冷轧特深冲钢缺陷分析与控制

孙建卫

摘 要：针对冷轧特深冲用宽带钢生产中产生的缺陷进行了SEM分析，发现造成缺陷的主要原因是钢中的夹杂物，为精炼吹氧过程和出钢卷渣造成的。通过控制炼钢入炉铁水残余元素含量、精炼吹氧制度、增加精炼时间、钢渣改质等措施，有效降低了夹杂物含量，提高了冷轧带钢表面质量。

关键词：冷轧特深冲用钢；表面缺陷；夹杂物；卷渣；吹氧

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.033

1 引言

冷轧特深冲钢具有良好的成形性能，可冲压形状复杂的零部件，广泛应用于汽车、家电等行业。在冷轧特深冲钢的生产过程中，尤其是0.5mm以下的薄钢带，会出现轧制孔洞及冲压开裂等问题，降低了产品成材率和冲压合格率。本文就工业生产中发现的该类问题进行研究分析，找出产生缺陷的原因，以优化工艺，提升深冲钢质量。

2 工艺流程

莱钢冷轧特深冲钢工艺流程如下：

铁水预处理→转炉冶炼→RH真空精炼→连铸→热连轧→酸洗→冷轧可逆轧制→罩式退火→平整→拉矫→成品检验→包装入库。

特深冲钢产品成分如表1所示。

3 缺陷分析及控制

3.1 缺陷表现特征

特深冲钢经过多道次冷轧机罩式退火处理后，在冷轧拉矫过程中，发现带钢表面偶尔出现以下缺陷，如图1所示，表现为黑色不连续的线状缺陷，在距离带钢边部1/4宽度处出现较多。

3.2 扫描电镜分析结果

对缺陷部分进行扫描电镜检测，结果如图2所示。从图中可以看出，缺陷处存在大量夹杂物，可以发现夹杂物主要为氧化物夹杂，成簇出現，单个尺寸较小，直径在10μm左右。经过能谱检测分析其主要成分为Si、Ca、Na、Al、O等，其中图（a）中主要为A1203夹杂，此类夹杂物应为铸坯中的大的A1203夹杂经过多道次轧制，破碎后成片分布在带钢中；图（b）中夹杂物以CaO—A1203一SiO2等复合形式存在。并含有少量的Na元素，该类夹杂物主要是结晶器保护渣的卷入产生的。

3.3 减少缺陷的冶炼过程控制

由SEM检测结果可以看出，产生该类线性缺陷的主要原因为夹杂物。因此为保证钢质纯净度，对铁水成分、转炉冶炼、脱氧制度、出钢挡渣、钢包渣改质、RH精炼、结晶器冶炼、保护浇注及耐火材料等诸多环节因素进行严格控制[1]，以减少钢种的内生夹杂物和外来夹杂物。

保证特深冲钢的纯净度，需要从原料抓起，因此在转炉冶炼时，要严格控制入炉铁水残余元素含量，全部采用低硫铁水（铁水预处理前铁水S≤0.030%，P≤0.10%），铁水预处理后铁水S≤0.005%（目标0.001%），保证温度不低于1250℃，脱硫完毕扒净铁水表面的渣。采用优质炼钢辅料，严格控制铁水硅含量，进行适时调整。

有研究指出，钢中的簇状A1203夹杂与全氧没有直接关系，而是与RH脱碳结束的氧含量有关，要控制超低碳钢中簇状A1203夹杂就必须稳定生产工艺，减少RH加铝升温，使RH脱碳结束保持在一定范围。RH吹氧处理造成脱碳结束时氧含量较高，加铝脱氧时会产生大量的A1203夹杂物，造成铸坯中存在聚集分布的A1203簇状夹杂物。因此控制RH脱碳结束时氧含量是减少簇状夹杂物的一项必要措施[2]。同时要有足够的精炼时间，以保证夹杂物充分上浮。进行钢包渣改质，提高A1203等夹杂物的吸附能力，为钢水的顺利浇注提供了良好的条件，也降低了铸坯中的夹杂物含量。

在连铸过程中，使用无碳中间包，中间包加无碳高碱度覆盖剂，全程保护浇铸，结晶器内加无碳高粘度保护渣，防止钢水卷渣。出钢时向钢包表面加入改质剂，降低渣的氧化性。同时保持中间包水口碗部有适量的Ar气吹入量，以减少压差，维持结晶器液面稳定，同时隔绝外部空气同钢包下水口与长水口连接部位接触。

通过上述工艺改进，对铸坯进行检验，发现夹杂物控制水平明显提高，夹杂物数量较少，而且夹杂物尺寸也比较小，评级最高为1.0级，总级别不超过2级。铸坯经冷轧退火处理后，表面缺陷率明显降低，表面质量提升如图3所示，产品投放市场后，冲压效果良好。

4 结论

（1）特深冲钢表面的黑色不连续现状缺陷主要为A1203 和CaO—A1203一SiO2等钢中夹杂物造成.，其中A1203簇状夹杂物为RH吹氧结束后氧含量较高有关，CaO—A1203一SiO2夹杂物是出钢卷渣造成的。

（2）通过控制炼钢入炉铁水残余元素含量、精炼吹氧制度、增加精炼时间等措施，有效控制了铸坯中夹杂物，特深冲钢冷轧后表面缺陷率明显降低。

参考文献：

[1]袁方明，王新华，李宏等.不同浇铸阶段IF钢连铸板坯洁净度[J].北京科技大学学报，2005（04）：436-44O.

[2]唐复平，常桂华，栗红等.超低碳钢钢中夹杂物的研究[J].钢铁，2007，42（01）：20-22.