冷轧罩式炉退火带钢表面质量及防锈研究

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冷轧带钢产品以其良好的表面质量和机械性能,广泛应用于汽车、家电、建筑等国民经济的各个行业。随着市场的发展,用户对冷轧带钢产品的表面质量不断提出了更高的要求,表面质量也逐渐成为了影响冷轧产品市场竞争力的关键因素。罩式炉退火带钢是非常重要的冷轧产品种类之一,受其工艺特性所限,其表面质量问题多、改进难度大,诸如锈蚀、粘结、氧化色、平整发黄等表面质量缺陷,一直困扰着国内外各大钢厂。其中表面锈蚀问题,对于沿海钢厂而言,最为棘手。本文以沿海某钢厂的冷轧罩式炉退火机组为背景,结合生产实践,对冷轧罩式炉退火带钢产品主要的表面质量缺陷问题,包括粘结、氧化色、平整发黄、锈蚀,进行了深入、系统的分析和研究,给出了它们的发生规律、产生机理、影响因素,提出了针对性的解决方案,并在某钢厂进行了现场应用,最终取得了显著的改进效果,为单位创造了可观的经济效益。主要的研究成果如下:(1)罩式炉退火带钢表面的粘结缺陷,在退火冷却降温阶段产生的可能性大于加热升温阶段。通过控制轧机的板型、卷取张力、板面粗糙度,降低退火的升温速度、保温温度、冷却速度、改善堆垛方式,控制平整的开卷角度、提升开卷速度等措施,可减少或避免粘结的发生。通过本文研究成果的应用,某钢厂的粘结缺陷发生率下降了 58%,每年为企业创造经济效益35万元。(2)罩式炉退火带钢表面的氧化色缺陷,主要有边部发黄和边部发白两种类型。其中边部发黄的氧化色是带钢边部的Fe、Mn等元素,在退火过程中被气氛氧化所致,其主要产生于退火的冷却降温阶段;边部发白的氧化色是带钢边部的Mn、Co等合金元素,在退火过程中发生了内氧化,氧元素溶解并扩散进入了合金内部所致,其主要产生于退火的加热升温阶段。通过改善炉台设备的密封性能、优化保护气体吹扫工艺等手段,可减少或避免氧化色的发生。通过本文研究成果的应用,某钢厂的氧化色缺陷发生率下降了 69%,每年为企业创造经济效益100万元。(3)罩式炉退火带钢表面的平整发黄缺陷,产生于平整工序,是由于平整液残留而引发电化学腐蚀所致。通过降低平整上料温度、提高平整前带钢表面清洁度、提升平整液成膜速度、改善平整机的吹扫效果等方法,可减少或避免平整发黄的发生。通过本文研究成果的应用,某钢厂的平整发黄缺陷发生率下降了 97%,每年为企业创造经济效益190万元。(4)罩式炉退火带钢表面的锈蚀缺陷,宏观上,主要表现为无规律随机分布的、直径在毫米级的点状锈蚀;微观上,锈蚀部位呈疏松状,主要成份除Fe和O外,还有Al、Si、Ca等杂质元素。其具有如下发生规律:锈蚀主要集中发生在每年5~10月份;不同品种、钢种、厚度和宽度规格的产品锈蚀发生水平相当;带钢两侧的锈蚀发生比例远高于中间,尤其是退火朝上侧最高;带钢头尾的锈蚀发生比例远高于中部,而头部与尾部的水平相当。(5)通过现场生产试验,运用MINITAB统计工具,分析得出了影响罩式炉退火带钢表面锈蚀发生的显著因素有:终冷台的冷却时间、中间库的库存时间、中间库的温度设定、平整液的温度、平整机的吹扫压力、环境的灰尘,并得出了它们对锈蚀发生的影响规律。(6)基于对罩式炉退火带钢表面锈蚀影响因素的分析和总结,提出了锈蚀问题的解决方案,并在某钢厂进行了现场应用,应用后,锈蚀缺陷的发生率下降了 53%,每年为企业创造经济效益156万元。
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