熱軋酸洗板表面斑狀色差產生機理及控制措施
時間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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熱軋酸洗板是介于冷軋板和熱軋板之間的產品，其質量要求要高于熱軋板，且部分熱軋酸洗板需按照冷軋板的要求進行生產。實際生產發現，熱軋酸洗板存在的表面質量缺陷主要有麻點、凹坑、氧斑、劃傷、腰折、欠酸洗和過酸洗等等，這些缺陷形成原因較明確，控制手段易于提出。然而，在首鋼遷安鋼鐵有限責任公司現場生產中發現大批量熱軋帶鋼經酸洗后表面存在斑狀色差缺陷，影響了成品的表觀質量。此類缺陷經冷軋大壓下率軋制后逐漸消失，對成品表面質量影響較小；但該缺陷對于以熱代冷的熱軋酸洗板類產品影響巨大，嚴重影響產品的涂鍍性能。
國內外相關研究表明，熱軋板表面氧化鐵皮的結構以及其與鋼基體的結合狀態是決定酸洗效果的關鍵。有學者對不銹鋼帶鋼表面條痕色差缺陷進行了分析，認為帶鋼表面粗糙度不同是造成色差缺陷的主要原因，而表面粗糙度不同的主要原因是帶鋼表面不同程度的晶間腐蝕。進一步的研究認為：連鑄保護渣對板坯表面的增碳和潤滑劑燃燒增碳都會加劇晶間腐蝕。部分研究者對冷軋帶鋼表面的縱向色差帶進行了分析，認為產生色差的主要原因是冷軋過程中乳化液潤滑不足及噴嘴堵塞造成的。
然而，對于熱軋酸洗板中普遍存在的酸洗后的斑狀色差缺陷，還未有文獻進行系統闡述。首鋼的研究者們分析了熱軋酸洗板酸洗后表面斑狀色差缺陷的產生機理，同時提出了改善和預防措施。
通過觀察，可以將熱軋酸洗板酸洗后的斑狀色差缺陷按程度分成輕、中、重3級。輕度時缺陷側光能見，界限模糊；中度時缺陷較明顯可見，板卷表面局部分布；重度時缺陷明顯可見，板卷整個表面均可見。色差呈大理石斑紋狀，無明顯手感。酸洗板表面顏色不一，襯度不均勻，表面間或存在呈各類斑狀的色塊，斑狀色差缺陷大體上沿軋制方向有延伸，有的甚至沿軋向呈條帶狀。
SEM分析顯示，色差區域與正常區域區別主要是表面粗糙度存在差異。色差區域表面呈現出凹坑密集、粗糙度較高的形貌，而正常區域表面平整光滑、基本無疏松多孔形貌存在。EDS能譜顯示，正常區域及色差區域均為100%的Fe元素，可以證實氧化鐵皮已經全部去除。
不難看出，色差缺陷的產生原因是：
（1）色差區域的氧化鐵皮與基體界面的結合形貌不同于正常區域，酸洗后帶鋼表面粗糙度的差異造成了視覺襯度的差異，形成了斑狀色差缺陷。由于帶鋼表面粗糙度有所差異，勢必會影響后續的涂鍍工序，對酸洗板類產品質量造成巨大影響。
（2）此類斑狀色差缺陷主要與熱軋精軋工作輥輥面氧化膜狀態有關。氧化膜剝落、粗糙時，軋輥碾壓帶鋼使得三次鐵皮生成不均勻并出現非均勻壓入，壓入處的鐵皮與帶鋼基體的界面粗糙、多凹坑，經酸洗除去鐵皮后，粗糙度的差異導致色差的出現。
（3）通過軋制制度的優化、軋輥使用的優化和精軋用水制度、軋制潤滑技術的優化，可以有效消除熱軋酸洗板酸洗后的斑狀色差缺陷。
國內外相關研究表明，熱軋板表面氧化鐵皮的結構以及其與鋼基體的結合狀態是決定酸洗效果的關鍵。有學者對不銹鋼帶鋼表面條痕色差缺陷進行了分析，認為帶鋼表面粗糙度不同是造成色差缺陷的主要原因，而表面粗糙度不同的主要原因是帶鋼表面不同程度的晶間腐蝕。進一步的研究認為：連鑄保護渣對板坯表面的增碳和潤滑劑燃燒增碳都會加劇晶間腐蝕。部分研究者對冷軋帶鋼表面的縱向色差帶進行了分析，認為產生色差的主要原因是冷軋過程中乳化液潤滑不足及噴嘴堵塞造成的。
然而，對于熱軋酸洗板中普遍存在的酸洗后的斑狀色差缺陷，還未有文獻進行系統闡述。首鋼的研究者們分析了熱軋酸洗板酸洗后表面斑狀色差缺陷的產生機理，同時提出了改善和預防措施。
通過觀察，可以將熱軋酸洗板酸洗后的斑狀色差缺陷按程度分成輕、中、重3級。輕度時缺陷側光能見，界限模糊；中度時缺陷較明顯可見，板卷表面局部分布；重度時缺陷明顯可見，板卷整個表面均可見。色差呈大理石斑紋狀，無明顯手感。酸洗板表面顏色不一，襯度不均勻，表面間或存在呈各類斑狀的色塊，斑狀色差缺陷大體上沿軋制方向有延伸，有的甚至沿軋向呈條帶狀。
SEM分析顯示，色差區域與正常區域區別主要是表面粗糙度存在差異。色差區域表面呈現出凹坑密集、粗糙度較高的形貌，而正常區域表面平整光滑、基本無疏松多孔形貌存在。EDS能譜顯示，正常區域及色差區域均為100%的Fe元素，可以證實氧化鐵皮已經全部去除。
不難看出，色差缺陷的產生原因是：
（1）色差區域的氧化鐵皮與基體界面的結合形貌不同于正常區域，酸洗后帶鋼表面粗糙度的差異造成了視覺襯度的差異，形成了斑狀色差缺陷。由于帶鋼表面粗糙度有所差異，勢必會影響后續的涂鍍工序，對酸洗板類產品質量造成巨大影響。
（2）此類斑狀色差缺陷主要與熱軋精軋工作輥輥面氧化膜狀態有關。氧化膜剝落、粗糙時，軋輥碾壓帶鋼使得三次鐵皮生成不均勻并出現非均勻壓入，壓入處的鐵皮與帶鋼基體的界面粗糙、多凹坑，經酸洗除去鐵皮后，粗糙度的差異導致色差的出現。
（3）通過軋制制度的優化、軋輥使用的優化和精軋用水制度、軋制潤滑技術的優化，可以有效消除熱軋酸洗板酸洗后的斑狀色差缺陷。