浅谈冷轧钢带表面缺陷

冷轧薄板类史文1977.9男本科助工E-mail:[e-mail]浅谈冷轧钢带表面缺陷史文,孟猛（唐钢冷轧薄板厂,地址：河北省唐山市滨河路9号，邮编：063016）摘要：本文通过对冷轧钢带表面缺陷特征和产生机理的分析，对冷轧钢带表面缺陷作了分类，并分析说明冷轧钢带表面缺陷对后序加工的不良影响以及冷轧钢带表面缺陷产生的主要原因，提出了主要控制措施，对冷轧钢带表面缺陷有了全面的认识。关键词：冷轧钢带表面缺陷缺陷分析1前言薄板、带钢的生产技术是钢铁工业发展水平的一个重要标志.冷轧钢带以其良好的表面质量和机械性能在很多领域得到广泛的应用，冷轧带钢生产技术的发展主要是增加钢卷重量,加快机组速度,提高产品精度,改善板形,提高自动化程度以及改进轧机结构和生产工艺等.在过去几十年冷轧生产技术及产品质量都取得了突飞猛进的发展。随着设备和生产工艺的改进以及自动化控制水平的不断提高，冷轧钢带的尺寸精度板形力学性能等质量特性都得到了很好的控制，表面质量的重要性越来越突出。汽车、家电、机械电子、建筑装饰等冷轧钢带的主要下游用户对表面质量的要求也越来越高。近几年冷轧钢带发生的质量异议和质量投诉绝大多数都是表面缺陷问题，所以如何控制冷轧钢带表面缺陷、提高冷轧钢带表面质量成为冷轧工序质量改进的主要任务。冷轧钢带表面缺陷形态千变万化、产生原因错综复杂,随着技术不断改进，生产工艺日新月异，某些缺陷已经不再发生，或改变形态出现，而一些新的缺陷又会出现。因此，冷轧工序要正确识别判断各种缺陷，加强对缺陷的检测和分析，查找问题的根源，采取相应的控制措施以达到改善产品质量的目的。2冷轧钢带表面缺陷的分类2.1根据缺陷特征分类冷轧钢带表面缺陷形态各异，但根据缺陷基本特征分类可以分为以下几类：（1）点缺陷。该类缺陷以点状形式在钢带表面出现，有的单点发生，有的在相对集中的区域内连续发生，有些点缺陷具有周期性，例如辊印（见图1）粘辊等，有些却毫无规律性例如点锈、垃圾印等。图1点状辊印缺陷（2）线缺陷。该类缺陷往往以线条形式在钢带表面出现，有的连续发生，也有的间断发生，有纵向的,例如划伤（见图2）划痕等，也有横向的，例如横条印。图2线状划伤缺陷（3）条纹缺陷。该类缺陷通常以各种条纹形式在钢带表面出现，有些有规则性，例如震动纹（见图3）等，也有些无规则花纹，如平整皱纹等。图3条纹状震动缺陷（4）面积性缺陷。该类缺陷往往在钢带表面局部区域内成片出现，具有一定的面积范围，对表面质量的影响也比较大，例如乳化液斑、碱液斑、锈斑（见图4）等。图4面积性锈斑缺陷当然以上的分类方法是以常见的缺陷形态相对而言，当缺陷的数量和程度变化时也会相互转变，例如对点缺陷，如果在钢带表面局部区域密集发生时，对这个缺陷区域可能就转化为面积性缺陷2.2根据缺陷产生机理分类冷轧钢带产生的机理表面缺陷多种多样，有些是单种因素导致，有些是多种因素综合导致，但根据缺陷产生的主要机理分类，可以分为以下几类：（1）前工序遗传类。这类缺陷主要在前工序炼钢。热轧等工序已经产生，在冷轧工序无法消除，进一步暴露。例如夹杂（见图5）、分层、氧化铁皮等。图5前工序遗传夹杂缺陷（2）表面附着物类该类缺陷。主要是在整个生产过程中钢带表面附着了其他物质造成，特别是生产过程中的一些工艺介质残留在钢带表面很容易造成缺陷，例如乳化液斑（见图6）、油斑等。图6附着物乳化液斑缺陷（3）冷轧加工变形类。该类缺陷主要在钢带加工变形发生变形量时发生，主要是变形时设备故障、工艺或操作不当造成，还有一些是轧辊处理不好或粘附异物在加工时造成，例如震动纹、横折印、辊印等。（4）机械损伤类。该类缺陷主要在整个生产过程中以及搬运时钢带与设备等硬物接触造成的损伤，使钢带的表层受到破坏，例如划伤、压痕等。（5）腐蚀类。该类缺陷主要是钢带受到外界环境影响，表面发生化学反应造成腐蚀，例如锈蚀、氧化、过酸洗等。3冷轧钢带表面缺陷对后序加工的不良影响冷轧钢带被广泛的应用于汽车、家电、电子机械、五金等各个行业，有些作为再加工的原材料，有些则直接加工成产品，虽然不同最终用途对表面质量的要求有差异，但归纳起来冷轧钢带表面缺陷对后序加工的不良影响主要有以下几种：(1)影响最终产品的美观性。用冷轧钢带加工的一些产品，例如汽车外板、家电、面板装饰品等，非常注重外表的美观，如果钢带表面有了缺陷瑕疵，在后续加工无法掩盖，则直接影响了最终产品的美观，使用户难以接受。（2）影响再加工的涂镀性。为了增强钢带的耐腐蚀性和美观性，冷轧钢带表面常常被涂镀各种金属或有机材料，例如镀锌、镀锡、镀镍、镀铜、彩涂、覆膜等，钢带表面有些缺陷直接影响涂镀性和加工后产品的质量，造成无法加工或产品降级。（3）影响再加工的深压性。钢带表面的有些缺陷比较致命，在进行深冲、涨缩等后续加工中容易造成开裂、穿孔等直接造成报废。4冷轧钢带表面缺陷产生的主要原因和控制措施冷轧钢带生产要经过酸洗、轧制、电解清洗、退火、平整、剪切等工序，各工序生产都会产生表面缺陷，因此冷轧钢带表面缺陷产生的原因是多方面的，而且也是在不断变化的，常见缺陷产生的主要原因有以下几类：(1)来料缺陷遗传因素。在冷轧的前工序炼钢、热轧等工序形成的一些缺陷，如夹杂、气泡、边裂、折叠、切边不净、氧化铁皮压入、欠酸洗等,如果控制不好，会直接影响冷轧产品表面质量。对这些缺陷，冷轧工序一般无法消除，因此要做好产品质量的一贯制管理，加强前工序的质量控制和冷轧的来料检验工作，减少前工序缺陷流入本工序。（2）清洁生产执行不力。冷轧钢带生产过程中，清洁生产至关重要，许多表面缺陷都是因为生产或搬运过程不清洁直接造成的。生产过程不清洁还会间接影响表面质量。因此要形成清洁生产的工艺制度，定期进行设备的清洁，保证生产过程和生产现场的清洁，是减少表面缺陷的有效措施。（3）生产工艺制度不合理。冷轧生产过程生产工艺制度不合理,如乳化液温度及浓度、轧制速度、轧辊压下量调整不当,张力设置不合理，也会产生表面缺陷，例如热划伤、轧制厚度不均、及各种板形缺陷.因此要不断优化生产工艺制度，严格控制生产过程的各项工艺参数，预防各类表面缺陷的发生。（4）生产工艺执行不当或操作失误。冷轧生产中出现的事故,一般分为操作事故、设备事故和质量事故,都直接对设备、质量、产量带来影响,因此,当发生事故时,应立即采取有效措施进行及时处理.可能发生的事故主要为以下三类:①跑偏.发生在穿带时的头部跑偏或脱尾时的尾部跑偏,是由于来料薄厚不均,操作不熟练,轧辊老化,电气原因等原因造成的.轻微跑偏时,可及时调整压下螺丝来消除;严重跑偏时,需在机架前剪断带钢,找出原因,再重新穿带.在轧制极薄带钢时,跑偏很容易损伤轧辊,应特别引起注意.②断带.断带的原因可归纳为来料有缺陷、焊缝质量不好、误操作、电气及机械故障.断带不仅损伤工作辊,甚至使支撑辊发生严重粘结.断带后废带的处理,工作辊的抽出相当困难,而且处理时间长,劳动强度大,断带处理后,应对设备进行检查.换辊后开轧的第一卷钢要认真检查表面质量,对有焊缝的钢卷,在焊缝进入轧机之前,应降低轧制速度.防止事故发生.③轧机振动.轧机振动一般发生在高速轧制极薄带时.由于振动,使带钢厚度波动,同时很容易产生断带.因此,一旦听见轧机有明显振动声时,立即降低轧制速度,使振动消除.产生振动的原因很多,如轧制速度过高;成品厚度薄;成品道次的轧制压力较低,变形量小;带钢前张力较大;润滑情况不好;工作辊的粗糙度不够;支撑辊有损伤;各种轧制参数的突变,轧辊轴承内和轴承座之间的间隙较大等等.引起轧机振动的原因较复杂,不容易作出正确的判断,通过仔细查找和分析,在没有得出正确结论之前,只有用限制轧制速度的方法来防止发生振动.在冷轧各个工序的生产加工过程，由于生产工艺执行不当或操作失误会直接造成表面缺陷，因此操作人员要严格执行生产工艺制度和操作规程，精心操作，认真检验，减少不必要的缺陷发生。5结束语随着冷轧钢带用户对表面质量要求的提高，冷轧钢带表面缺陷越来越受到关注，对冷轧钢带表面缺陷的正确分析和认识也显得越来越重要，只有对冷轧钢带表面缺陷的特征、不良影响以及产生原因有了正确的认识，才能合理控制产品质量，采取有效的控制措施实施质量攻关，以达到改善产品质量的目的，最终满足用户的使用要求。参考文献：[1]热冷轧热镀锌金属板带的表面缺陷图谱德国钢铁学会中国金属学会编译,2000.[2]冷轧带钢生产问答第二版