分享：本钢冷轧无取向电工钢常见缺陷及控制措施

冷轧无取向电工钢是本钢的重点产品，生产流程为：带钢表面脱脂后，经连续退火炉进行脱碳退火，然后通过涂层辊将涂液均匀涂在带钢表面。本文分析了冷轧无取向电工钢几种常见表面缺陷：碳套辊印、表面氧化、划伤、碱洗斑的形成原因，提出了消除缺陷的措施。实践表明，采取相关措施后冷轧电工钢产品质量有极大改善，产品的合格率明显提高。

本钢连续脱碳退火炉是冷轧无取向电工钢生产的关键设备，是中冶南方设计的年产20万t、以中低牌号冷轧无取向电工钢为主的生产线。其生产工艺流程为：先将带钢表面脱脂后，经连续退火炉进行脱碳退火，将带钢中的碳控制在0.005%以下，达到消除残余应力和促使晶粒长大的目的，以保证产品磁性、硬度和磁时效[1]，然后通过涂层辊将涂液均匀涂在带钢表面。

碳套辊印缺陷

碳套辊印缺陷是炉辊表面结瘤与高温带钢接触使带钢表面产生具有周期性的凸凹包所致，因此必须采取措施控制碳套结瘤。

碳套辊作用

碳套辊是连续退火炉的关键部件，主要支撑带钢的运行，它的表面状态直接影响带钢表面质量。整个脱碳退火涂层机组共210根碳套辊，主要有f180 mm高温碳套辊和f150 mm常温碳套辊两种规格。碳套辊的石墨化程度在60%以上，本身是一种多孔材料，经过渗铬、修磨处理表面光滑，但经过长时间使用后，经过氧化和磨损，不可避免会出现一些孔隙。

结瘤形成过程分析

碱洗系统因碱液浓度活性温度不够、刷辊压力或掉毛严重、碱洗槽或刷洗槽喷嘴堵塞等诸多因素造成板面清洗效果差，退火炉表面残存的铁粉和油污与碳套辊在摩擦过程中在碳套辊辊面孔隙处堆积、还原、烧结、长大，粘结在炉辊辊面，不断积累就形成了瘤，成分主要是SiO2和FeO[1]。结瘤长大到一定尺寸，一部分在与带钢不断摩擦中脱落下来，在碳套辊面上留下一个更大的凹坑，为产生新的结瘤提供场所；一部分在与带钢摩擦碰撞过程中不停地旋转，使凹坑加深且面积变大。

控制结瘤措施

为了减少结瘤对带钢产生的影响，采取以下措施：1)炼钢时尽可能控制冷轧硅钢原始C含量不超标；2)提高轧制过程的表面质量，严格控制轧制过程中残油、杂油含量，使退火工艺容易脱脂。不断优化清洗工艺，根据不同牌号、工艺速度、板面油污状况及时调整刷辊压力、电解电流和电压、脱脂浓度和温度等工艺参数，以保证带钢清洗效果；3)控制好炉内露点[2]，减少氧化性气氛；4)碳套辊适用炉温950℃以下，温度过高会加快碳套辊氧化，加快铁粉烧结，更容易形成结瘤。一般均热炉控制在880℃以下，不容易出现结瘤现象；5)带钢出现碳套辊辊印后，应当调整过渡料打磨炉辊、去掉结瘤、更换结瘤严重的炉辊[3]。

表面氧化缺陷

带钢退火后表面发暗，严重时颜色发黑，出现明显氧化，直接影响冷轧硅钢的表面质量。

表面氧化缺陷形成机理

连续退火过程中发生化学反应[4]：

脱碳段、再结晶段及冷却段的化学反应方向均取决于PH2O/PH2的分压比，保证反应(1)进行，反应(2)不进行(因碳与氧的结合力大于碳与铁的结合力)，就是既要有利于硅带钢最大程度地脱碳，又要防止其表面氧化，可以通入氢气、氮气的混合气体作为硅带钢退火炉的保护气体。为了保证带钢的脱碳，要在气体中加入水蒸汽，使其具有一定的湿度。增加水蒸汽含量有利于带钢的脱碳，但同时增加了带钢氧化的危险。因此必须保证合理的PH2O/PH2的分压比。

表面氧化原因及控制措施

1)出炉温度过高，造成钢板出炉氧化；2)带钢退火速度低，在炉内停留时间长，造成氧化。一般情况下退火工艺段停车20 min以内板面颜色发黑、发暗，停车超过20 min，带钢板面出现严重板形不良缺陷；3)保护气体不纯，氧和蒸汽含量高，使钢板氧化；4)炉内冷却系统漏水，水与钢板高温下发生氧化反应。

划伤缺陷

对冷轧电工钢表面影响最大的原板划伤是划痕较深且在随后热轧道次又愈合的划伤，这种划伤在冷轧工序后逐渐明显，最终在成品表面出现灰白色印迹，严重时出现起皮。2011年4月，在生产过程中产生大量因加热炉炉底辊造成铸坯划伤，在后续热轧和冷轧工序中缺陷无法消除，出现严重起皮。图1和表1为经冷轧退火涂层后缺陷的光学照片、扫描图片和成分分析，可以看出缺陷部位主要是硅、氧、铁三种成分。另一种是在酸洗、冷轧过程中产生的划伤，这种划伤经过退火后变成白色。不管是热轧还是冷轧工序产生的划伤，都是由于带钢运行过程中表面与尖锐设备相接触摩擦而产生的。

碱洗斑缺陷

碱洗斑常出现在冷轧无取向电工钢退火涂层后，表面呈灰白色印迹，缺陷形貌不一，类似花纹状。该缺陷的产生主要是因清洗带钢时，含碱性污泥由带钢表面带到水洗段，使水中的Ca2+与碱洗污泥中的PO43–形成Ca3(PO4)2微溶性物质[5]，这些微溶性颗粒悬浮在溶液中，随溶液喷淋或粘附在钢板上，最后挤干辊挤压到带钢表面，这种粘附物很难在退火中被烧掉，从而残留在带钢表面。对碱洗斑缺陷控制主要从两方面入手，一是挤干辊有缺陷时及时更换，二是及时更新清洗水和碱液，保证挤干辊表面清洁。

结束语

实践表明，针对碳套辊辊印、表面氧化、划伤、碱洗斑等缺陷采取的相关措施是极其有效的，本钢冷轧电工钢产品质量有极大改善，产品的合格率明显提高。

文章来源——金属世界