轧硬板表面色差及凹坑缺陷的成因分析

陈维晋,何小丽,张晓宇

(1.梅山钢铁公司技术中心;2.梅山钢铁公司冷轧厂,南京210039)

轧硬板表面色差及凹坑缺陷的成因分析

陈维晋1,何小丽2,张晓宇2

(1.梅山钢铁公司技术中心;2.梅山钢铁公司冷轧厂,南京210039)

调查了梅钢轧硬板出现的表面色差并伴随少量凹坑的缺陷,通过取样对钢板正常处、色差处及凹坑处进行宏观形貌观察、低倍光学观察、扫描电镜分析及能谱分析等对比分析工作,结果表明:缺陷产生原因为轧机热划伤。

轧硬板;色差及凹坑;成因分析

1　引言

梅钢冷轧厂酸洗连轧机组在生产DC51D+Z轧硬板时,出现了批量的表面凹坑和条状色差,严重的凹坑经过镀锌后也无法覆盖,造成下道机组批量退料。初步从缺陷形貌看,目视可见大面积的暗色色差,而色差本身是由一个个的椭圆状柳叶组成起来,连续分布在带钢上下表面,可出现在整个板宽方向上,除了头尾较少外,几乎整卷长度上存在,色差触摸基本无手感,其中存在的零星凹坑有明显手感。此类缺陷比较少见,不同于一般常见的细线牛毛状热划伤[1],也不同于轧辊磨损的条状色差[2]或轧制条纹[3],与来料导致的钢板起皮类色差也不相似[4]。为了查找该批缺陷产生的原因,取样进行了深入的检测分析。

2　理化检验

2.1宏观观察

板面色差以不规则的柳叶状沿轧制方向连续分布(见图1),单个柳叶状的尺寸为长约8mm、宽1mm,柳叶状色差的边缘可见白色的细条纹,其中严重的存在长约2mm、宽1mm的小凹坑(见图2),400mm板宽的板面上约分布3～4个小凹坑,凹坑内未见明显异物。

图1　缺陷宏观照片(整体的色差)

图2　缺陷宏观照片(凹坑处)

2.2光学显微镜低倍分析

分别在钢板上色差处、凹坑处及正常区域取样,经酒精清洗后,采用光学显微镜进行低倍观察表面形貌,可见钢板表面正常处呈显著的轧制纹路(见图3);而色差处除了主流的纵向轧制纹路外,还存在较多的杂向短纹路,表面更加粗糙(见图4);凹坑处则有明显的金属缺失。从低倍的形貌对比来看,色差处和凹坑处未见明显的异物压入,以正常轧制纹路为主。

图3　正常处照片(50倍)

图4　色差处照片(50倍)

图5　凹坑处照片(50倍)

2.3扫描电镜分析

将清洗后的正常处、色差处和凹坑处试样分别使用扫描电镜进行微观形貌分析,正常处有纵向的轧制纹路,也有少量的横向浅微裂纹,见图6(a、b);色差处微观可见基板存在沿纵向的条状浅层脱落,也即宏观上柳叶色差状的边缘细白线,见图6(c),局部还存在少量的异物颗粒压入,尺寸约20μm～40μm,见图6(d);凹坑处存在基体剥落,凹坑边部可见清晰的撕裂痕迹,另外,坑底未见有异物压入,见图6(e、f)。

图6　各区域的显微组织形貌

2.4能谱分析

采用EDAX能谱仪分别对钢板正常处、色差处及凹坑处进行化学元素定性及半定量分析,结果见图7,可见缺陷处均仅含Fe及少量的C元素,无其它杂质元素。

3　分析与讨论

从低倍和高倍的缺陷形貌对比来看,与正常处比较,色差处存在较大区域的浅层脱落,并伴随少量的异物颗粒压入,凹坑处可见更加大面积和深度的脱落,其中脱落处及异物颗粒的成分检测仅为Fe、C,加上无显著的氧化物压入痕迹,可排除前工序的翘皮和氧化铁皮类缺陷造成的影响,缺陷产生区域应为轧机本身。

微观形貌观察,色差处基板脱落较浅,与一般的机械划伤有显著差异。微观上看色差处较正常区域粗糙,导致与正常区域反射率不一致,视觉上形成色差。再结合其缺陷分布位置的规律为短条并连续分布,钢卷高速轧制的中部位置缺陷程度相对严重,此种缺陷与常见的热划伤类似,故认为该缺陷为热划伤的一种。凹坑处为显著的基板剥落,边缘有明显的撕裂痕迹,应为高速轧制中油膜破裂处轧辊与带钢直接接触,基板材质较软,局部金属挤压后造成撕裂掉肉。

图7　各区域的能谱分析结果

4　结论

(1)该冷轧板表面的色差缺陷为轧机热划伤产生,其中零星凹坑为严重的热划伤形成的撕裂剥落。

(2)需对轧制过程乳化液系统、机架间喷嘴等进行排查,以改善辊缝区冷却和润滑条件。

[1] 李洪翠,张虎.济钢冷轧生产中热划伤现象的研究[J].山东冶金,2007,29(6):51-54.

[2] 多旗,初元璋.不锈钢表面条痕色差缺陷的分析[J].河北冶金,2007(2):22-25.

[3] 郭晓波,钟莉莉,刘跃华.冷轧板常见表面缺陷特征及成因分析[J].鞍钢技术,2011(6):37 -42.

[4] 刘晓程,张向东,孙学玉.冷轧板表面色差缺陷控制[J].河北冶金,2013(11):60-61.

Analysis on Causes Leading to Chromatic Aberration and Pit of Cold-rolled Sheet

CHEN Wei-jin1,HE Xiao-li2,ZHANG Xiao-yu2

(1.Technology Center of Meishan Iron&Steel Co.,
2.Cold Rolling Plant of Meishan Iron&Steel Co.,Nanjing 210039)

The defect about chromatic aberration and pit on Meigang coil-rolled sheet was investigated.The areas with chromatic aberration and pit were contrasted with the regular areas by macroscopic inspection,low range optical analysis,scanning electron microscopy analysis andenergy spectrum snalysis.The results show that the defect was determined as hot scratching of cold mill.

cold-rolled sheet;chromatic aberration and pit;analysis on causes

1001-5108(2016)02-0033-04

TG115

A

陈维晋,轧钢工艺工程师。