冷轧碳黑边缺陷原因浅析

彭善忠

（山东省冶金设计院股份有限公司， 山东 莱芜 271104）

生产实践·应用技术

冷轧碳黑边缺陷原因浅析

彭善忠

（山东省冶金设计院股份有限公司， 山东 莱芜 271104）

分析了冷轧碳黑边的成分及形成机理，并提出了控制碳黑边的对策。通过这些改进措施，使碳黑边缺陷发生率大幅度下降，取得了明显的效果。

冷轧 碳黑边 形成机理

碳黑边是影响冷轧带钢的一个常见缺陷，如何消除碳黑边缺陷，提高冷轧板表面质量，提升利润空间，是当前冷轧厂十分关心的课题。就此，针对碳黑边缺陷产生的原因进行分析，并提出相应的改进措施。

1 成分分析

碳黑边是冷轧带钢边部的纵向带状积碳，其宽度于1～20 cm之间不等（见图1），使用布料或报纸用力擦拭带钢表面黑色部位，可以擦除。

图1 碳黑边形貌图

通过实验检测分析（见图2），可以十分清晰地看出，黑色缺陷部分C原子浓度比无缺陷部分要高十几倍。而在整个冷轧过程中，只有杂油和乳化液在一定温度下产生热解反应，才能造成残碳的析出。

2 缺陷形成机理

1）带钢在轧制过程中产生的高温超过了轧制油的初始蒸发点，在高温作用下使轧制油碳化；轧件抗力不均匀，工艺润滑流量不够，变形区温度不能有效交换出去，局部变形升温过高，使轧制油部分蒸发或者碳化；杂油（如液压油、油膜轴承油、轴承油雾润滑油等）由于泄漏而进入乳化液系统，破坏了乳化液的稳定性，影响了带钢表面的油膜形成，从而导致了板面的油污残留。

图2 黑色部位表面形貌特征

2）轧制过程中乳化液润滑能力不足，导致板面残留物偏多，退火过程中由于挥发聚集至带钢边部产生。

3）在乳化液全分析中，皂化值偏低，稳定指数偏低，直接造成润滑能力下降。

4）轧制油乳化性较差，润滑能力不足，且油品在罩式炉退火挥发性较差，形成积碳富集边部。

3 改进措施

3.1 合理选择及使用轧制油

在选择轧制油时要考虑轧制油的挥发特性，挥发后带钢表面没有残留物；轧制油必须具有良好的乳化性，可以在带钢表面形成稳定油膜从而保护钢带不被氧化；轧制油必须具有良好的润滑性，减小轧辊与带材间的摩擦力，防止因摩擦力过大导致乳化液破乳。

在日常使用和维护过程中，定期对乳化液进行理化分析，保证乳化液指标稳定可控，若理化指标超标，必须采取相应的措施；保证脱盐水的理化指标符合乳化液要求；严格控制酸洗漂洗质量，杜绝漂洗不干净而使CL离子进入乳化液，从而污染乳化液；合理控制乳化液温度、浓度，使乳化液到达较好的润滑与乳化效果；适时调整过滤、搅拌装置，除去乳化液中的杂物和铁粉等，保持乳化液的清洁度。

3.2 减少杂油泄漏

加强设备日常检点维护，控制杂油泄漏，减少板面油污。

3.3 优化张力控制

在保证轧制稳定性和产品质量的同时，降低成品道次卷取张力，减小钢卷层与层之间结合的紧密程度，有利于残留乳化液的挥发。优化后的张力制度表见表1。

表1 优化后的张力制度

3.4 保证吹扫效果

良好的吹扫，可以有效降低乳化液的残留量，从而降低碳化的可能。

3.5 提高板面粗糙度

从微观上看，板面粗糙度就是钢板表面所存在的大小不等的小凹坑，在轧制过程中，这些小凹坑犹如“储油罐”，将乳化液储存其中，粗糙度越高，凹坑越多，乳化液越容易形成油膜，加强润滑效果。适量提高板面粗糙度，有利于油膜形成，避免由于油膜分布不均匀，使表面金属暴露在空气中被氧化。

3.6 优化罩式炉生产工艺

为降低碳黑缺陷发生率，可对罩式炉工艺进行相关优化调整。按照经验，在不改变其原有退火工艺的情况下，在低温阶段增加一个350℃/5.5 h的吹扫平台，可优化罩式炉生产工艺。

3.7 保持炉台、炉内清洁

定期对炉台、重锤、排污系统进行清洁保养，消除炉内的积油、积碳。

4 结语

根据理论研究的结果采取多种措施：改进吹扫装置、提高板面粗糙度、减少漏油、改善板型、调整热吹工艺、更换轧制油和日常管理。通过这些改进措施，碳黑边缺陷发生率大幅度下降，取得了明显的效果。

（编辑：王瑾）

Analysis of the Defect of Cold Rolling Carbon Black Edge

PENG Shanzhong
（Shandong Province Metallurgical Engineering Co.,Ltd.,Laiwu Shandong 271104）

The composition and formation mechanism of carbon black edge in cold rolling are analyzed,and the countermeasures to control the carbon black edge are put forward.By these measures,the incidence of carbon black edge defects has been greatly decreased,and obvious effects have been achieved.

cold rolling,carbon black edge,formation mechanism

TG335.12

A

1672-1152（2017）03-0089-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.03.36

2017-05-22

彭善忠（1982—），男，山东临沂人，本科，毕业于武汉科技大学，工程师，主要从事轧钢工艺设计工作。