热轧酸洗板表面斑状色差产生机理及控制措施
时间：2019-06-13
作者：无锡不锈钢板
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热轧酸洗板是介于冷轧板和热轧板之间的产品，其质量要求要高于热轧板，且部分热轧酸洗板需按照冷轧板的要求进行生产。实际生产发现，热轧酸洗板存在的表面质量缺陷主要有麻点、凹坑、氧斑、划伤、腰折、欠酸洗和过酸洗等等，这些缺陷形成原因较明确，控制手段易于提出。然而，在首钢迁安钢铁有限责任公司现场生产中发现大批量热轧带钢经酸洗后表面存在斑状色差缺陷，影响了成品的表观质量。此类缺陷经冷轧大压下率轧制后逐渐消失，对成品表面质量影响较小；但该缺陷对于以热代冷的热轧酸洗板类产品影响巨大，严重影响产品的涂镀性能。
国内外相关研究表明，热轧板表面氧化铁皮的结构以及其与钢基体的结合状态是决定酸洗效果的关键。有学者对不锈钢带钢表面条痕色差缺陷进行了分析，认为带钢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带钢表面不同程度的晶间腐蚀。进一步的研究认为：连铸保护渣对板坯表面的增碳和润滑剂燃烧增碳都会加剧晶间腐蚀。部分研究者对冷轧带钢表面的纵向色差带进行了分析，认为产生色差的主要原因是冷轧过程中乳化液润滑不足及喷嘴堵塞造成的。
然而，对于热轧酸洗板中普遍存在的酸洗后的斑状色差缺陷，还未有文献进行系统阐述。首钢的研究者们分析了热轧酸洗板酸洗后表面斑状色差缺陷的产生机理，同时提出了改善和预防措施。
通过观察，可以将热轧酸洗板酸洗后的斑状色差缺陷按程度分成轻、中、重3级。轻度时缺陷侧光能见，界限模糊；中度时缺陷较明显可见，板卷表面局部分布；重度时缺陷明显可见，板卷整个表面均可见。色差呈大理石斑纹状，无明显手感。酸洗板表面颜色不一，衬度不均匀，表面间或存在呈各类斑状的色块，斑状色差缺陷大体上沿轧制方向有延伸，有的甚至沿轧向呈条带状。
SEM分析显示，色差区域与正常区域区别主要是表面粗糙度存在差异。色差区域表面呈现出凹坑密集、粗糙度较高的形貌，而正常区域表面平整光滑、基本无疏松多孔形貌存在。EDS能谱显示，正常区域及色差区域均为100%的Fe元素，可以证实氧化铁皮已经全部去除。
不难看出，色差缺陷的产生原因是：
（1）色差区域的氧化铁皮与基体界面的结合形貌不同于正常区域，酸洗后带钢表面粗糙度的差异造成了视觉衬度的差异，形成了斑状色差缺陷。由于带钢表面粗糙度有所差异，势必会影响后续的涂镀工序，对酸洗板类产品质量造成巨大影响。
（2）此类斑状色差缺陷主要与热轧精轧工作辊辊面氧化膜状态有关。氧化膜剥落、粗糙时，轧辊碾压带钢使得三次铁皮生成不均匀并出现非均匀压入，压入处的铁皮与带钢基体的界面粗糙、多凹坑，经酸洗除去铁皮后，粗糙度的差异导致色差的出现。
（3）通过轧制制度的优化、轧辊使用的优化和精轧用水制度、轧制润滑技术的优化，可以有效消除热轧酸洗板酸洗后的斑状色差缺陷。
国内外相关研究表明，热轧板表面氧化铁皮的结构以及其与钢基体的结合状态是决定酸洗效果的关键。有学者对不锈钢带钢表面条痕色差缺陷进行了分析，认为带钢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带钢表面不同程度的晶间腐蚀。进一步的研究认为：连铸保护渣对板坯表面的增碳和润滑剂燃烧增碳都会加剧晶间腐蚀。部分研究者对冷轧带钢表面的纵向色差带进行了分析，认为产生色差的主要原因是冷轧过程中乳化液润滑不足及喷嘴堵塞造成的。
然而，对于热轧酸洗板中普遍存在的酸洗后的斑状色差缺陷，还未有文献进行系统阐述。首钢的研究者们分析了热轧酸洗板酸洗后表面斑状色差缺陷的产生机理，同时提出了改善和预防措施。
通过观察，可以将热轧酸洗板酸洗后的斑状色差缺陷按程度分成轻、中、重3级。轻度时缺陷侧光能见，界限模糊；中度时缺陷较明显可见，板卷表面局部分布；重度时缺陷明显可见，板卷整个表面均可见。色差呈大理石斑纹状，无明显手感。酸洗板表面颜色不一，衬度不均匀，表面间或存在呈各类斑状的色块，斑状色差缺陷大体上沿轧制方向有延伸，有的甚至沿轧向呈条带状。
SEM分析显示，色差区域与正常区域区别主要是表面粗糙度存在差异。色差区域表面呈现出凹坑密集、粗糙度较高的形貌，而正常区域表面平整光滑、基本无疏松多孔形貌存在。EDS能谱显示，正常区域及色差区域均为100%的Fe元素，可以证实氧化铁皮已经全部去除。
不难看出，色差缺陷的产生原因是：
（1）色差区域的氧化铁皮与基体界面的结合形貌不同于正常区域，酸洗后带钢表面粗糙度的差异造成了视觉衬度的差异，形成了斑状色差缺陷。由于带钢表面粗糙度有所差异，势必会影响后续的涂镀工序，对酸洗板类产品质量造成巨大影响。
（2）此类斑状色差缺陷主要与热轧精轧工作辊辊面氧化膜状态有关。氧化膜剥落、粗糙时，轧辊碾压带钢使得三次铁皮生成不均匀并出现非均匀压入，压入处的铁皮与带钢基体的界面粗糙、多凹坑，经酸洗除去铁皮后，粗糙度的差异导致色差的出现。
（3）通过轧制制度的优化、轧辊使用的优化和精轧用水制度、轧制润滑技术的优化，可以有效消除热轧酸洗板酸洗后的斑状色差缺陷。