冷轧带钢产生黄斑机理

关于钢板黄斑成因分析和对策目前发生黄色斑迹经确认是钢板黄斑，此缺陷在冷轧厂均有发生。作为平整液生产厂商，长期以来一直在配合有关单位进行黄斑成因分析和对策研究，针对黄斑成因分析，通过对平整液配方的调整缓解其发生并有一定突破。一、钢板黄斑的成因分析1、根据对产生黄斑的钢板进行金属表面成分分析（扫描电子显微镜、电子探针微量分析装置）的结果，黄斑为氧化铁（FeO）与匕34-羟基氧化铁（FeOOH）混合在一起的腐蚀物。这种腐蚀是伴随着阴极、阳极部反应，电腐蚀不断深入的一种现象（如图1）。图1腐蚀（电腐蚀）的模式图

上图为高倍显微镜拍摄下来的黄斑基板照片2、在进行退火时，一般在加热的初始阶段水分开始蒸发，持续加温到300oC左右时油分开始分解，露点会暂时上升，如果退火气体置换充分的话在加温的后期露点会下降，从而进入还原反应状态。这时，如果钢板上的残留水分较少的话即使在退火初期钢板表面氧化，氧化膜也非常薄，退火后期会还原不会引起黄斑产生。但是如果钢板表面的残留水分较多的话，在整个退火过程中露点温度就一直很高。也就是说HO/H的比率增大形成氧化区域。（请参照22下图 Fe+HO—FeO+H)22探云L戢化/歿ftM2-斗ODTDQ600500蚩900題BOO铁氧化还原平衡图板面残留油分分解后会形成气体（形成CO,co2,ch4,c2H4等），但钢板中央部油分分解出的气体难以向边缘部释放，极易导致中央部位CO2气体增加形成氧化区域（参照左图，Fe+CO2—FeO+C0,3Fe+4C02^Fe304斗ODTDQ600500蚩900題BOO铁氧化还原平衡图综合上述分析结果，黄斑发生主要是“1、 钢板表面的清洁度差。钢板中部残留的残碳和铁粉多于两侧,因此钢板中部与两侧自然形成了电位差；2、 钢板在平整过程中，原氧化膜部份被破坏，新老界面间形成电位差。3、钢板表面结构差异。本司曾对钢板黄斑进行分析，发现缺陷部份表面状态呈凹凸不平海绵状，其与正常部位形成电位差。4、钢板表面残留平整液吹吹不净，其中水份成为电腐蚀过程必须的电解质。上述因素重叠发生时，黄斑发生的概率就很高。（宝钢冷轧厂在未上脱脂机组前，黄斑发生率高达2%,2003年脱脂机组投产后，经脱脂工序的钢卷基本未发生黄斑问题，由此也进一步说明来料清洁度对黄斑的影响）二、对策由于黄斑的发生与来料清洁度有密切关系，因此，从根本上解决黄斑问题须从源头 来料清洁度方面进行控制。1、轧机方面（1）、检查轧机出口吹扫的效果（压力、角度等），轧机出口钢板不能有明显的乳液残留；（2）、检查乳化液中的杂油含量是否偏高/超标，油份含量高就意味着钢板表面残油量会增加，如果加上吹扫效果不好，极易引起斑迹的发生；（3）、检查乳化液的酸值是否超过控制目标，酸值偏高直接会引起氧化/斑迹；（4）、末架用乳化液的浓度控制。末架用乳化液最好控制在0.5-1.0%（条件许可情况下），末架高浓度也很容易发生乳化液斑迹。A、 在三机架出口加装压缩空气吹扫装置，防止/减少前面机架用高浓度轧制油混入末架低浓度中，而影响到末架浓度和杂油含量的波动。B、 末架用轧制液的浓度控制在满足轧制要求的前提下，尽可能采用低浓度，以减少板面的残留对后道工序的影响。2、退火方面（1） 、提高轧制液的挥发性能；根据对贵方平整来料清洁度的跟踪，目前退火后的板面清洁度与轧机轧后清洁度相当，有时还低于轧后清洁度，这说明轧制油的退火挥发性不良，造成退火后板面残留超标。（2） 、适当提高饱和气体的流量，加快碳化/氧化物的挥发；根据目前贵方板面残留情况，建议饱和气体的流量不小于203/h，以加快残留物的释放。（3） 、可能情况下改变退火曲线，在430°C左右保温3小时，有利于板面残留物的挥发；（4） 、对退火饱和气体进出管道进行定期清洗，确保额定气体流量。一般情况下，三个月左右需对气体出口管道进行清洗，具体应视出口管道的清洁状况，确定清洗周期。三、平整液的改善为了控制黄斑产生，从平整液角度应该尽可能在电化学腐蚀反应开始之间迅速地在钢板表面形成致密、均匀的防锈膜。成膜方式可分为钝化成膜以及吸附成膜两种。根据本司的研究结果，适当采用无机盐更能有效地形成钝化膜，而有机酸盐对形成吸附膜更有效。与吸附膜相比，钝化膜的成膜（反应）速度更快，能形成更为致密、均匀的膜。因此，为了抑止黄斑的产生，相比吸附成膜，在钢板表面快速形成致密、均匀的钝化膜更为有效。现在供贵方的SP3平整液就是借鉴了在宝钢和鞍钢的经验和实际使用效果而确定的配方。针对贵方目前工况，本司考虑就平整液再次进行改良，主要是进一步提高其成膜速度。通过平整液成膜性的改善来抑制黄斑的发生（关健还应考虑来料清洁度的控制，这才是解决问题的根本所在）。四、其它1、平整液的浓度控制本司对贵方现场平整液使用状况进行了连续跟踪，发现平整液浓度控制波动相当大（低的只有2.0，高的达8.0以上），主要原因是：比例泵在抽取平整液时有大量泡沫，造成混合箱中平整液浓度偏低，

这时只能采用人工直接添加平整液原液的方法，但添加量和浓度无法控制。为此须确保比例泵正常要作，以保证浓度控制在标准范围内。浓度偏高：消耗量增加，造面浪费；过润滑可能引起带钢跑偏；浓度过低：轧制力上升，辊耗增加