SPHC-DN冷轧板条带状起皮缺陷分析

曹艳 邓凤芝 李兰辉 谌小峰

（唐山燕山钢铁有限公司（技术部），河北 迁安 064400）

从2019年3月到5月，某公司使用我公司生产的SPHC-DN卷板时出现条带状起皮缺陷，用手触摸有手感，缺陷呈青灰色，造成客户切废13.6吨，影响客户成本。此种缺陷反馈比较频繁，主要集中在SPHC-DN等要求较高的冷轧料上，考虑到此钢种产量较高，且一般为长期重点客户，因此解决此类问题的重要性日益明显。导致卷板出现此类缺陷的原因很多，例如冷轧或者热轧过程中的划伤、异物压入，铸坯的裂纹、气泡和夹杂等均有可能造成此种缺陷。为避免同样的问题再次发生，本文章通过金相、电镜等手段，最终确定了产生此类缺陷的原因，并制定了相应的预防措施，防止后续再次发生。

一、缺陷宏观形貌

（一）缺陷形貌

通过客户反馈的缺陷实物来看来看，SPHC-DN热轧卷板出现较长且较规则的条带状起皮缺陷，缺陷呈青灰色，总体缺陷宽度较稳定，长度方向上断断续续出现，部分位置已经脱落。与客户沟通此种缺陷在冷轧过程中已经发现，长度和宽度方向上均无规律。用手触摸头凹凸不平的感觉。

（二）生产情况调查

1.炼钢厂生产情况。转炉方面：为2月23日3#转炉生产，工艺为700S拉碳工艺，其余未发现异常；RH方面：钢包渣厚记录为150mm,软吹时间为8分钟，常看低吹流量正常。连铸方面：为我公司4#铸机生产，为热换第一炉，拉速有波动，工艺为RH，此炉中包温度共计测量四次分别为1556℃、1565℃、1569℃、1570℃、，拉速有波动全程分别为0.7m/min、1.35 m/min、1.35 m/min，液位波动较大。

2.热轧厂生产情况。异议卷于2019年2月24日生产，终轧和卷取温度正常，经查表检，此卷129米处存在长条夹杂缺陷，其他部位存在小点状夹杂缺陷，点数未超出我公司下发的《表面质量判定标准》中规定30点的要求，长条夹杂考虑不严重，因此协调发货。

二、宏观、显微以及能谱分析

对缺陷部位进行剪切呈宽度为3厘米的试样，冷轧板一表面有条带状缺陷。显微观察：同时取缺陷的横向和纵向两个方向用显微镜检验缺陷形貌，在缺陷部位取截面试样观察，缺陷平行于板面分布，深度为0.01mm，宽度4mm。垂直缺陷观察，形成皮下开裂，裂纹内部有夹杂(渣)存在，侵蚀后观察组织为冷轧组织。

为定性夹杂物具体成分，利用ZISS厂家的SEM显微镜扫描缺陷部分，发现Ca、O、Fe、C、Na、Zr、Mg等元素，经分析为侵入式水口蓄渣连同保护渣等夹杂进入钢水中。能谱分析结果详见表1。

从缺陷形貌尺寸特征以及能谱分析的定量检测结果推断该表面起皮缺陷处的夹杂种类为FeO、SiO2，Al2O3及CaO等构成的非金属夹杂物的混合物，并含有K，Na、Zr等元素（保护渣和浸入式水口成分）。

表1 夹杂物化学成分

三、原因分析

经过对缺陷的宏观表现形式，当时的生产情况，金相和电镜检验结果，由于Zr、Na和F元素只有在侵入式水口和保护渣中才出现，确定为水口堵塞物和保护渣共同形成的夹杂物，其中堵塞物成分FeO、SiO2，Al2O3及CaO，其来源较为广泛，转炉和精炼工序均有可能产生。在浇注过程中由于为热换第一炉，开浇时由于拉速的变化（0.7 m/min到1.35m/min），保护渣润滑效果不好，水口堵塞物和保护渣随着液面波动卷入到钢水中，浇注过程中被卷入铸坯内部，因此在铸坯生产环节不易观察到，而在热轧环节中，随着规格的减薄（由铸坯230mm到3.0mm）,夹杂物在表面充分暴漏，因此在表面检测仪上发现聚集夹杂物的残留。

冷轧过程中进一步减薄到0.4mm,缺陷进一步得到延展，缺陷宏观开始变得规则，极易与划伤混淆，夹杂物暴漏在空气中，形成起皮类缺陷，造成产品质量不合格或者等次下降影响生产效能。

四、预防措施

（一）转炉方面：利用好700S倒炉和副枪提高一次拉碳命中率；为RH提供温度在1595℃，P成分在0.020%及以下的钢水的钢水。

（二）RH方面：调整配成分时机，确保净循环时间；利用顶渣改质和吹氩工艺，促进夹杂物上浮和吸附，确保吹氩时间。

（三）连铸方面：落实保护浇注措施，减少二次氧化，保证钢水纯净度；严格控制浇注过程吹氩流量，避免结晶器液面出现大幅翻动；对于开机热换第1支和拉速波动超过5mm及以上的铸坯优先降判SPHC；

（四）发货方面：严把发货质量关，将点数超过30点的夹杂内部进行降判处理，避免引起客户提出质量异议。

五、结论

冷轧出现带状起皮的主要原因为复合型夹杂物的卷入，金相和电镜显示结果为保护渣和水口堵塞造成。在热换第一炉等拉速波动的炉次易于产生，结合炼钢厂稳定液面控制，避免卷渣，同时加大此钢种的表面检查力度，确保此钢种各项参数达标，防止缺陷产品外发。