冷轧带钢表面缺陷识别与控制

Ｔｏｔａｌ　Ｎｏ．１７９　冶金设备　总第１７９期　Ｆｅｂｒｕａｒｙ　２０１０　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ　ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ　２０１０年２月第１期　

冷轧带钢表面缺陷识别与控制　李峰①叶学卫姜正连黄健　（宝钢股份公司冷轧厂上海２００９４１）　

摘要针对冷轧带钢常见表面缺陷的种类、识别以及产生原因进行详细的论述，提出了主要预防和控制　措施，对冷轧带钢表面缺陷有了进一步的认识，对提高带钢表面质量极其重要。　关键词　冷轧带钢表面缺陷识别　中图分类号ＴＧ３３３．７１　文献标识码Ｂ　

Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｄｅｆｅｃｔｓ　ｏｎ　Ｃｏｌｄ　Ｒｏｌｌｅｄ　Ｓｔｒｉｐ　Ｌｉ　Ｆｅｎｇ　Ｙｅ　Ｘｕｅｗｅｉ　Ｊｉａｎｇ　Ｚｈｅｎｇｌｉａｎ　Ｈｕａｎｇ　Ｊｉａｎ　（Ｃｏｌｄ　Ｒｏｌｌｉｎｇ　Ｐｌａｎｔ，Ｂａｏｓｈａｎ　Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００９４１）　

ＡＢＳＴＲＡＣＴ　Ｔｈｅ　ｔｙｐｅｓ　ｏｆ　ｃｏｍｍｏｎ　ｄｅｆｅｃｔｓ，ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃａｕｓｅｓ　ｏｆ　ｃｏｌｄ　ｒｏｌｌｅｄ　ｓｔｒｉｐ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｗｅｒｅ　ｄｉｓ—　ｃｕｓｓｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｓｏｍｅ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｗｅｒｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ａｎｄ　ａ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｕｎｄｅｒ－　ｓｔａｎｄｉｎｇ　ｏｆ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｄｅｆｅｃｔｓ　ｏｎ　ｃｏｌｄ　ｒｏｉｌｅｄ　ｓｔｒｉｐ　ａｒｅ　ａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｉｔ　ｉｓ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｆｏｒ　ｒｉｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｌｄ　ｒｏｌｌｅｄ　ｓｈｅｅｔ．　ＫＥＹＷＯＲＤＳ　Ｃｏｌｄ　ｒｏｌｌｅｄ　ｓｔｒｉｐ　Ｓｕｒｆａｃｅ　ｄｅｆｅｃｔｓ　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　

１前言　随着用户对冷轧带钢表面质量要求的提高，　表面缺陷的控制越来越受到关注，其控制水平已　成为能否向高端用户供货的关键因素之一。然　而，表面缺陷的种类和形成原因非常复杂，从炼　钢、热轧、冷轧直至用户使用的每一个过程都可　能产生表面缺陷，其成因涉及工艺、设备、技术、　管理、操作、生产组织的各个环节。因此，表面缺　陷控制也是产品质量极其重要的一个方面。　２冷轧带钢常见表面缺陷分类及识别　根据表面缺陷产生的机理，主要分以下几　类：　２．１来料缺陷　在炼钢、热轧等前道工序已经产生，在冷轧　工序无法消除并进一步暴露。如孔洞、夹杂、氧　化铁皮压人、丝状斑迹等。　孔洞是薄规格冷轧带钢中的一种常见缺陷　（见图１），一般是指铸坯中的夹杂、卷渣、表面裂　纹等缺陷在轧制过程中形成…。孔洞可用肉眼　识别，对高速运行带钢来说，可采用在线孔洞仪　装置来检测。　

图１孔洞　夹杂是残留在板坯内部的颗粒夹杂物经冷　轧后沿轧制方向平行的黑色、灰黑色、灰白色长　

①作者简介：李峰，男，１９８２年出生，硕士，工程师，毕业于东北大学金属压力加工专业，现从事冷轧板带生产工艺研究　６５—　总第１７９期　冶金设备　２０１０年２月第１期　条状缺陷（见图２），无规律分布在带钢表面心］。　部分夹杂经热轧后就暴露在表面，而有些夹杂　需经冷轧后才能暴露在表面，暴露在表面的肉眼　即可鉴别。产生夹杂的常见原因：①由于炼钢铸　坯中，凝固时硫偏析所致；②钢液凝固过程中夹　杂物向内弧侧上浮逐步聚集而成；③由于结晶器　钢水出口的角度偏差，导致保护渣卷入铸坯表层　后轧人形成；④热轧加热炉中耐火材料落在带钢　表面轧入　

图２夹杂　氧化铁皮压人一般分布于带钢的下表面（见　

图３），与轧制方向平行，颜色发灰黑，少量发白，　有明显延伸，零星或密集出现　］。常具有下述特　点：①批量出现，一旦连续发生，往往集中发生于　某个热￣ＬＣＬ制计划周期；②对于同一热轧计划，　往往是从无到有、缺陷程度则是由轻到重演变；　③如非批量出现，一般多见于钢卷头尾；④与钢　种相关性强，如精轧温度高的钢种相对容易发　生。通常导致氧化铁皮压入的原因有：①热轧工　作辊辊面氧化膜剥落轧入；②终轧温度未按下限　控制，精轧出口温度波动大；③２　除鳞箱未除鳞或　部分未除鳞、２　除鳞箱喷水延时等。　

图３氧化铁皮压入　丝状斑迹属于热轧来料缺陷，酸洗后部分带　钢表面肉眼即可观察到（见图４），经过退火平整　后，在普冷表面此缺陷往往很难发现　Ｊ。但如带　钢表面发生碳化使表面发黑，则此缺陷往往会暴　露出来。另外，电镀锌也会使普冷基板肉眼不可　６６．．．——　见的热轧丝状斑迹“泛”出来，在丝状斑迹处与正　常部位锌的晶粒形貌有明显的差异。　图４丝状斑迹　２．２表面附着物类缺陷　主要是在生产过程中带钢表面附着了其他　物质造成。特别是生产过程中的一些工艺介质　残留在带钢表面或者异物掉落在带钢表面造成　的缺陷，如乳化液斑迹、异物压人等。　乳化液斑迹在带钢表面呈灰褐色的痕迹（见　图５），形状多样，乳化液油因轧制温度高被烧结　在带钢表面以及轧机出口乳化液吹扫装置效果　不佳都会产生乳化液斑迹　Ｊ。　图Ｓ乳化液斑迹　异物压入缺陷是指外界异物黏附在带钢表　面经轧制、挤压形成的点状、线状、块状缺陷（见　图６）　Ｊ。由于异物压入与氧化铁皮压人的相似　性，故目前异物压入的定义仅用于与氧化铁皮压　入的区别上。通常导致异物压人缺陷的原因有：　夹送辊等辅辊表面材质脱落轧人带钢表面；机组　油泥、炉衬等污物滴落在带钢或辊子表面压人带　钢；炉辊、挤干辊等辊面剥落压人带钢；溶液、涂　料颗粒杂物黏附在带钢表面等。　２．３冷轧加工变形类缺陷　该类缺陷主要是由于设备故障、工艺或操作　不当造成，还有一些是轧辊粘附异物在加工时造　成，具有周期性，如振动痕、辊印等。　李峰等：冷轧带钢表面缺陷识别与控制　２０１０年２月第１期　振动痕缺陷是轧机、平整机发生振动时产生　的一种表面缺陷，检查轧后的带钢可以发现表面　存在灰白相间的横向条纹，间距在ｌ５～２５ｍｍ左　右　］。严重的振痕缺陷带钢一开卷检查直视可　见（见图７），不明显的需要通过油石打磨才能表　现出来，通过精确的厚度测量分析可以识别出带　钢存在周期性的厚度波动。　图６异物压入　图７振动痕　广义上的辊印可分为软点、开腔印、头子印、　新辊辊印（见图８）。其产生的原因有：①轧辊磨　削过程中，磨床等设备原因在辊身斜向产生条　纹；②轧辊吊运过程中，吊具撞击轧辊后在辊身　上产生凹坑；③轧制过程中，由于来料夹杂或孔　洞等原因将轧辊损伤；④轧制过程中，由于外来　异物进入轧机、乳化液中混入杂质以及板形控制　时带钢开腔等原因造成的轧辊表面损伤。　图８辊印　２．４机械损伤类缺陷　该类缺陷主要在生产过程中带钢与设备等　硬物接触造成，使带钢的表层受到破坏，如擦划　伤、卷取擦伤等　，　。　根据擦划伤的形貌（见图９），通常可分为短　线状划伤和长线划伤。短线划伤一般密集或较　密集出现，呈牛毛状且发亮，与轧制方向平行，易　发生于薄带钢，通过肉眼即可鉴别。短线划伤也　被称为热划伤，产生的原因通常有：①轧机工作　辊局部过热；②工作辊与带钢表面由于种种原因　导致润滑不良；③乳化液喷嘴堵塞；④带钢在各　机架变形量不合理。长线划伤是与轧制方向平　行，呈细条状、宽条状、短条状，颜色发暗或发亮　的沟痕状缺陷，通过肉眼即可鉴别。通常导致长　线划伤的原因：①辊子转动与带钢运行不同步；　②张力不稳或板形不良，带钢与设备发生刮擦；　③工艺设备上的坚硬突起物或黏附在这些设备　上的异物把带钢划伤。　

图９擦划伤　卷取擦伤是指钢卷层与层之间相互挫动产生　的表面损伤（见图ｌ０），一般有横向和纵向两种，呈　密集细条状和块状，通过肉眼即可鉴别。卷取擦伤　的产生原因通常有：①卷取张力不稳，特别是近带　钢头，张力下降造成松卷，带钢和带钢之间滑移造　成；②卷取机扇形块间隙不当引起；③卷取机卷轴　的横向振动引起；④卸卷或行车调运以及下道机组　开卷时发生钢卷层与层错动。　２．５腐蚀类缺陷　该类缺陷主要是带钢受到外界环境影响，表　面发生化学反应造成腐蚀，如欠酸洗、锈斑　等　，　。　欠酸洗是指带钢表面残留着未酸洗掉的氧　化铁，带钢表面呈横向的黑色条纹（类似“抬头　６７—　总第１７９期　冶金设备　２０１０年２月第１期　纹”），形成带状或片状分布在带钢表面上（见图　１１）。用手摸，手上将粘有黑色的污物。拉矫效　果、酸洗工艺控制不当以及热轧来料的氧化铁皮　膜过厚都是产生欠酸洗的原因。　

图１０卷取擦伤　图１ｌ欠酸洗　锈斑是带钢表面呈黄褐色的斑痕（见图１２），　

可出现在带钢的任意部位，可分为密集点锈、零　星点锈、块状锈斑。锈斑是在带钢表面形成铁的　残留腐蚀物，会因为温度波动、潮湿或存储时间　过长而加重。防锈剂效果欠佳、平整液浓度控制　不当、吹扫设备及压缩空气效果不佳、涂油机喷　嘴不畅通以及包装质量和库区存放条件较差等　因素都可能导致带钢表面产生锈斑。　

图１２锈斑　３冷轧带钢表面缺陷预防与控制　冷轧带钢表面缺陷不仅对汽车外板、家电板　等最终产品的美观性造成不良影响，而且会影响　６８一　到后序再加工的涂镀性以及深冲性，造成后工序　无法加工、产品降级或者报废。因此，加强对这　些缺陷的预防和控制尤为重要。　３．１严格把关来料质量　在炼钢、热轧等前工序形成的一些缺陷，如　夹杂、氧化铁皮压入等，冷轧工序一般无法消除，　如果控制不好，会直接影响冷轧产品表面质量。　而这些缺陷往往是相关的，如夹杂、氧化铁皮的　存在就可能引起辊印的产生；浪形的存在会引起　粘结和折皱。所以对来料缺陷要加强前工序的　质量控制和冷轧的来料检验工作，减少流入本工　序；对于中间工序缺陷，如欠酸洗、轧机辊印等，　有必要在轧钢时进行监测，将有缺陷的钢卷控制　在热处理之前。　３．２优化生产工艺制度和减少事故发生　冷轧生产过程生产工艺制度不合理，如乳化　液温度及浓度、轧制速度等参数控制不好可能会　导致热划伤缺陷；轧辊压下量调整不当、张力设　置不合理等可能会出现厚差、浪形缺陷。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。　在冷轧生产过程中，一方面要严格执行设备　点检制度和定期检修制度；另一方面提高操作工　的操作技术和责任心，避免由于生产工艺执行不　当或操作失误造成表面缺陷，减少断带、跑偏、轧　机振动等恶性事件的发生，以及建立完备的各工　序质量负责制度都是预防缺陷的有效防范措施。　３．３强化过程控制　产品的质量形成于其生产过程之中，涉及到　这个过程中的每一个因素。产品制造过程中的　各个关键点的控制，决定了产品质量的好坏。正　是由于关键点的控制不到位导致这些缺陷的产　生，因此要加强对机组各个环节的关键工艺控制　点和质量关注点控制。对于诸如边裂、退火氧化　等孤立发生的缺陷，针对其产生的原因加强对某　工序的管理就可以预防；类似于辊印、划伤这　样带有全流程性质的缺陷，就更有必要从头控　制，及时发现并解决。　３．４加强清洁生产和辊系管理　冷轧带钢生产过程中，清洁生产和辊系管理　至关重要，如异物压人等表面缺陷都是因为生