淺談冷軋鍍鋅板表面線狀缺陷分析

孫鵬輝

（河鋼唐鋼高強(qiáng)汽車(chē)板，河北 唐山 063000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的新技術(shù)逐漸應(yīng)用到工業(yè)當(dāng)中。鍍鋅產(chǎn)品有著耐腐蝕性強(qiáng)，裝飾性及良好的成形性，因而在家電、建筑、車(chē)船、容器制造等行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。在汽車(chē)裝飾上，鍍鋅板的使用量逐年上升，而鍍鋅板逐漸成為汽車(chē)用薄板的主體。加強(qiáng)對(duì)鍍鋅板質(zhì)量控制工作，具有非常重要的作用和影響。而基板性能、鍍層工藝和性能、成形工藝條件等直接決定了鍍鋅板的施工質(zhì)量，通過(guò)使用先進(jìn)的技術(shù)，有效提升鍍鋅板的應(yīng)用效果[1]。為了有效應(yīng)對(duì)激烈的市場(chǎng)環(huán)境，在冷軋鍍鋅板的制作過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)線的優(yōu)化，提升產(chǎn)品整體質(zhì)量。因而加強(qiáng)對(duì)冷軋鍍鋅板缺陷研究具有非常重要的作用和影響。冷軋鍍鋅板出現(xiàn)線狀缺陷的主要原因來(lái)自于縱裂、夾雜、劃痕、氣泡等眾多因素的影響。而通過(guò)加強(qiáng)線狀缺陷分析，提出相應(yīng)的工作建議，加強(qiáng)對(duì)缺陷成因的控制工作，提升工藝施工質(zhì)量和水平[2]。

1 冷軋鍍鋅板概述

在冷軋鍍鋅板的施工活動(dòng)開(kāi)展過(guò)程中，由于受到氣泡夾雜、軋制過(guò)程等眾多因素的影響，導(dǎo)致冷軋表面形成線性缺陷，對(duì)其后期使用帶來(lái)了許多負(fù)面影響。在冷軋鍍鋅板軋制過(guò)程，常常會(huì)出現(xiàn)漏洞，缺陷，黑點(diǎn)缺陷，線狀缺陷及漏洞缺陷等不同類(lèi)型的缺陷，對(duì)其后期使用帶來(lái)了許多負(fù)面影響[3]。在當(dāng)前的研究中對(duì)于冷軋鍍鋅板表面缺陷形成的原因還沒(méi)有形成明確的認(rèn)識(shí)，由于冷軋鍍鋅板表面缺陷的特征極為相似，在一定程度上增加了研究工作的難度。實(shí)驗(yàn)分析與現(xiàn)場(chǎng)工藝記錄存在許多矛盾，很難實(shí)現(xiàn)復(fù)原工藝在進(jìn)行缺陷分析。

而在冷軋鍍鋅板施工活動(dòng)開(kāi)展過(guò)程中，常常會(huì)因?yàn)槠は職馀?，夾雜，氧化鐵皮等眾多因素的影響，引發(fā)線狀缺陷，再加上線狀缺陷的形貌非常相似，增加了技術(shù)人員判斷工作的難度。通過(guò)加強(qiáng)冷軋鍍鋅板表面線狀缺陷分析，有效明確查施工工藝中存在的不足和問(wèn)題，采取積極有效的措施，加強(qiáng)整個(gè)軋制過(guò)程的控制和管理，盡可能減少表面現(xiàn)象缺陷出現(xiàn)的可能性[4]。

圖1 冷軋鍍鋅板工藝缺陷

2 Al2O3夾雜引起的線狀缺陷

2.1 缺陷的表象

在冷軋鍍鋅板上線性缺陷并沒(méi)有明顯的分布規(guī)律，而為了加強(qiáng)缺陷的檢測(cè)，在缺陷檢測(cè)的過(guò)程中可以通過(guò)使用酒精超聲清洗線性缺陷試樣后，利用掃描電鏡和能譜儀來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的分析。借助現(xiàn)代化的機(jī)器設(shè)備和先進(jìn)技術(shù)，檢測(cè)出冷軋鍍鋅板表面的線性缺陷。大部分的線性缺陷呈現(xiàn)一條直線，而表面粗糙有零星分布的斑點(diǎn)。而通過(guò)觀察局部放大圖就能夠了解到，冷軋鍍鋅板上的缺陷是由形狀不規(guī)則的深灰色塊狀物所構(gòu)成，而借助能譜分析就能夠分析出缺陷的成分［1］。在Al2O3夾雜引起的線狀缺陷分析的過(guò)程中，可以通過(guò)觀察截面，在基體淺表層能夠發(fā)現(xiàn)Al2O3顆粒。

2.2 線狀缺陷成因

在Al2O3夾雜引起的線狀缺陷成因分析的過(guò)程中，為了有效明確現(xiàn)象缺陷形成的原因以及造成缺陷的主要因素，要通過(guò)加強(qiáng)對(duì)缺陷處表面特征的觀察。綜合缺陷表面處顆粒的特征，進(jìn)行深入分析，了解到Al2O3顆粒分布的規(guī)律，以及Al2O3的尺寸大小。在線狀缺陷成因分析的過(guò)程中，由于邊部裂縫，會(huì)有少量的鋅滲入，從而在軋制的過(guò)程中，常常會(huì)因?yàn)樽冃瘟枯^大，使得缺陷處的應(yīng)力變得集中，造成缺陷，使得脆性?shī)A雜物破碎，造成破碎的夾雜物呈鏈狀分布的方式，沿著基板的軋制方向分布，使得鋼坯表面形成了裂紋，從而出現(xiàn)了線狀缺陷。與普通的低碳鋼相比，在超低碳鋼的制作過(guò)程中很容易受到結(jié)晶器內(nèi)凝固胚殼的影響，捕捉夾雜物，在冷軋的過(guò)程中產(chǎn)生了線狀缺陷。在冷軋鍍鋅板表面線狀缺陷分析活動(dòng)開(kāi)展過(guò)程中，有部分學(xué)者認(rèn)為出現(xiàn)冷軋缺陷的最根本原因是因?yàn)樵诰唧w施工活動(dòng)中有許多細(xì)小的夾雜物聚集在了一起，同時(shí)還有氣泡存在，對(duì)整個(gè)冷軋工作帶來(lái)了許多負(fù)面的影響。而在澆鑄環(huán)節(jié)中，由于受到Al2O3夾雜被凝固胚殼捕捉下來(lái)，從而在注胚的淺表層形成了皮下夾雜，而針對(duì)Al2O3夾雜富集較為嚴(yán)重的區(qū)域形成了線狀缺陷，對(duì)整個(gè)冷軋工序施工活動(dòng)帶來(lái)了許多影響。在Al2O3夾雜引起的線狀缺陷分析過(guò)程中，由于部分Al2O3夾顆粒漏出來(lái)，從而形成了冷軋板劃痕或粗糙斑痕，使得冷軋鍍鋅板表面形成微裂紋，從而產(chǎn)生線狀缺陷。

2.3 減少缺陷的辦法

為了有效冷軋鍍鋅板表面的線狀缺陷，在具體的施工活動(dòng)中，要充分考慮板胚基體淺表層Al2O3夾雜負(fù)極所造成的冷軋板劃痕和微裂紋現(xiàn)象，綜合多方面客觀因素的影響，做好相應(yīng)的處理工作，盡可能降低鍍鋅過(guò)程中形成線狀缺陷的可能［2］。在后期的施工過(guò)程中，盡可能減少脫氧產(chǎn)物Al2O3的數(shù)量，保障鋼水的潔凈度。通過(guò)加強(qiáng)對(duì)冷軋產(chǎn)品夾雜缺陷關(guān)鍵因素的控制工作，綜合多方面客觀因素的影響，加強(qiáng)缺陷控制。在缺陷控制的過(guò)程中，還需要充分考慮到Al2O3夾雜物的來(lái)源，綜合脫碳等相關(guān)工作，全面加強(qiáng)低碳鋼中Al2O3夾雜物的控制工作。而通過(guò)采用穩(wěn)定的生產(chǎn)工藝，加強(qiáng)對(duì)RH 脫碳過(guò)程的控制工作。在澆鑄活動(dòng)開(kāi)展過(guò)程中，通過(guò)加強(qiáng)保護(hù)工作，盡可能避免出現(xiàn)二次氧化的現(xiàn)象。因而，在具體的施工環(huán)節(jié)中通過(guò)加強(qiáng)鋼包渣的改制工作，有效減少FeO 的含量，減輕冷軋鍍鋅板表面線狀缺陷。針對(duì)基板表面存在的微裂紋缺陷，在煉鋼工作開(kāi)展過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)原料成分的優(yōu)化。通過(guò)加強(qiáng)鋼水錳硫比的控制工作，有效實(shí)現(xiàn)二冷配水工藝優(yōu)化和改進(jìn)，從而降低冷軋鍍鋅板表面裂縫產(chǎn)生的概率。在具體施工活動(dòng)中通過(guò)減少壓下量，使得整個(gè)冷軋軋制過(guò)程能夠更加高效穩(wěn)定的開(kāi)展，有效降低對(duì)基板造成連續(xù)性的傷害，加強(qiáng)對(duì)Al2O3夾雜的控制工作。

3 保護(hù)卷渣引起的線狀缺陷

3.1 缺陷的表象

在冷軋鍍鋅板的施工過(guò)程中，常常會(huì)存在部分缺陷部位手感輕微不平，而缺陷處與正常板面相似，并沒(méi)有明顯色差的現(xiàn)象。而這種情況在一定程度上增加了冷軋鍍鋅板線狀缺陷檢測(cè)的難度。在冷軋鍍鋅板工藝流程中常常會(huì)因?yàn)楸Ｗo(hù)卷軋而引起線狀缺陷的現(xiàn)象發(fā)生。通過(guò)加強(qiáng)對(duì)缺陷部位的分析，了解到在表面鋅層的縫隙中還有氧化鋁顆粒，而通過(guò)對(duì)多個(gè)截面進(jìn)行磨制拋光，會(huì)發(fā)現(xiàn)基體的淺表層裂隙中還有硅鋁酸鹽夾渣［3］。

3.2 線狀缺陷成因

在保護(hù)卷軋引起線狀缺陷的分析過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)能譜檢驗(yàn)，綜合能譜檢驗(yàn)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在缺陷部位還有硅、鈣、鋁、鎂、鈉、氧等元素，與結(jié)晶器保護(hù)渣的成分非常相似。

而通過(guò)系統(tǒng)的分析，在冷軋鍍鋅板工藝實(shí)施過(guò)程中，由于受到煉鋼爐料、耐火材料和輔助材料等因素的影響，使得保護(hù)渣中含有大量的鈉離子。而中間包保護(hù)渣中含有大量的鈉離子，且很難進(jìn)入到結(jié)晶器當(dāng)中。而出現(xiàn)該現(xiàn)象的根本原因則是因?yàn)樵跐茶T活動(dòng)開(kāi)展過(guò)程中，鋼水中混雜了結(jié)晶器保護(hù)渣。而在軋制的過(guò)程中，淺表層保護(hù)渣沿著軋制的方向逐漸延伸，從而形成了線狀缺陷。在冷軋鍍鋅板施工活動(dòng)開(kāi)展過(guò)程中，還常常會(huì)因?yàn)椴糠諥l2O3顆粒暴露，造成冷軋板出現(xiàn)劃痕，或者冷軋板表面出現(xiàn)粗糙斑痕的現(xiàn)象發(fā)生，并最終形成表面微裂紋，構(gòu)成劃痕，形成表面缺陷。在連續(xù)加速活動(dòng)開(kāi)展過(guò)程中，常常會(huì)因?yàn)榻Y(jié)晶器內(nèi)壁卷渣，回流夾渣，剪切卷渣等眾多客觀因素的影響，從而出現(xiàn)了表面線狀缺陷。在軋制過(guò)程中，常常會(huì)因?yàn)樵鼦l未及時(shí)撈出，導(dǎo)致保護(hù)渣滯留的現(xiàn)象出現(xiàn)，不僅影響了鋼基板軋制的連續(xù)性，同時(shí)還會(huì)造成孔洞缺陷，對(duì)整個(gè)軋制活動(dòng)帶來(lái)許多負(fù)面影響，影響了鋼的力學(xué)性能。

圖2 冷軋鍍鋅板現(xiàn)狀缺陷成因分析

3.3 減少缺陷的辦法

在冷軋鍍鋅板線狀缺陷控制活動(dòng)開(kāi)展過(guò)程中，為了保證表面的完整性，在具體施工活動(dòng)中要適當(dāng)引入保護(hù)渣卷入機(jī)制，綜合線狀缺陷形成的過(guò)程，借助相應(yīng)機(jī)制，加強(qiáng)整個(gè)施工過(guò)程的管理和控制工作。為了有效減少缺陷，要綜合保護(hù)渣卷入的方式制定針對(duì)性的工作建議和策略，充分考慮到諸多客觀因素對(duì)保護(hù)渣卷入帶來(lái)的影響，加強(qiáng)保護(hù)渣卷入的控制工作。因而，通過(guò)優(yōu)化澆鑄工藝參數(shù)，不斷調(diào)整整個(gè)施工過(guò)程，加強(qiáng)對(duì)保護(hù)渣的處理工作。在具體的施工活動(dòng)中，通過(guò)調(diào)整浸入式水口的出口角度，加強(qiáng)對(duì)吹氣量的控制，使得鋼水流場(chǎng)能夠更加合理，為雜物上浮提供良好條件，有效防止鋼液發(fā)生卷軋的現(xiàn)象。通過(guò)穩(wěn)定澆鑄的狀態(tài)，保障相應(yīng)的施工活動(dòng)能夠高效穩(wěn)定開(kāi)展，避免拉速變化過(guò)大的現(xiàn)象發(fā)生［4］。而通過(guò)加強(qiáng)粘度和性能的選擇，有效提升保護(hù)渣的使用效果，降低冷軋鍍鋅板表面出現(xiàn)性缺陷的可能性。在澆鋼之前，選用質(zhì)量更好的耐火材料，加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)和修理。而通過(guò)加強(qiáng)工藝流程的控制工作，選用穩(wěn)定合理的拉胚技術(shù)，減少保護(hù)渣卷入量。而通過(guò)避免敞開(kāi)澆筑，減少異常操作，做好保護(hù)澆注，在提升鋼水純凈度的同時(shí)，提升整體施工質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，造成冷軋鍍鋅薄板表面線狀缺陷的原因來(lái)自于多個(gè)方面，且很容易受到施工工藝和施工技術(shù)的影響。因而在煉鋼的過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)原材料使用控制工作，從源頭上減少顯微夾雜的數(shù)量。通過(guò)選擇合適的鑄造工藝，黏度和性能的保護(hù)渣，有效避免保護(hù)渣被卷入的現(xiàn)象發(fā)生。通過(guò)加強(qiáng)煉鋼原料配比控制，有效降低冷軋鍍鋅薄板表面微裂紋發(fā)生概率。在冷軋的環(huán)節(jié)中，加強(qiáng)對(duì)壓下量的控制，減輕對(duì)基體的損傷，有效保障鍍鋅板表面的完整性。