分享:冷轧镀锌带钢表面白道缺陷的成因及控制
随着汽车行业产品的不断更迭,汽车行业对冷轧钢板表面质量的要求也越越来越高。其中合资车以及高端车型所使用的均为镀锌板,由于镀锌板表面镀层的存在,使得锌灰、锌渣缺陷成为各厂目前最大的挑战,更换排渣炉鼻子成为减少锌灰、锌渣中最常见的一种方法。排渣炉鼻子最大的特点在于炉鼻子腔内锌液不断涌动带走表面沉积的锌灰,从而使液面上的锌灰不被存留在带钢表面上,带钢获得更高的表面质量。排渣炉鼻子的工作特点,加剧了锌蒸汽的挥发,这些锌蒸汽在炉内加湿气氛中发生氧化,在温度较低的炉鼻子内壁上结晶,而后脱落到带钢表面,导致新缺陷的产生。镀锌的白道缺陷产生的原因及控制措施的研究鲜有报道。本文针对使用排渣炉鼻子后产生的白道缺陷,从缺陷位置分布、微观形貌及成分角度,分析了缺陷产生的原因及机理,并提出相应改进措施,对消除缺陷,提高镀锌板表面质量,具有十分重要的现实意义[1−2]。
1. 实验内容与方法
试样来源于某钢厂具有白道缺陷的冷轧镀锌板,试样规格为0.8 mm×10 mm ×10 mm。首先对生产现场表面检测仪记录白道缺陷与实物缺陷比对,对白道缺陷宏观形貌进行观察记录;取典型试样缺陷,经过丙酮超声波清洗后,用酒精擦拭干净,并用超声波清洗器进一步清洗,然后用吹风机烘干,后用铅笔标出白道缺陷区域,并在白道缺陷区域标记为1区,正常区域为2区,如图1所示;利用扫描电镜观察白道缺陷微观特征,并进行能谱分析确定缺陷表面物质的成分;同时结合现场工艺参数、设备状况分析白道缺陷产生原因,找出主要影响因素。
2. 实验结果与讨论
2.1 缺陷特征
白道缺陷集中出现在带钢上表面,随机无规律分布,长度方向与带钢轧制方向平行,呈细条状,宽度1~2 mm,长200~500 mm,生产过程中,9000 Hz频闪灯条件下,带钢 20 m/min爬行正光明显可见,呈现白色,无手感;日光灯静止条件下正面目视轻微不易发现,侧光明显可见,呈浅白色,如图2所示。
2.2 白道缺陷形成原因分析
如图3,在电子显微镜下,两区域形貌并无明显区别。通过表1,其中发现区域1相比区域2在成分分析,相比正常区域白道缺陷区域含有一定量的氧元素。白道缺陷总是出现在带钢上表面,在锌层Z120(镀层厚度16.5 μm)以下可见,但在镀层厚度Z180(镀层厚度24.75 μm)时缺陷不可见。因此推测可能是颗粒状锌灰掉落带钢导致,其颗粒直径应小于25 μm。如图4,通过拆开排渣炉鼻短节子后发现,上表面(正面)炉鼻子内壁存在大量颗粒状锌灰。对这些颗粒锌灰进行成分分析如表2,可以看出颗粒状锌灰成分为ZnO,如图5,可以看出锌灰颗粒直径约为10~20 μm。印证了炉鼻子内壁上表面锌灰掉落带钢导致缺陷产生。