熱軋酸洗板以優(yōu)質(zhì)熱軋薄板為原料，通過酸洗工序去除熱軋帶鋼表面氧化層，使帶鋼獲得良好的表面質(zhì)量。熱軋酸洗板是一種介于熱軋板和冷軋板之間的產(chǎn)品，與傳統(tǒng)熱軋板相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）表面質(zhì)量良好，便于后續(xù)焊接、涂油和上漆[1]；（2）表面平整，消除了產(chǎn)品的屈服平臺(tái)及內(nèi)應(yīng)力，使板形質(zhì)量更優(yōu)良；（3）由于熱軋酸洗板不經(jīng)過冷軋?jiān)佘堉疲档土擞脩舻牟少?gòu)成本，具有良好的市場(chǎng)發(fā)展空間[2]。

本鋼熱軋酸洗板產(chǎn)品已成功應(yīng)用于汽車、家電、船業(yè)和運(yùn)動(dòng)器材等行業(yè)，其中高級(jí)別酸洗產(chǎn)品的生產(chǎn)比例高達(dá)60%以上。高級(jí)別酸洗板產(chǎn)品相對(duì)于普通級(jí)別酸洗板產(chǎn)品，需對(duì)鑄坯表面進(jìn)行清理（人工清理或機(jī)械清理），且在成分、工藝控制和表面質(zhì)量控制上要求更為嚴(yán)格。而縱向條紋缺陷是導(dǎo)致熱軋酸洗產(chǎn)品降級(jí)的常見缺陷之一，會(huì)降低產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)，直接造成產(chǎn)品附加值下降，降低產(chǎn)品利潤(rùn)，造成資源浪費(fèi)。此外，該缺陷還會(huì)加速板面的銹蝕[3-6]。因而對(duì)縱向條紋的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析并解決此缺陷具有重要意義。

1.   缺陷宏觀描述

酸洗后的縱向條紋缺陷沿帶鋼縱向分布，在帶鋼寬度方向上條紋呈現(xiàn)明暗相間的色差，明暗分界明顯，且條紋較基板偏暗。形貌上，條紋間距30~80 mm不等，寬度20~40 mm不等。同時(shí)，經(jīng)過在大氣環(huán)境中放置后的觀察對(duì)比，條紋處相對(duì)于無缺陷處更容易出現(xiàn)銹蝕。其典型形貌如圖1所示。

2.   工藝過程跟蹤與分析

由于縱向條紋缺陷集中發(fā)生在鑄坯清理后的高級(jí)別酸洗板上，說明該缺陷的產(chǎn)生與產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝差異有關(guān)。為此，結(jié)合高級(jí)別酸洗板與其它產(chǎn)品生產(chǎn)工藝差別，對(duì)高級(jí)別酸洗板的生產(chǎn)情況進(jìn)行了跟蹤與排查。

2.1   鑄坯表面形態(tài)對(duì)比

對(duì)于高級(jí)別酸洗板，為避免帶鋼出現(xiàn)夾雜、結(jié)疤等缺陷，需對(duì)鑄坯表面進(jìn)行清理。圖2為清理后和未清理的鑄坯表面形態(tài)對(duì)比。清理鑄坯表面高點(diǎn)間距約為40~50 mm不等，個(gè)別點(diǎn)為30 mm，清理深度約為3 mm左右。宏觀上看，清理后的鑄坯表面存在明顯的高脊和凹槽。而未清理鑄坯表面較為平坦，無明顯縱向凹凸。從鑄坯的表面狀態(tài)可以看出，人工清理的鑄坯表面本身存在一定的凹凸形貌。

2.2   熱軋工序排查

在熱軋工序中對(duì)清理與未清理的鑄坯生產(chǎn)情況進(jìn)行了對(duì)比跟蹤，發(fā)現(xiàn)在經(jīng)過熱軋高壓水除鱗后，未清理鑄坯在除鱗后表面較光潔，而人工清理過的鑄坯在除鱗后表面呈現(xiàn)明顯的縱向色差。未清理鑄坯與清理鑄坯在熱軋除鱗后的表面對(duì)比如圖3所示。

3.   表面缺陷檢測(cè)結(jié)果

3.1   表面氧化鐵皮厚度微觀分析

利用掃描電鏡分別對(duì)清理鑄坯和未清理鑄坯生產(chǎn)的帶鋼表面鐵皮厚度進(jìn)行了檢測(cè)。結(jié)果顯示，未清理鑄坯生產(chǎn)的帶鋼表面氧化鐵皮厚度比較均勻；人工清理鑄坯生產(chǎn)的帶鋼表面凹凸部位的氧化鐵皮厚度不均勻，凹槽部位的氧化鐵皮厚度極薄，見圖4。

3.2   表面化學(xué)成分檢測(cè)

利用掃描電鏡及能譜分析儀對(duì)帶有縱向條紋缺陷的鋼板進(jìn)行了化學(xué)成分檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。從檢測(cè)結(jié)果來看，條紋處和非條紋處均含O與Fe，且條紋處的O含量明顯偏多，其具體表面形態(tài)及成分如圖5所示。

3.3   表面粗糙度檢測(cè)

針對(duì)存在縱向條紋缺陷的鋼板，對(duì)條紋處和非條紋處的表面粗糙度進(jìn)行了測(cè)量，測(cè)量結(jié)果如圖6所示（奇數(shù)為縱向條紋部位，偶數(shù)為無缺陷部位）。從圖6中可以看出，條紋缺陷部位的表面粗糙度大于無條紋缺陷部位。

4.   缺陷成因分析及解決方法

根據(jù)對(duì)酸洗板生產(chǎn)過程的跟蹤及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，認(rèn)為高級(jí)別酸洗板產(chǎn)生縱向條紋缺陷的主要原因是鑄坯經(jīng)熱軋高壓水除鱗后，清理后鑄坯表面的高脊與凹槽部位存在溫度梯度[7]，且高脊與凹槽部位的除鱗效果不一致，使除鱗后的高脊部位比凹槽部位氧化層厚。在經(jīng)過后續(xù)軋制壓入到帶鋼表面，使帶鋼表面氧化鐵皮層厚度呈薄厚波動(dòng)，且高脊部位氧化層經(jīng)軋制壓入后與鋼基體結(jié)合更加緊密[8]。在同等酸洗條件下，高脊部位軋制壓入的氧化鐵皮更難溶解，造成帶鋼表面粗糙度過大，進(jìn)而形成暗色縱向條紋缺陷。

結(jié)合分析結(jié)果，要求煉鋼廠在高級(jí)別酸洗板生產(chǎn)過程中進(jìn)行嚴(yán)格控制，不再對(duì)鑄坯進(jìn)行表面清理，同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)鑄坯表面質(zhì)量檢測(cè)，對(duì)不符合要求的鑄坯進(jìn)行改判處理。

5.   結(jié)束語

（1）雖然鑄坯清理可有效控制夾雜、結(jié)疤等缺陷，但清理后的鑄坯表面形態(tài)對(duì)后續(xù)熱軋的除鱗效果帶來不利影響，提出后續(xù)生產(chǎn)取消高級(jí)別酸洗板的表面清理的措施。

（2）經(jīng)過工藝調(diào)整，高級(jí)別酸洗板的縱向條紋降級(jí)率由原來的10%降為0.1%以下。

（3）由于不再對(duì)鑄坯進(jìn)行清理，降低了生產(chǎn)成本，進(jìn)一步提高了高級(jí)別酸洗板的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]王銀軍, 穆海玲, 董漢君, 等. SPHC熱帶氧化鐵皮酸洗困難原因分析及對(duì)策. 軋鋼, 2006,23(4):51doi: 10.3969/j.issn.1003-9996.2006.04.018

[2]梁振威, 杜秀珍. “以熱代冷”熱軋酸洗板卷生產(chǎn)與實(shí)踐//2007中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集. 成都, 2007:58

[3]閆博, 王雪蓮. CSP熱軋鋼板氧化皮與表面粗糙度的研究. 軋鋼, 2009,26(1):10doi: 10.3969/j.issn.1003-9996.2009.01.003

[4]Chen R Y, Yuen W Y D. A study of the scale structure of hot rolled steel strip by simulated coiling and cooling. Oxid Met,2000,53(5/6):539doi: 10.1023/A:1004637127231

[5]Gines M J L, Benite G J, Perez T, et al. Study of the pick-lability of 1. 8mm hot rolled steel strip in hydrochloric acid. Latin Am Appl Res,2002,32(4):281

[6]王宏霞, 王俊海. 冷軋?jiān)习逅嵯窗l(fā)黑原因分析. 山東冶金, 2007,29(S1):76

[7]于洋, 李清亮, 劉振宇. 板帶熱連軋過程中氧化鐵皮生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)的數(shù)值模擬. 鋼鐵, 2008,43(1):55doi: 10.3321/j.issn:0449-749X.2008.01.014

[8]Liu Z, Gao W. A numerical model to predict the kinetics of anisothermal oxidation of metals. High Temp Mater Processes,1998,17(4):231

文章來源——金屬世界