顯微組織及織構(gòu)的變化情況。結(jié)果表明:在相同的退火工藝制度條件下,隨著冷軋壓下率的增加,再結(jié)晶開始和結(jié)束溫度降低,晶粒尺寸減小。當(dāng)冷軋壓下率升高到68%后,冷軋壓下率的增加對(duì)再結(jié)晶晶粒細(xì)化的作用減弱,甚至沒有細(xì)化作用;680℃保溫退火時(shí),一開始就發(fā)生了再結(jié)晶,基本不需要孕育期。隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng),晶粒均勻長(zhǎng)大,晶粒餅形程度增加;退火溫度由660℃升高到720℃時(shí),{111}面有利織構(gòu)增加,{100}面不利織構(gòu)減少,720℃退火溫度較為適宜。冷軋壓下率為58%的試樣在760℃退火時(shí)發(fā)生了二次再結(jié)晶對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼板的力學(xué)性能產(chǎn)生不利影響。

介紹了本鋼煉鋼廠lf爐精煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼時(shí),為避免薄板坯連鑄機(jī)澆鑄過程中的水口絮流問題,進(jìn)行了工藝優(yōu)化。通過工藝優(yōu)化,保證了鋼包頂渣的改質(zhì)效果,達(dá)到了最大程度去除夾雜物以及使殘余夾雜物充分變性處理的目的,從而提高了鋼水的潔凈度和可澆性,有效避免了在薄板鑄機(jī)澆鑄過程中的開口度上漲現(xiàn)象。

低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼(lcak)常用于生產(chǎn)冷軋板,要求鑄坯有高的潔凈度。但連鑄開澆階段由于澆鑄狀態(tài)的不穩(wěn)定,會(huì)嚴(yán)重惡化頭坯潔凈度。從鑄坯成分和非金屬夾雜物等方面系統(tǒng)研究了一定澆鑄條件下低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼頭坯潔凈度的變化,并討論了頭坯潔凈度的影響因素。結(jié)果表明,頭坯潔凈度在開澆準(zhǔn)數(shù)達(dá)到0.17后趨于穩(wěn)定,這可為實(shí)際生產(chǎn)中鑄坯質(zhì)量評(píng)級(jí)提供幫助。研究發(fā)現(xiàn)惡化頭坯潔凈度的主要因素是中間包二次氧化,并且除了由空氣造成的中間包二次氧化外,更大程度上的二次氧化是由中間包耐火材料及覆蓋渣等因素造成的。還提出了幾點(diǎn)改善頭坯潔凈度的措施,為生產(chǎn)實(shí)踐提供一定的參考。

低碳低硅鋁鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)實(shí)踐

利用掃描電鏡及能譜分析儀對(duì)縱向條紋缺陷進(jìn)行了檢驗(yàn)分析,結(jié)合生產(chǎn)工藝排查,認(rèn)為縱向條紋是由于冷軋板表面粗糙度不均,造成乳化液輕度殘留引起的亮度差異。熱軋來料原始粗糙度、冷軋輥粗糙度、冷軋軋制速度是影響縱向條紋缺陷的主要原因。生產(chǎn)中根據(jù)不同鋼種、不同冷軋板表面狀態(tài)來設(shè)定平整工藝,對(duì)已形成的縱向條紋缺陷有一定的修復(fù)作用。

在寶鋼工業(yè)生產(chǎn)中,通過對(duì)薄規(guī)格酸洗低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼中添加(10～30)×10-4%硼合金的研究,分析了硼對(duì)鋼力學(xué)性能、金相組織及表面質(zhì)量的影響。結(jié)果表明,鋼中添加(10～30)×10-4%的硼合金可使鋼的屈服強(qiáng)度降低20mpa,延伸率提高1.5%,屈強(qiáng)比降低5.7%;回歸出屈服強(qiáng)度和延伸率與終軋溫度、c含量、mn含量、b含量的關(guān)系。添加適當(dāng)硼合金有利于生產(chǎn)高表面質(zhì)量低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼酸洗板。

線狀缺陷是冷軋板常見的表面缺陷之一,嚴(yán)重影響冷軋板的質(zhì)量和性能。而"黑線"缺陷又是兩大線狀缺陷之一。通過對(duì)從武鋼現(xiàn)場(chǎng)采集的試樣進(jìn)行模擬軋制試驗(yàn),對(duì)模擬軋制產(chǎn)生的"黑線"缺陷進(jìn)行數(shù)碼拍照,觀察其形貌,并用能譜儀分析缺陷及四周的夾雜物的成分,然后與正常工藝下冷軋板上的"黑線"缺陷做比較,據(jù)此探討了"黑線"缺陷的形成機(jī)理,并提出了減少冷軋板"黑線"缺陷的控制措施。

轉(zhuǎn)爐-ANS-連鑄工藝生產(chǎn)低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼潔凈度研究

基于鋁鎮(zhèn)靜鋼脫硫的熱力學(xué)理論開發(fā)了一種無氟低熔點(diǎn)深脫硫渣系,其基礎(chǔ)渣系為cao-al2o3-sio2,成分為:w(cao)=57%～62%,w(sio2)=5%～10%,w(al2o3)=29%～36%。實(shí)際應(yīng)用時(shí),基礎(chǔ)渣占總渣量的85%～95%,渣中w(mgo)和w(t.fe+mno)分別控制為10%和1.5%以下。將該渣系用于spa-h耐候鋼的精煉生產(chǎn)中,當(dāng)鋼水的初始w(s)<160×10-6時(shí),終點(diǎn)w(s)可控制在20×10-6左右,脫硫率達(dá)到75%以上,渣量從15kg/t降低到10kg/t,有效降低了鋼包精煉的脫硫成本。

針對(duì)乳化液潤(rùn)滑冷軋鋁板表面出現(xiàn)的黑色條紋狀缺陷及腐蝕斑缺陷進(jìn)行了研究,分別使用表面形貌儀、掃描電子顯微鏡對(duì)鋁板的表面形貌和表面微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀測(cè).使用能量色散光譜和x射線光電子能譜對(duì)鋁板表面的化學(xué)成分進(jìn)行了分析,并探討了表面缺陷產(chǎn)生的機(jī)理.結(jié)果表明:表面發(fā)黑缺陷是由于潤(rùn)滑失效導(dǎo)致表面出現(xiàn)微裂紋造成的,而腐蝕缺陷是由于局部殘留水的作用在鋁板表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)從而形成較厚的氧化層.

1235鋁合金冷軋板表面黑絲缺陷分析

采用宏、微觀檢驗(yàn)、掃描電鏡觀察和能譜分析等方法對(duì)冷軋和鍍鋅鋼板表面缺陷進(jìn)行分析。結(jié)果表明:夾層狀和短細(xì)線狀表面缺陷屬于夾雜類缺陷,長(zhǎng)細(xì)線狀表面缺陷則源于板坯縱向裂紋。產(chǎn)生表面夾雜和裂紋缺陷的主要原因與鋼液質(zhì)量和連鑄坯質(zhì)量有關(guān)。

為了消除tisulcak(含ti超低碳鋁脫氧鎮(zhèn)靜鋼)鋼冷軋薄板上的鉛筆型氣泡,將鑄機(jī)從弧型改為立彎型是最有效的措施;為了進(jìn)一步減少冷軋薄板上的條片,還需要采取與減少鉤形和裹渣等多方面的有關(guān)措施。

針對(duì)現(xiàn)有帶鋼表面質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)的缺陷檢測(cè)精度與識(shí)別率不高的問題,以及冷軋帶鋼生產(chǎn)線的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境,設(shè)計(jì)了一套帶鋼表面缺陷實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng),從系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)、硬件結(jié)構(gòu)、軟件開發(fā)和檢測(cè)分類算法等方面進(jìn)行了深入的分析與研究.采用模塊化軟件設(shè)計(jì)理念、基于譜殘差視覺顯著性缺陷快速檢測(cè)方法以及多分類器融合框架,實(shí)現(xiàn)了對(duì)帶鋼表面常見的孔洞、擦傷、氧化、邊裂等不同類型和不同等級(jí)的缺陷進(jìn)行精確、實(shí)時(shí)的檢測(cè)與分類.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該算法缺陷檢測(cè)率為94.68%,缺陷識(shí)別率達(dá)到了93.5%,單幅圖像缺陷檢測(cè)耗時(shí)僅為37.6ms,符合當(dāng)下高速運(yùn)動(dòng)帶鋼快速檢測(cè)的需求.

針對(duì)冷軋酸洗鋼板黑斑缺陷問題,對(duì)q195、stl3鋼在不同試驗(yàn)溫度下進(jìn)行了氧化鐵皮的生成、冷卻、酸洗試驗(yàn),對(duì)試驗(yàn)后的試樣和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)鋼板的表面進(jìn)行了微觀分析。結(jié)果表明:冷軋酸洗鋼板黑斑實(shí)質(zhì)上是未完全酸洗掉而殘存的氧化鐵皮,是由熱軋工藝引起;冷軋酸洗鋼板黑斑主要由fe3o4和feo組成;溫度越高,表面氧化鐵皮越厚,fe3o4含量越高,冷軋酸洗鋼板越易產(chǎn)生黑斑。

第一鋼軋廠1700線連鑄機(jī)生產(chǎn)的冷軋用鋼（sphc、sphd、sphe等）在后續(xù)冷軋過程中出現(xiàn)大量翹皮缺陷。通過掃描電鏡對(duì)板卷翹皮部位夾雜物進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行分析，得知翹皮缺陷產(chǎn)生在的主要原因，是在連鑄工序中保護(hù)渣或鋼水中夾雜物在鑄坯凝固時(shí)未來得及上浮，存在于鑄坯表面，在軋制后分層，形成翹皮缺陷。采取相應(yīng)對(duì)策，使得冷軋料翹皮缺陷得到有效控制。

冷軋低碳鋼板表面銹蝕成因分析

冷軋板表面“黑線”缺陷是一種出現(xiàn)在冷軋板表面的沿軋向分布，呈線狀、帶狀或長(zhǎng)條狀的宏觀缺陷。寬度通常在0．5mm到5mm之間，長(zhǎng)短不一，有著很好的延展性。

冷軋酸洗特性的鋼板表層,很易凸顯黑斑。選出某規(guī)格下的鋼板,在擬定好的試驗(yàn)溫度以下,預(yù)設(shè)了酸洗試驗(yàn)。試驗(yàn)得來的現(xiàn)場(chǎng)鋼板,解析了它的表層特性。試驗(yàn)得來的結(jié)果表征著,冷軋酸洗制備出來的鋼板黑斑,是酸洗殘存下來的氧化鐵皮,密切關(guān)涉熱軋技術(shù)。冷軋酸洗特性的這種鋼板,黑斑主要涵蓋著氧化鐵。溫度遞增時(shí),表層附帶著的鐵皮變厚,很易附著斑痕。

由于超低碳鋼板坯在振痕下面容易形成鉤形缺陷，而這些鉤形缺陷阻礙結(jié)晶器中氬氣氣泡和保護(hù)渣宏觀夾雜物的上浮和分離，因此，最終使鋼板表面產(chǎn)生缺陷。鋼板產(chǎn)生缺陷的另一個(gè)原因，是mn／s比非常低的鋼在軋制過程中可能產(chǎn)生表面熱裂紋。據(jù)此，國(guó)外一家公司采取以下措施來消除表面缺陷，取得了良好的效果：