冷轧带钢经过罩式炉退火后表面经常出现色差缺陷,表面缺陷的产生不仅影响产品的成材率,同时也增加了经济损失。带钢的表面质量是衡量冷轧带钢质量的重要指标。本文以冷轧带钢罩退色差为研究对象,采用理论分析、实验研究和数值模拟相结合的研究方法,分析罩退色差的影响因素。分析带钢表面粗糙度、轧机乳化液、钢卷出炉温度等与罩退色差相关性。采用XPS、SEM、SPM、VHX-5000等检测设备测试了淡黄色色差表面成分、形貌和粗糙度;采用现场插片试验对罩式炉退火过程中钢卷温度受热过程进行监测;并采用ANSYS有限元软件对全氢罩式炉退火过程钢卷内温度场、氢气流场进行数值模拟分析。主要研究成果如下:(1)冷轧带钢罩退色差表层含有一层铁氧化膜和一层碳膜,铁氧化膜厚度10-20 nm。无色差处表层含有一层铁氧化膜,其厚度5-10 nm。(2)罩退色差部位表面粗糙度平均值为1.06μm,无色差处带钢表面粗糙度平均值0.95μm。带钢边部二肋处表面粗糙度大,易附着乳化液等残留物,退火后残留物中裂解出的氧与带钢发生氧化反应产生色差。(3)涂覆乳化液冷轧带钢试样退火后表面呈现黄色、蓝色、紫色等。对于2#乳化液产生色差较明显的温度变化区间为400℃–450℃。4#乳化液产生色差较明显的温度变化区间为450℃–500℃。(4)钢卷出炉温度表明:淡黄色色差出现的临界点为160℃。(5)现场插片试验结果表明:罩退过程中的钢卷温度呈不均匀分布。加热阶段,钢卷外热点与冷点温差在20–200℃;冷却阶段,钢卷外热点与冷点温差在30–120℃。出炉后钢卷温度偏高不同,将导致不同的氧化程度。(6)数值模拟结果表明:氢气通过顶部后开始沿钢卷中心轴线向下流动时流速逐渐增大。氢气在经过对流板位置时流速在12 m/s以下。钢卷冷点温度在氢气速度为39.3 m/s时升温比较明显。保温阶段,保温5 h的钢卷冷点、热点温度最低,保温9.5 h的钢卷冷点、热点温度最高。在退火的整个过程中氢气的不同流速对钢卷温度均匀性没有产生影响,但是不同的保温时间导致钢卷的温度呈不均匀分布。钢卷受热不均匀,退火过程中钢卷易产生色差。