带钢酸洗后表面发黑原因分析_范启庆.pdf

图 3MRTRG00301 钢种组 As 含量、白度散点图带钢酸洗后表面发黑原因分析范启庆（马鞍山钢铁股份有限公司制造管理部,安徽马鞍山243000）摘要：带钢酸洗后发黑，影响带钢表面质量。通过对发黑带钢取样进行能谱分析，初步锁定缺陷原因，进一步开展大数据分析，拟合 As 含量与白度变化趋势，进行相关性分析。经过试验，合理控制 As 含量，最终解决了带钢酸洗后表面发黑的问题。关键词：带钢；酸洗；发黑；白度中图分类号：TG178文献标识码：A文章编号：1672-1152（2023）05-0040-020引言随着高端汽车板的逐步应用，冷轧带钢客户不仅关注产品的尺寸精度、机械性能，而且对冷轧带钢表面质量提出了越来越高的要求。将酸洗后带钢白度作为衡量酸洗后带钢表面质量的重要指标，白度低于 50的带钢表面呈现暗黑色，且经轧制后反射率较低，影响带钢的表面质量。1带钢酸洗后发黑现象钢铁工业中采用一定浓度的盐酸去除热轧板的氧化铁皮，配合拉矫破鳞，减少带钢表面的氧化铁皮，经漂洗、轧制后供连退、镀锌做为基料使用。由于带钢成分不同以及热轧工艺的差异，钢材表面氧化铁皮的主要成分往往由不同结构和比例的 FeO、Fe3O4和Fe2O3等氧化物组成。在既定的酸洗工艺下，有可能存在氧化物残留，影响表面质量，常见缺陷有酸洗后带钢呈现暗黑色，俗称带钢发黑1，测量带钢的白度，往往低于 50以下。2发黑带钢能谱分析为找到带钢发黑的原因，对热卷原料及酸洗后的带钢取样，对样板表面成分进行扫描分析，如图 1 所示，带钢表面 w（As）较高（23），怀疑 As 含量高，影响带钢表面发黑。As 在元素周期表中是第六主簇元素，其性质与Pb、Sn、Sb 和 Bi 相似。其原子序数和原子半径比 Fe 元素大，在晶体内引起较大的晶格畸变，内能增大。由于表面比晶体内部疏松，存在较大的空隙，可以使内能减少，因此，钢中的 As 元素容易在表面富集。再加上As 氧化自由能比 Fe 高，不容易被氧化，在热轧加工过程中，板坯表面的 Fe 不断被氧化，界面处的 As 元素将越来越多。由于 As 元素在氧化铁皮、基体界面富集到一定程度时，超过钢中的溶解度，As 可能以共晶化合物的熔融态存在于界面处。As 元素在板坯加热时富集在带钢表面，温度越高、时间越长，其富集也就越严重。经过高压除鳞箱和粗轧的除鳞，可以很好地除尽正常板坯表面的氧化铁皮，但是 As 富集导致表面凹凸不平，影响到了除鳞效果，从而导致氧化铁皮残留。3As 含量与白度对比关系3.1大数据线性分析选取 2017 年 4 月 1 日12 月 14 日 MRTRG00201钢种组与 MRTRG00301 钢种组 2130 酸轧生产的热卷 As 含量及白度数据进行分析，图 2、图 3 分别为MRTRG00201 钢种组与 MRTRG00301 钢种组 As 含量、白度散点图。收稿日期：2022-12-20作者简介：范启庆（1991），男，安徽黄山人，本科，毕业于安徽工业大学材料成型与控制工程专业，工程师，研究方向为冷轧工艺。总第 208 期2023 年第 5 期山西冶金Shanxi MetallurgyTotal 208No.5，2023DOI:10.16525/14-1167/tf.2023.05.015图 1样板检测结果图 2MRTRG00201 钢种组 As 含量、白度散点图w（O）/%w（As）/%w（Fe）/%3.93.0493.26a（O）/%a（As）/%a（Fe）/%12.482.0885.431.51.20.90.60.30.0强度/cps1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.0011.0012.0013.00能量/keVOFeAsFe7060504030白度/%050100150200250300序号As 含量白度0.050.040.030.020.010.00w（As）/%7060504030白度/%0100200300400500序号As 含量白度0.050.040.030.020.010.00w（As）/%试（实）验研究2023 年第 5 期从散点图分析可以看出：As 含量的高低与白度值的变化具有明显的相关性，w（As）0.01时，白度可以达到 55以上。同时，As 含量陡然升高节点与白度急剧下降时间节点与酸轧生产时间对应,具有很强的相关性。3.2试验优化控制3.2.1热轧工艺改善试验为改善酸洗后带钢表面发黑情况，热轧工序采用全道次除鳞策略，同时，停止升速轧制功能。表 1 为热轧工艺调整后酸洗的带钢白度值明细，经过分析，得出初步结论：调整热轧工艺后，白度值改善效果不明显。3.2.2低 As 试验卷试制MRTRG00201 钢种与 MRTRG00301 钢种 As 含量在 0.01以下各 4 个试验卷，在确保热轧、酸洗保持正常工艺的条件下进行试验，跟踪酸洗后表面质量及白度变化情况，如图 4、图 5 所示。对比图 4、图 5 发现，同钢种 As 含量较低的带钢酸洗后板面较好2。本次低 As 试验卷相关信息如表 2所示。正常情况下，MRTRG00201 钢种组平均白度为60左右（钢卷 w（As）均值为 0.009）。异常期间，白度均值下降至 50（钢卷 w（As）均值为 0.026）左右。本批次低 w（As）MRTRG00201 钢种白 4 卷白度提高至 54.856.97。正常情况下，MRTRG00301 钢种组平均白度60左右（钢卷 w（As）均值为 0.006）。异常期间，白度均值下降至 49左右（钢卷 w（As）均值 0.029）。本批次低 w（As）MRTRG00301 钢种 4 卷白度提高至52.654.38。对上述数据进行分析，可得出“w（As）影响酸洗后表面白度”的结论。4结论w（As）与带钢酸洗后白度有较强的影响关系，w（As）低于 0.01时，白度可以达到 55以上。为了防止带钢酸洗后发黑，应加强 As 含量监控，提高酸洗后带钢表面质量。参考文献1潘世华.酸洗碳钢软钢氧化斑缺陷控制技术J.金属世界，2015（9）：10-13.2郭强.热轧酸洗表面发黑的原因与改进J.河北冶金，2013（8）：59-60.（编辑：郭萍茹）表 1调整热轧除鳞工艺信息明细卷号钢种组酸洗速度/（m min-1）白度/热轧除鳞道次除磷工艺试验卷 1 MBTRG0030114745.6548.52 3+5 全开除磷工艺试验卷 2 MBTRG0020116944.8846.37 3+5 全开除磷工艺试验卷 3 MBTRG0020113854.184.983+5 全开除磷工艺试验卷 4 MBTRG0020115651.9352.15 3+5 全开除磷工艺试验卷 5 MBTRG002018249.6950.16 3+5 全开除磷工艺试验卷 6 MBTRG0020111149.8050.26 3+5 全开除磷工艺试验卷 7 MBTRG002016556.0457.01 3+5 全开除磷工艺试验卷 8 MBTRG0020112048.4348.46 3+5 全开除磷工艺试验卷 9 MBTRG0020115645.6246.973+5（除第4 道次）除磷工艺试验卷 10 MBTRG0020114745.9447.033+5（除第4 道次）除磷工艺试验卷 11 MBTRG0010311753.3453.98 3+5 全开图 5w（As）0.007图 4w（As）0.028表 2As 含量试验卷信息明细卷号钢种酸洗速度/（m min-1）白度/%w（As）/As 试验卷 1 MRTRG0020115054.2856.87 0.0070.008As 试验卷 2 MRTRG0020116052.9757.05 0.0070.008As 试验卷 3 MRTRG0020113451.0754.35 0.0070.008As 试验卷 4 MRTRG002017861.0363.25 0.0050.006As 试验卷 5 MRTRG0030113350.2556.14 0.0060.007As 试验卷 6 MRTRG0030113254.5056.45 0.0060.007As 试验卷 7 MRTRG0030115055.7658.14 0.0060.007As 试验卷 8 MRTRG0030115050.1253.250.006Analysis of the Reasons for Surface Blackening of Strip Steel After PicklingFan Qiqing（Manufacturing Management Department of Maanshan Iron and Steel Co.,Ltd.,Maanshan Anhui 243000）Abstract:The blackening of strip steel after pickling affects the surface quality of the strip steel.By conducting energy spectrum analysis onsamples of blackened strip steel,this paper preliminarily identified the cause of defects,further conducted big data analysis,fitted the trendof As content and whiteness changes,and conducted correlation analysis.After experiments,reasonable control of As content was achieved,ultimately solving the problem of surface blackening of strip steel after pickling.Key words:strip steel;acid washing;blackening;whiteness范启庆：带钢酸洗后表面发黑原因分析41