冷轧板起皮成因及影响因素分析

何玎杰 张 帅

鞍钢天铁冷轧薄板有限公司

冷轧板起皮成因及影响因素分析

何玎杰 张 帅

鞍钢天铁冷轧薄板有限公司

冷轧钢板的表面质量一直是本钢钢板降级的主要原因，也对本钢的生产影响比较大，只要出现这种缺陷的钢板都要降级处理，大大降低了冷轧板的成材率。因此要通过对出现这种类型缺陷的钢板进行宏观、微观分析，找出缺陷的来源和成因，并提出了控制措施。基于此，本文将着重分析探讨冷轧板起皮成因及影响因素控制，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。

冷轧板；起皮；因素；措施

1、试验方法

在钢板翘皮缺陷处取尺寸为10mmx10mm的试样，进行组织观察和能谱检测。使用KQ-50型超声波清洗器对试样进行清洗，使用配x射线能谱仪(EDS)的5-4800型电子扫描电镜对缺陷进行成分分析及组织观察。对试样进行磨制﹑抛光，用4vo1%的硝酸酒精溶液进行腐蚀。用蔡司Axiovert200mat显微镜对抛光态及腐蚀态的试样进行组织观察。

2、实验结果

2.1 夹杂物聚集引起的起皮缺陷

图1所示为65Mn冷轧钢板表面起皮形貌，由图1(a)可以看出，缺陷部位已经全部翘起，呈长条状，长度约为15mm；图1(b)显示缺陷内部存在较为明显的夹杂物，且尺寸较大，夹杂物群的尺寸在1.13～2.90mm，已压入基体，成簇集状分布。

通过试验发现在基体表面破损翘起处的夹杂物形貌一般呈局部聚集的不规则点状或条带状。此类夹杂主要为结晶器保护渣﹑耐火材料形成的夹渣和卷渣以及钢中氧化物与夹渣的反应产物。由于覆盖住夹杂物表面的金属薄层与钢板基体的结合力较弱，在冷轧过程中此薄层受力后与夹杂物交界面分离翘起，而夹杂物则进一步压入基体或脱落，在该部位形成不规则状小凹坑。

2.2 氧化通道引起的起皮缺陷

由图2所示的缺陷处SEM形貌与能谱结果可知，裂纹处存在大量氧化铁和少量的Si﹑Mn﹑Ca﹑C元素，并未发现明显的夹杂物特征。综合分析该缺陷是由于存在表面缺陷的连铸坯在高温持续加热过程中表面的微小裂纹被氧化，随加热时间延长，表面裂纹缺陷处的氧化过程逐渐向基体内部发展，形成类似隧道状的缺陷，其内部为氧化铁，也称为氧化通道。由于隧道内氧化铁存在大量孔隙，氧会与通道附近珠光体中的碳元素结合，在通道外侧造成脱碳。而组织中的Si﹑Mn等易氧化元素亦会与氧结合形成氧化质点。近表面层的氧化通道经轧制后造成材料表面起皮。

2.3 皮下气泡引起的起皮缺陷

通过图3观察缺陷边缘较光滑的过渡区域并非氧化铁压入所呈现的氧化铁颗粒的疏松状态，而是在轧制过程中气泡受轧制力的作用沿轧向延伸的同时挤向两侧，两侧在内部气体气流的作用下形成光滑面。最终气体由钢板表面逸出，导致表皮翘起产生针孔状缺现分层并最终导致起皮缺陷。

2.4 氧化铁皮压入引起的起皮缺陷

本试验用50Mn钢氧化铁皮压入引起起皮主要为二次氧化铁皮，其产生在粗轧及传送过程中，由于高压水除鳞不净导致进入精轧后表面的氧化铁皮压入钢板表面。此缺陷由热轧遗传至冷轧，由于表面的氧化铁皮已被压实，酸洗过程中未能完全洗净，部分已脱落形成麻坑，部分与基体结合程度减弱，在后续的轧制过程中未脱落部分受轧制力作用表面流动与基体不同步，导致钢板表面形成起皮缺陷。

图1

图2

图3

3、结论

3.1 引起翘皮缺陷的夹杂物主要为漂浮在钢液表面的保护渣进人钢液中形成夹渣，在最后凝固处聚集大量的夹杂物。在生产中应减少拉速和温度的变化，防止中间包水口堵塞，避免结晶器液位波动；在浇注过程中进行全程保护，改善结晶器保护渣的润滑和传热性能，防止吸气卷渣；从保护渣成分的选取到出钢挡渣整个工艺和生产过程加强管理，定期对挡渣设备进行检查与维修。

3.2 异常组织引起的翘皮缺陷，典型形貌特征是由于淬火深度不够，未达到理想的马氏体组织深度，表面存在很薄的马氏体组织。在马氏体组织与铁素体﹑珠光体分界面处，由于两部分不能协调一致地变形，马氏体抗塑性变形能力差，引起应力集中，产生微裂纹，以致出现翘皮缺陷。采取的主要措施包括：设计合理的钢种成分，适当提高锰含量，使得MS降低；选取合适的淬火冷却介质，采用盐水冷却，提高冷却速度。

3.3 在轧制过程中气泡受轧制力的作用沿轧向延伸最终由钢板表面逸出，导致表皮翘起，产生针孔状缺陷。预防和减少皮下气泡缺陷应尽量减少钢液与空气的接触时间，将钢液的溶氧量控制在合理范围内，避免炼钢时脱氧不良现象的产生；设计合理的烘烤方案，制定合理的钢包和中间包烘烤参数如温度﹑时间等。

3.4 近表面层的氧化通道经轧制后造成材料表面翘皮。避免氧化通道的产生应尽量减少铸坯表面细小裂纹缺陷；在钢坯上进行防氧化处理，如刷涂抗氧化涂料等。

总而言之，冷轧板表面起皮是冷轧产品中常见的一种缺陷，严重影响冷轧板的质量和性能。随着汽车﹑家电行业的发展对冷轧板的需求越来越大对其质量的要求也越来越高。这就要求我们在以后的实际工作中必须对进一步控制冷轧板表面起皮。

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