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低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼（LowCarbonAluminum killedsteel，簡(jiǎn)稱LCAK鋼）是包括冷軋基料和熱軋酸洗板等諸多牌號(hào)的一大類鋼種。其中，熱軋酸洗板是以優(yōu)質(zhì)熱軋板帶為原料，經(jīng)酸洗生產(chǎn)線去除氧化層，表面質(zhì)量和使用要求（主要是冷彎成型或沖壓性能）介于熱軋板和冷軋板之間的中間產(chǎn)品，是部分冷軋板理想的替代產(chǎn)品，其質(zhì)量要求要高于熱軋板，而部分熱軋酸洗板需達(dá)到冷軋板的質(zhì)量要求。

在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，LCAK鋼酸洗后存在的表面質(zhì)量缺陷主要有麻點(diǎn)、凹坑、白斑、劃傷、欠酸洗和過(guò)酸洗等，上述各類缺陷形成原因較明確，控制手段易于提出。然而，LCAK鋼酸洗后表面大批量存在黑色、絲狀和蜿蜒分布的線狀缺陷，由于其形狀類似國(guó)畫(huà)中的山水畫(huà)，故稱為山水畫(huà)缺陷。本文從山水畫(huà)缺陷的微觀分析入手，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工藝實(shí)際，明確了LCAK鋼山水畫(huà)缺陷形成的機(jī)理，提出了系統(tǒng)的控制措施。

山水畫(huà)缺陷的表現(xiàn)及影響

山水畫(huà)缺陷主要為熱軋LCAK鋼經(jīng)酸洗后表現(xiàn)出來(lái)的一種表面缺陷，而熱軋卷表面并未存在明顯異常，不同鋼種和不同規(guī)格的熱軋卷經(jīng)酸洗后山水畫(huà)缺陷均有存在。其中，LCAK鋼山水畫(huà)缺陷最嚴(yán)重，在帶鋼表面分布面積也最廣。當(dāng)山水畫(huà)缺陷較嚴(yán)重時(shí)，連退成品表面仍可觀察到山水畫(huà)缺陷，產(chǎn)品用于家電和汽車等外板時(shí)無(wú)法滿足客戶要求，尤其是當(dāng)客戶采用電鍍鋅工藝處理后，此種缺陷顯現(xiàn)明顯，嚴(yán)重影響產(chǎn)品外觀質(zhì)量。

為進(jìn)一步分析酸洗時(shí)間對(duì)山水畫(huà)缺陷的影響，針對(duì)低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼熱軋卷試樣進(jìn)行了模擬酸洗試驗(yàn)。酸液為1：1的鹽酸水溶液，進(jìn)行常溫電解酸洗。對(duì)于出現(xiàn)山水畫(huà)表面缺陷試樣，采用延長(zhǎng)酸洗時(shí)間的方法進(jìn)行不同酸洗時(shí)間下表面缺陷觀察，腐蝕時(shí)間分別為10、20min。結(jié)果表明，延長(zhǎng)酸洗時(shí)間無(wú)法消除試樣表面山水畫(huà)缺陷。

采用SEM（掃描電鏡）對(duì)山水畫(huà)缺陷進(jìn)行微觀分析，結(jié)果表明，山水畫(huà)缺陷在SEM下表現(xiàn)為二次電子信號(hào)較強(qiáng)的白亮區(qū)域。將白亮部位放大觀察，發(fā)現(xiàn)此處除正?；w晶粒外，表面多處粘附一層凸凹疏松、多孔和凹凸不平的膜狀物質(zhì)。對(duì)缺陷部位進(jìn)行面掃描發(fā)現(xiàn)，該部位氧含量偏高，其次存在微量的鋁和鈣。

酸洗后試樣表面山水畫(huà)缺陷的截面形貌類似山包，中間峰高度約為3.18μm。通過(guò)分析缺陷的截面微觀形貌及能譜分析結(jié)果可見(jiàn)，缺陷處氧含量較高，存在明顯的鐵皮殘留及壓入痕跡，同時(shí)在膜狀物質(zhì)與基體的界面處也發(fā)現(xiàn)了硅元素的存在，說(shuō)明鐵皮界面處形成了高黏附力的鐵橄欖石相（Fe2SiO4），更易于造成鐵皮殘留的產(chǎn)生。

影響熱軋帶鋼氧化鐵皮狀態(tài)的工藝參數(shù)包括板坯出爐溫度、在爐時(shí)間、R1和R2除鱗狀態(tài)、中間坯溫度控制情況、精軋除鱗狀態(tài)、機(jī)架間冷卻水的狀態(tài)、終軋與卷取溫度控制狀態(tài)和層流冷卻水控制狀態(tài)等。本文針對(duì)山水畫(huà)缺陷進(jìn)行典型因素對(duì)比分析。

加熱制度對(duì)山水畫(huà)缺陷的影響。實(shí) 際生產(chǎn)酸洗板的板坯入爐溫度為50—300℃，均為冷裝。在此溫度區(qū)間內(nèi)對(duì)酸軋生產(chǎn)線跟蹤發(fā)現(xiàn)，酸洗后帶鋼表面均出現(xiàn)了山水畫(huà)缺陷；此時(shí)將出爐溫度控制為1280—1310℃，在爐時(shí)間控制為230—370min。在此溫度控制區(qū)間內(nèi)對(duì)酸軋產(chǎn)線跟蹤發(fā)現(xiàn)，酸洗后帶鋼表面均出現(xiàn)了山水畫(huà)缺陷。可見(jiàn)，加熱制度對(duì)山水畫(huà)缺陷的影響并不明顯。

粗軋除鱗道次對(duì)山水畫(huà)缺陷的影響。通過(guò)對(duì)比1，3道次除鱗和1，3，5道次除鱗后山水畫(huà)缺陷的形貌，得出：增加粗軋除鱗道次可明顯降低帶鋼表面山水畫(huà)缺陷的嚴(yán)重程度。

精軋及卷取因素對(duì)山水畫(huà)缺陷的影響。精軋除鱗均進(jìn)行過(guò)打靶試驗(yàn)，以確保除鱗水弧面搭接量合適，且生產(chǎn)中精軋均采用雙道次除鱗。結(jié)果表明，上述措施對(duì)山水畫(huà)缺陷產(chǎn)生與否無(wú)明顯影響；調(diào)整機(jī)架間冷卻水流量，控制終軋目標(biāo)溫度為890℃、實(shí)際控制精度為±20℃。結(jié)果表明，冷卻水流量無(wú)法明顯抑制山水畫(huà)缺陷的產(chǎn)生；卷取目標(biāo)溫度主要有710℃、670℃兩種，實(shí)際控制精度為±20℃。結(jié)果表明，兩種卷取溫度下帶鋼表面均出現(xiàn)了山水畫(huà)缺陷。

山水畫(huà)缺陷形成機(jī)理分析

山水畫(huà)缺陷微觀特征的分析表明，表層存在氧化鐵為主的黏附性較強(qiáng)的物質(zhì)是導(dǎo)致帶鋼表面產(chǎn)生山水畫(huà)缺陷的根本原因。對(duì)所有生產(chǎn)關(guān)聯(lián)性因素進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，山水畫(huà)缺陷的產(chǎn)生與粗除鱗關(guān)系密切。與常規(guī)除鱗系統(tǒng)故障導(dǎo)致的氧化鐵皮壓入缺陷不同，山水畫(huà)缺陷只有在帶鋼酸洗后才能表現(xiàn)出來(lái)，進(jìn)而影響下道工序產(chǎn)品表面質(zhì)量，而在熱軋卷表面未觀察到任何異常之處。然而，山水畫(huà)缺陷處含有的膜狀氧化鐵確鑿地說(shuō)明了熱軋板卷表層的氧化鐵皮去除不徹底。本文從山水畫(huà)缺陷的山峰具有沿軋向和逆軋向的雙向特征出發(fā)，分析如下：

山水畫(huà)缺陷是由于中間坯在R2可逆軋制時(shí)除鱗不徹底所致。除鱗不徹底導(dǎo)致中間坯表層并非平整光滑，因此部分表面存在凸起或臺(tái)階。由于R2一般采用1，3，5道次除鱗，奇數(shù)道次除鱗均是中間坯進(jìn)入R2時(shí)進(jìn)行除鱗，一直采用該方向進(jìn)行除鱗，在中間坯表層的凸起或臺(tái)階的背面凹坑處必然會(huì)殘留部分未除凈的氧化鐵皮。這些氧化鐵皮在后續(xù)的往復(fù)軋制中延伸并形成山峰的特征。由于是往復(fù)可逆軋制，這種山峰必然存在沿軋向和逆軋向的特征。

控制措施及效果

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤發(fā)現(xiàn)，在R2采取1，3，5道次除鱗，比1，3道次除鱗更能減輕山水畫(huà)缺陷的嚴(yán)重程度，因此將R2的除鱗道次固化為3道次以上。同時(shí)，酌情增加第2道次或第4道次除鱗，從反方向去除殘留的氧化鐵皮。另外，結(jié)合生產(chǎn)線實(shí)際情況，采取了新型粗軋除鱗噴嘴，以保證除鱗扇面的重疊量，提高除鱗打擊力。

通過(guò)改進(jìn)粗軋除鱗系統(tǒng)參數(shù)，改進(jìn)后的除鱗扇面重疊量為5—32mm，說(shuō)明除鱗系統(tǒng)達(dá)到了對(duì)板卷表面的全覆蓋。增加除鱗道次和優(yōu)化除鱗系統(tǒng)參數(shù)后，LCAK鋼酸洗后表面的山水畫(huà)缺陷得到明顯改善。