耐硫酸露点腐蚀钢表面麻点缺陷及解决措施

【钢准金属】高品质钢板加工配送服务商。公司主要经营镀锌板、镀铝锌板、镀锌白铁皮。

我司资源稳定、政策优惠、订货支持。同时配备大型仓库、剪切中心、物流车队。多维度配合钢铁3Q服务。

关键词：耐硫酸露点腐蚀钢  麻点缺陷  技术措施 加热工艺

Scattered Distribution Spots Surface Defect Of Dew Point OfSulphuric Acid Corrosion-resisting Steel And MeasureOf Solution

Liu  Yourong

（Technology Center of  Meishan Iron ＆ Steel Co. Jiangsu  Nanjing  210039 ）

Abstract: This paper have introduced the scattered distribution spots  surface defect of dew point of sulphuric acid  corrosion-resisting steel's shaped and distribution, Compare with  the "black spot" defect  and the  " rise skin"defect of common strip steel,By making  systematic diagnosis and  analysed , To discover the scattered distribution spots  surface defect of dew point of sulphuric acid  corrosion-resisting steel have obvious difference from "black spot" defect and the " rise skin" defect. The defect of " black spot " is the foreign matter that rolls line passageway drop have been pressed into the surface of steel to form.the " rise skin" defect come from  the  micro-crack of side department of billet. The  scattered distribution spots surface defect of dew point of sulphuric acid  corrosion-resisting steel is a kind of peculiar surface defect of strip steel — — contain copper steel in heating course is chosen to select oxidize cause billet surface form " rich copper appearance " arouse " the scattered distribution spots " defect. The cause that rolls the surface quality defect of strip steel is different, the measure of its solution is different ,To  apply  metal material property and the production technology condition of produce scene. Have put forward to pass through raising the temperature of burning steel Combine  with rolling line 's except scale water technology to eliminate the surface defect of dew point of sulphuric acid  corrosion-resisting steel" the scattered spots " new solution channel, and do not need to adding expensive price Ni alloying element , can reduce efficiently the production manufacturing costs of the dew point of sulphuric acid  corrosion-resisting steel, Confirming new technology of channel practical feasible by industrial production.Have successfully solved "the scattered distribution spots "surface defect of dew point of sulphuric acid  corrosion-resisting steel.

Key Words: dew point of sulphuric acid corrosion-resisting steel. scattered distribution spots surface defect. measure of solution. billet heating process

0 前言

梅钢在耐硫酸露点腐蚀用钢的工业化大生产试制时出现表面“麻点”缺陷，严重影响产品质量。与常见的热轧带钢表面“黑点”缺陷和“翘皮”缺陷进行比较分析，发现表面麻点缺陷在形貌、分布、成因等方面都不同，必须尽快找出其产生原因并采取有针对性的措施解决此类缺陷的发生。

1  “麻点”缺陷形貌描述

表面“麻点”形貌与常见的表面“黑点”明显不同（见图1、图2），黑点用硬物不可以刮落，“麻点”可以很容易刮落。与表面“翘皮”缺陷相比，也有明显不同。利用热轧高清表面成像系统计数统计带钢表面“麻点”缺陷的分布情况，“麻点”缺陷在钢带上、下表面统计点数无明显差别，沿带钢长度、宽度方向随机分布，是翘皮点数的百倍以上，而且分布没有规律，而翘皮通常分布在带钢的两侧。根据经验推测“麻点”不属于“翘皮”类缺陷。

2  “麻点”缺陷的成因分析

对缺陷部位取样，用金相显微镜（Axiopht2）观察缺陷的宏观形貌及组织结构，用 XL-30扫描电镜分析缺陷部位的微区化学成分组成情况；另取钢坯加热过后表面生产的氧化铁皮样进行扫描电镜分析其成分组成情况，根据检验结果，对比分析“麻点”缺陷产生的原因。

2.1 “麻点”缺陷低倍形貌

对热轧板表面的缺陷进行宏观形貌观察，麻点缺陷呈竹叶状，最大宽度约0.3mm，见图3；部分麻点缺陷出现翘皮现象，翘皮剥落后宏观形貌见图4。

2.2“麻点”缺陷金相分析

对麻点缺陷截面进行金相分析，抛光态形貌见图5；钢板浅表层有一条长度为0.46mm，深度为0.02mm的裂纹（即距钢板表面距离），裂纹附近未发现夹杂物偏聚，组织为铁素体+珠光体，见图6。

2.3“麻点”扫描电镜分析

在热轧板麻点缺陷部位取样，超声波清洗后对缺陷表面进行扫描电镜观察，形貌见图7。能谱分析见图8，所含元素为主要为O、Cu、Al、Si、Cr、Fe，存在铜富集。

2.4 加热后钢坯表面氧化铁皮分析

在热轧加热炉取加热后的表面氧化铁皮试样进行扫描电镜形貌及能谱分析；普通钢坯表面氧化铁皮所含元素为O、Fe（图9）。而耐硫酸露点腐蚀钢的氧化铁皮所含元素为O、Fe、Cu、（图10），表明Cu元素在钢坯加热过程中，钢坯表层氧化铁皮中有铜富集现象。

2.5 麻点缺陷与工艺相关性分析

统计轧钢工艺温度制度与麻点缺陷发生率的相关性（见图11），从图11可以看出，“麻点”缺陷与精轧入口温度的负相关，即温度越高，麻点缺陷发生数就越少。初步推测“麻点”缺陷与轧钢工艺的温度制度有关。

2.6 “麻点”缺陷与钢种成分相关性分析

分析钢种成分配比对麻点缺陷的影响，工业试制时有一炉钢加了0.062%的Ni，做对比试验用。从统计结果看，加Ni有利于减少耐硫酸露点腐用钢“麻点”缺陷发生（见表1）。

2.7 “麻点”缺陷成因分析

耐硫酸露点腐蚀用钢表面“麻点”缺陷与常见的热轧板带表面“黑点”缺陷和“翘皮”缺陷明显不同。“黑点”缺陷是轧线通道的异物脱落被压入钢带表面而形成的。“翘皮”缺陷是由于板坯边部的微裂纹引起的。表面“麻点”是耐硫酸露点腐蚀钢所特有的一种表面缺陷。耐硫酸露点腐钢为保证耐腐蚀性能，配加了0.25%的铜元素。钢中自身的铜元素(含量≥0.2％)时，在长时间高温加热时，钢坯表层被氧化成氧化铁皮，而Cu元素不发生氧化，铜含量因而相对增加，形成富铜相，直至超过铜在铁中的溶解度。铜的熔点(1083℃)，而实际的板坯加热及开轧温度均高于1100℃，这时钢中的富铜相处于熔融状态附着在钢坯表形成相应的凸点。在后序的轧制过程“富铜相”形成的凸点被轧倒变成类似翘皮的麻点缺陷。耐硫酸露点腐蚀钢本身含有铜元素是造成热轧钢带表面麻点缺陷的主要原因。

3 “麻点”缺陷解决途径分析

3.1 国内外同类钢企解决麻点缺陷的技术途径

据文献[1]介绍，防止“麻点”缺陷产生的关键在于阻止富铜相形成，在含铜（Cu）钢中配加镍（Ni，Ni：Cu=1:3～l:2)，可使钢表面铜富集层变为熔点超过1200℃的铜镍富集层；另外。通过降低热加工温度至l100℃以下，降低轧钢温度至铜的熔点以下，并尽量减少不均匀的变形及采用较小的道次变形量，对防止产生“麻点”缺陷也是有效的，但必须具备相应的设备条件。国外企业一般都是采用以上两种措施控制含铜钢种表面麻点缺陷。

3.2 解决耐硫酸露点腐蚀用钢表面麻点缺陷的技术途径

板坯加热采用煤气或天然气的方式，煤气燃烧生成的产物为CO与CO2，虽然目前的燃烧技术可以调节燃烧产物CO/CO2配比，使加热炉内呈还原性气氛；但为保证燃烧充分，必然保证一定的空气过剩系数，而空气中的氧气在高温状态时具有强氧化性，同时，煤气燃烧生成的产物为CO2在高温时也呈氧化性，因此，加连铸板坯加热耐硫酸露点腐蚀钢中的铜元素的选择性氧化而产生富铜相不可避免。取加热炉中的钢坯表面氧化铁皮分析，普通钢坯的表面氧化铁皮中不含铜元素，而耐硫酸露点腐蚀用钢的氧化铁皮中铜含量达到8%，更高的达到14%；验证了板坯加热确实存在含铜种的选择性氧化现象，氧化铁皮中存在富铜相。梅钢热轧机组低温大压下能力有限，而且，从降低成本考虑，不希望配入昂贵的镍元素，因此，在现有设备的基础上，生产耐硫酸露点腐蚀用钢表面麻点缺陷必须寻找新的解决途径。

3.3 工艺途径解决耐硫酸露点腐蚀用钢表面麻点缺陷的理论分析

含铜钢种在成分设计时，配入一定比例的镍元素，可以使晶间产生熔点较高的铜镍化合物，防止产生“麻点”缺陷，但成本较高。为达到钢种的耐硫酸腐蚀的效果，必须保证钢种成分配比中含有相应的Cu元素，在少加或不加Ni元素的情况下，必须采取相应的技术措施解决表面麻点缺陷。

因选择性氧化而富集在钢坯表面的富铜相在高温条件下的表现形式为渗透及扩散[2]。渗透是指铜向奥氏体晶界渗透的倾向，较强的渗透倾向导致铜在晶界富集，这是含铜钢种表面缺陷产生的根本原因；扩散指氧化物对铜的吸收能力及铜在基体中的扩散能力，这种扩散危害不大。降低富铜相的渗透能力，提高扩散能力，是解决耐硫酸露点腐蚀用钢“麻点”缺陷的有效途径。

4 “麻点”缺陷的解决措施及效果

铜元素的熔点为1083℃。在热连轧生产工艺中，板坯加热温度在1150℃左右，此温度时，选择性氧化析出的铜元素呈液体状态。查液态金属的表面张力和温度的关系[3]可知（见图12），在1150℃～1250℃温度范围之内，随着温度的升高，液态铜元素的表面张力逐步变大，当温度超过1200℃时“富铜相”呈球状小液滴弥散分布在氧化铁皮中，抑制液态“富铜相”在钢基体晶界间渗透，提高了“富铜相”在氧化铁皮中的扩散。在此温度范围内，氧化铁皮是“富铜相”有效载体，在粗轧工序，含“富铜相”的氧化铁皮随粗轧除鳞而被除去，消除了富铜相对后续热轧的影响，从而起到防止表面麻点缺陷的效果。生产试验表明，控制钢种化学成分或调整热轧温度制度，可有效控制耐硫酸露点腐蚀用钢表面“麻点”缺陷。

5  结论

耐硫酸露点腐蚀钢本身含有铜元素是造成热轧钢带表面麻点缺陷的主要原因。保证钢种化学成分，不配加Ni元素，通过提高烧钢温度和除鳞水工艺相结合方式可有效控制耐硫酸露点腐蚀钢表面“麻点”缺陷。经生产实践证明工艺可行，效果显著。

参考文献

1 陈长白．含Cu热轧钢板高温快烧工艺的研究．中国金属学会轧钢学术会议，北京，2OO2．

2 刘友荣，穆海玲．耐腐蚀钢“铜脆”成因及防止措施，梅山科技，2010(01)：27～30

3 陈家祥编著．炼钢常用数据图表手册，北京 冶金工业出版，1984 14-15