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[摘 要]家电以及汽车工业的不断发展使人们对冷轧板的质量提出了越来越高的要求。在冷轧板生产过程中，夹杂类表面缺陷是最为常见的冷轧板缺陷之一，对冷轧板的外观以及使用性能等都产生了极大的影响。文章主要对几种常见的夹杂类表面缺陷进行了介绍，并探讨了其控制措施，供相关工作人员参考。
[关键词]冷轧板；夹杂类；表面缺陷；控制措施
中图分类号：TG506 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）28-0025-01
引言
冷轧板本身生产过程长，规格薄，因此其在生产过程中极易出现像线状缺陷、孔洞以及疤/坑、夹杂、氧化铁皮压入、表面裂纹等表面质量问题，严重影响板材外观及其使用性能。这一问题也是一直以来困扰国内外钢厂发展的关键性问题。研究冷轧板夹杂类表面缺陷并探讨其有效的控制措施具有非常重要的现实意义。
1 夹杂类表面缺陷特征及产生原因
1.1线状缺陷
线状缺陷是冷轧薄板最常见的缺陷之一，由于从炼钢到轧成成品的工艺较长，很多因素会导致冷轧薄板出现线状缺陷，因而线状缺陷的产生原因需要具体问题具体分析。这种缺陷一般是沿着轧制方向延伸，主要呈线状或者是条带状，对产品的销售以及使用等都有非常大的影响。下图1所示为由夹杂引起的线性缺陷宏观形貌。这种缺陷一般在颜色上表现为黑色条带状，这种黑色条带状缺陷的形成机理一般是认为与连铸工序有关，如果在生产过程中连铸工序操作异常，可能会导致大包渣、中间包保护渣、结晶器保护渣等渣类物质在浇注过程中卷进钢中，因为夹渣类复合夹杂塑性极差，在热轧或冷连轧轧制过程中容易被轧碎压伸形成条形缺陷。严重时还会使基体在夹杂物聚集处的变形低于其他部位而产生分离，形成孔洞缺陷。
1.2 孔洞
孔洞也是冷轧钢板生产过程中最为常见的表面缺陷之一，其也是多种缺陷中危害最为严重的一种。孔洞缺陷部位必须是将其切除后才能够使用，大大降低了冷轧钢板的成材率，不仅使冷轧厂下游用户生产效率大为降低，甚至造成质量问题，严重影响企业产品的信誉。
孔洞缺陷的产生主要是因为在炼钢过程中，由于某些部位的处理不是很恰当，进而产生卷渣现象，再加上钢水流动性差，夹杂物来不及上浮，存留在铸坯中，在冷轧过程中由于局部区域延伸性较差形成孔洞缺陷。夹杂引起的孔洞特征表现为：孔洞撕裂状韧窝状断口，或呈月牙形，孔洞单个出现或者成串出现，边缘无明显的机械擦伤；在钢板的正面、反面，其形貌、尺寸差异不大，是正常拉裂的孔洞。按照夹杂的成分可将其分为3类：一是含Ti元素的夹杂；二是含Na、K、Ca、Si、Al等元素的复合夹杂；三是Al2O3夹杂。下图2所示为含Ti夹杂引起的孔洞缺陷宏观形貌。
1.3 疤/坑
疤/坑缺陷出现在板卷轧制面之一的局部区域，有时1个板卷有1～2处肉眼可见的缺陷，严重时可达5～6处。缺陷区有密集的疤（金属疤壳）和凹坑，呈疙瘩状，已失去原有的金属光泽。凹坑相对较浅，是疤壳脱落的结果。未脱落的单个疤壳的尺寸在零点几毫米至几毫米不等，且疤壳或凹坑之间有界面。根据缺陷的外观形态疤/坑缺陷分为：疤壳部分脱落形成的单独疤/坑、伴有穿孔的疤/坑、伴有线痕或穿孔的疤/坑、机械损伤型疤/坑和氧化铁皮压人型疤/坑5种。
2表面缺陷控制措施
2.1线状缺陷的控制措施
首先优化结晶器保护渣。结晶器保护渣的性能对铸坯表面质量以及坯壳在结晶器内的传热均有重要影响，应该根据钢种和铸机拉速选择合适的保护渣，使用时保护渣应熔化均匀，具有適当厚度的液渣层，且不结渣条，在吸收Al2O3夹杂后性能不发生突变；其次，加强结晶器石英质水口的质量检查和控制，在生产上逐步采用铝碳质水口代替石英质水口，当水口破损后，及时更换以减轻对铸坯质量的影响；最后，降低二冷水强度，使冷凝收缩应力减少。
2.2孔洞缺陷的控制措施
孔洞的产生原因简单的可分为材质类和轧制工艺类因素两种，但是每一种孔洞产生的具体情况不尽相同，如材质类因素又可细分为脱氧不良、保护渣卷入铸坯、铸坯表面缺陷等；轧制工艺类因素又分为折迭、轧辊掉肉、轧疤等。有专家认为孔洞缺陷的形成机理是连铸大包敞浇操作。这一方面使中包的钢液流动轨迹发生变化，被卷入钢液的中包渣难以上浮而顺着钢液流动，最终进入结晶器；另一方面，使钢水在高温下急剧氧化，低碳铝镇静钢中的铝也会形成Al2O3夹杂进入中包钢液，Al2O3夹杂因为粘度大易在中包水口中形成结瘤，使其堵塞。中包温度过低时，钢液粘度增大，也容易使水口堵塞。为了使中包不断流，现场只能采取捅水口、冲棒等非常规操作。因此减少孔洞的产生主要是控制敞浇时间，防止中包温度过高或过低。
2.3疤/坑缺陷的控制措施
Al2O3型疤/坑是由结晶器液面波动造成的弯月面卷渣及保护渣粘度过大，不能有效吸附Al2O3形成的。结晶器液面波动是弯月面卷渣的根源，精确控制液面波动，使其幅度小于4.5mm。对低碳深冲钢系列采用合理的保护渣配比、液渣层厚度。复合夹杂型疤/坑主要伴随着换钢包和浇铸末期中间包液面不稳定而产生，此时形成的表面波导致卷渣。为此，从钢包到中间包采用改进后的加长水口，可保护钢流不受二次氧化，同时减轻钢流的表面波动，防止卷渣。换钢包时要确保拉速恒定，以确保中间包浇铸稳定，无卷渣现象。表面裂纹型疤/坑在热轧前的连铸坯上就具有原始缝隙。这主要是因为铸件坯壳在高温作用下鼓肚变形造成的。为保证从源头上消除表面裂纹型缺陷，就必须消除铸坯的鼓肚变形。
结束语
总而言之，随着近年来各行业发展对冷轧钢板需求量的不断增加，其生产质量问题也受到了越来越广泛的关注。其中夹杂引起的表面缺陷是目前冷轧钢板最主要的质量问题之一，这还需要相关工作人员对其形成机理进行深入的分析，研究出更加有效的控制措施，以有效提升冷轧板的质量，促进企业的可持续发展。
参考文献
[1] 陈连生，杨栋，宋进英，田亚强，赵远.冷轧板孔洞类缺陷成因分析及研究[J].钢铁钒钛，2014，35（02）：118-124.
[2] 高洪刚.冷轧汽车表面板常规夹杂缺陷分析[J].理化检验（物理分册），2014，50（12）：890-892+896.
[3] 王炜，陈斌，李浩，钱健清，申斌.冷轧钢板表面缺陷分类及分析[J].河南冶金，2012，20（01）：22-23.
[关键词]冷轧板；夹杂类；表面缺陷；控制措施
中图分类号：TG506 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）28-0025-01
引言
冷轧板本身生产过程长，规格薄，因此其在生产过程中极易出现像线状缺陷、孔洞以及疤/坑、夹杂、氧化铁皮压入、表面裂纹等表面质量问题，严重影响板材外观及其使用性能。这一问题也是一直以来困扰国内外钢厂发展的关键性问题。研究冷轧板夹杂类表面缺陷并探讨其有效的控制措施具有非常重要的现实意义。
1 夹杂类表面缺陷特征及产生原因
1.1线状缺陷
线状缺陷是冷轧薄板最常见的缺陷之一，由于从炼钢到轧成成品的工艺较长，很多因素会导致冷轧薄板出现线状缺陷，因而线状缺陷的产生原因需要具体问题具体分析。这种缺陷一般是沿着轧制方向延伸，主要呈线状或者是条带状，对产品的销售以及使用等都有非常大的影响。下图1所示为由夹杂引起的线性缺陷宏观形貌。这种缺陷一般在颜色上表现为黑色条带状，这种黑色条带状缺陷的形成机理一般是认为与连铸工序有关，如果在生产过程中连铸工序操作异常，可能会导致大包渣、中间包保护渣、结晶器保护渣等渣类物质在浇注过程中卷进钢中，因为夹渣类复合夹杂塑性极差，在热轧或冷连轧轧制过程中容易被轧碎压伸形成条形缺陷。严重时还会使基体在夹杂物聚集处的变形低于其他部位而产生分离，形成孔洞缺陷。
1.2 孔洞
孔洞也是冷轧钢板生产过程中最为常见的表面缺陷之一，其也是多种缺陷中危害最为严重的一种。孔洞缺陷部位必须是将其切除后才能够使用，大大降低了冷轧钢板的成材率，不仅使冷轧厂下游用户生产效率大为降低，甚至造成质量问题，严重影响企业产品的信誉。
孔洞缺陷的产生主要是因为在炼钢过程中，由于某些部位的处理不是很恰当，进而产生卷渣现象，再加上钢水流动性差，夹杂物来不及上浮，存留在铸坯中，在冷轧过程中由于局部区域延伸性较差形成孔洞缺陷。夹杂引起的孔洞特征表现为：孔洞撕裂状韧窝状断口，或呈月牙形，孔洞单个出现或者成串出现，边缘无明显的机械擦伤；在钢板的正面、反面，其形貌、尺寸差异不大，是正常拉裂的孔洞。按照夹杂的成分可将其分为3类：一是含Ti元素的夹杂；二是含Na、K、Ca、Si、Al等元素的复合夹杂；三是Al2O3夹杂。下图2所示为含Ti夹杂引起的孔洞缺陷宏观形貌。
1.3 疤/坑
疤/坑缺陷出现在板卷轧制面之一的局部区域，有时1个板卷有1～2处肉眼可见的缺陷，严重时可达5～6处。缺陷区有密集的疤（金属疤壳）和凹坑，呈疙瘩状，已失去原有的金属光泽。凹坑相对较浅，是疤壳脱落的结果。未脱落的单个疤壳的尺寸在零点几毫米至几毫米不等，且疤壳或凹坑之间有界面。根据缺陷的外观形态疤/坑缺陷分为：疤壳部分脱落形成的单独疤/坑、伴有穿孔的疤/坑、伴有线痕或穿孔的疤/坑、机械损伤型疤/坑和氧化铁皮压人型疤/坑5种。
2表面缺陷控制措施
2.1线状缺陷的控制措施
首先优化结晶器保护渣。结晶器保护渣的性能对铸坯表面质量以及坯壳在结晶器内的传热均有重要影响，应该根据钢种和铸机拉速选择合适的保护渣，使用时保护渣应熔化均匀，具有適当厚度的液渣层，且不结渣条，在吸收Al2O3夹杂后性能不发生突变；其次，加强结晶器石英质水口的质量检查和控制，在生产上逐步采用铝碳质水口代替石英质水口，当水口破损后，及时更换以减轻对铸坯质量的影响；最后，降低二冷水强度，使冷凝收缩应力减少。
2.2孔洞缺陷的控制措施
孔洞的产生原因简单的可分为材质类和轧制工艺类因素两种，但是每一种孔洞产生的具体情况不尽相同，如材质类因素又可细分为脱氧不良、保护渣卷入铸坯、铸坯表面缺陷等；轧制工艺类因素又分为折迭、轧辊掉肉、轧疤等。有专家认为孔洞缺陷的形成机理是连铸大包敞浇操作。这一方面使中包的钢液流动轨迹发生变化，被卷入钢液的中包渣难以上浮而顺着钢液流动，最终进入结晶器；另一方面，使钢水在高温下急剧氧化，低碳铝镇静钢中的铝也会形成Al2O3夹杂进入中包钢液，Al2O3夹杂因为粘度大易在中包水口中形成结瘤，使其堵塞。中包温度过低时，钢液粘度增大，也容易使水口堵塞。为了使中包不断流，现场只能采取捅水口、冲棒等非常规操作。因此减少孔洞的产生主要是控制敞浇时间，防止中包温度过高或过低。
2.3疤/坑缺陷的控制措施
Al2O3型疤/坑是由结晶器液面波动造成的弯月面卷渣及保护渣粘度过大，不能有效吸附Al2O3形成的。结晶器液面波动是弯月面卷渣的根源，精确控制液面波动，使其幅度小于4.5mm。对低碳深冲钢系列采用合理的保护渣配比、液渣层厚度。复合夹杂型疤/坑主要伴随着换钢包和浇铸末期中间包液面不稳定而产生，此时形成的表面波导致卷渣。为此，从钢包到中间包采用改进后的加长水口，可保护钢流不受二次氧化，同时减轻钢流的表面波动，防止卷渣。换钢包时要确保拉速恒定，以确保中间包浇铸稳定，无卷渣现象。表面裂纹型疤/坑在热轧前的连铸坯上就具有原始缝隙。这主要是因为铸件坯壳在高温作用下鼓肚变形造成的。为保证从源头上消除表面裂纹型缺陷，就必须消除铸坯的鼓肚变形。
结束语
总而言之，随着近年来各行业发展对冷轧钢板需求量的不断增加，其生产质量问题也受到了越来越广泛的关注。其中夹杂引起的表面缺陷是目前冷轧钢板最主要的质量问题之一，这还需要相关工作人员对其形成机理进行深入的分析，研究出更加有效的控制措施，以有效提升冷轧板的质量，促进企业的可持续发展。
参考文献
[1] 陈连生，杨栋，宋进英，田亚强，赵远.冷轧板孔洞类缺陷成因分析及研究[J].钢铁钒钛，2014，35（02）：118-124.
[2] 高洪刚.冷轧汽车表面板常规夹杂缺陷分析[J].理化检验（物理分册），2014，50（12）：890-892+896.
[3] 王炜，陈斌，李浩，钱健清，申斌.冷轧钢板表面缺陷分类及分析[J].河南冶金，2012，20（01）：22-23.