无取向硅钢冷轧表面黑线缺陷的成因及生产改进.pdf

Si的质量分数1.3%2.0%的中牌号无取向硅钢，当卷取温度由6 3 0 提高至7 2 0，同一性能检测标准下其磁性能得到提高，但轧制后表面出现黑线缺陷。造成这一情况的主要原因是，卷取温度的提高使带钢表面氧化铁皮结构发生变化，酸洗后表面残留氧化铁过多未洗净，经冷轧轧制后表面出现黑线缺陷。经实践证明，通过重卷十二次酸洗方式可消除轧制后表面的黑线缺陷，提高磁性能的同时，也保证了表面质量。关键词：无取向硅钢；冷轧；黑线缺陷；表面质量中图分类号：TG142.77,TG335.12文献标志码：A文章编号：2 0 9 6-7 1 0 1(2 0 2 3)0 3-0 0 2 0-0 4Causes and production improvement of black line defectson cold rolled non-oriented silicon steelLIANG Yuan,HU Zhiwei,JIANG Xianxun,ZHAO Yu,WANG Changbo(Technical Center,Jilin Jianlong Iron&.Steel Co.,Ltd.,Jilin 132104,China)Abstract:The magnetic properties of the middle grade non-oriented silicon steel of 1.3%-2.0%Siwere improved under the same testing standard when the coiling temperature increased from 630 Cto 72o C,b u t t h e b l a c k l i n e d e f e c t w e r e a p p e a r e d o n t h e s t e e l s s u r f a c e a f t e r r o l l i n g.T h e m a i nreason for this was that the increase of coiling temperature changed the structure of the stripsurface,and too much residual iron oxide was appeared on the surface of the strip after pickling,which caused the black line defects on the surface of the strip after cold rolling.The practice provedthat the black line defects on the rolled surface could be eliminated by means of rewinding andsecondary pickling,which could improve the magnetic properties and ensure the surface quality.Key words:non-oriented silicon steel;cold rolling;black line defect;surface quality磁性能是无取向硅钢的关键指标。在无常化设备的情况下，一定温度范围内采用热轧高温卷取措施，可起到一定的常化作用，有效地改善成品的组织状态，提高中低牌号无取向硅钢的磁性能1 。然而,随着热轧卷取温度的提高，带钢表面氧化铁皮增多，导致酸洗机组生产速度降低、产能下降，且冷轧轧制后带钢表面出现黑线，严重影响了表面质量。随着电子、新能源等行业的发展，下游用户对产品表面质量的要求逐步提高，表面质量水平高的产品更加受到高端用户的青睐。本文CMn0.00171.69针对黑线缺陷进行了工艺试验验证，探索消除方法，在保证磁性能的同时，使表面质量满足使用要求。1试验材料及方法1.1试验材料试验钢的主要化学成分如表1 所示。经过转炉冶炼、RH真空处理、连铸电磁搅拌，经加热炉、除鳞、粗轧、精轧，轧制成2.6 mm厚的热轧卷，终轧温度为8 50，采用后段层流冷却，试验钢卷取表1 试验钢化学成分（质量分数）%SiP0.310.008 2S0.0012Als0.35通信作者：梁元（1 9 7 2 一），男，高级工程师；E-mail:;收稿日期：2 0 2 3-0 3-2 2第3 期温度分别为6 3 0 和7 2 0，再经推拉式酸洗、冷轧六辊单机架轧制成0.3 5mm厚的冷硬卷板。试验钢的主要磁性能指标如表2 所示。热轧试验编号卷取温度/1#6302#720梁元，等：无取向硅钢冷轧表面黑线缺陷的成因及生产改进表2 试验钢磁性能铁损 Pi1.5/50/(Wkg-l)3.252.90:21卷取温度提高至7 2 0 时，通过合理的热处理工艺，产品磁性能有所提高，但轧制后表面出现黑线缺陷，表面质量情况如图1 所示。1.671.69磁感Bs50/T(a)卷取温度6 3 0 1.2试验方法对卷取温度7 2 0、表面存在黑线缺陷的无取向硅钢钢卷，进行二次酸洗处理，处理前后的试验样板分别制成1 0 mmX20mm尺寸的试验样品，通过扫描电子显微镜和X射线能谱仪对成分及缺陷形貌进行分析。2试验结果2.1酸轧效果630卷取温度与7 2 0 卷取温度的无取向硅钢钢卷，推拉式酸洗、轧机工序均采用相同的生产工艺参数，酸液温度8 59 0，酸液质量分数18%，酸洗速度50 m/min。7 2 0 卷取温度的钢卷冷轧轧制后表面出现黑线缺陷，进行重卷十二(b)卷取温度7 2 0 图1 冷轧后表面质量次酸洗处理后，经过轧制，表面黑线缺陷得到明显改善。图2 为改善前后对比情况。2.2能谱检测对缺陷处进行扫描电镜分析，检测结果如图3所示，成分中只含有Fe、C、O、Si 元素，表明黑线缺陷处不含夹杂物质，只存在氧化铁成分。2.3电镜检测分别对卷取温度7 2 0 的试验钢的一次酸洗工艺和重卷十二次酸洗工艺进行电镜检测，结果如图4所示。图4(a)为一次酸洗后的电镜检测形貌，图中黑线尺寸较宽且深度较深；图4(b)为重卷十二次酸洗后电镜检测形貌，黑线尺寸明显减小，深度明显变浅。改善前改善后图2 改善前后对比情况:22电工钢第5卷谱图6Wg/%Fe82.61.210C13.61.102.60.4A/sdoSi1.30.25（005图3 缺陷处成分1015keV一次酸洗重卷+二次酸洗图4扫描电镜下缺陷形貌3讨论分析3.1酸洗分析图5可以看出，硅钢表面致密氧化层由外到内分别由Fe2O3、Fe:O 4、Fe O 等组成。硅钢的酸洗原理是通过破鳞设备，使氧化铁皮破碎、剥离基体，酸液与内层氧化层发生反应，达到去除氧化铁皮的功能。卷取温度由6 3 0 提升至7 2 0 时，卷取温度越高，热轧工序层流冷却水开得越少，带钢表面的氧化铁皮越厚，氧化铁皮中难溶于盐酸的Fe:O4、Fe 2 O 含量增多2 。由于没有破鳞设备，外层FesO4、Fe 2 O 直接与盐酸反应，所以外层氧化铁皮越厚，酸洗后残留就越多，重卷可以起到一定的破鳞作用，二次酸洗后氧化铁皮被彻底洗净。3.2轧制分析如图6 所示，冷轧第一道次后表面出现黑线Fe203Fe:04FeO+SiO2图5硅钢氧化铁皮结构缺陷，初步怀疑轧辊粗糙度过大造成黑线缺陷，因此更换小粗糙度的轧辊，粗糙度由0.7 m减少至0.4m。轧辊粗糙度减小后，表面仍然出现此缺陷。经油石打磨，光线下凸出位置呈亮色，凹陷位置呈黑色线状缺陷。综合电镜形貌分析结果，最终确定黑线为凹状，不与轧辊直接接触，产生原因是氧化铁皮酸洗未洗干净，残留的氧化铁皮经冷轧轧辊碾压与乳化液冲洗，形成凹坑，即黑线缺第3 期梁元，等：无取向硅钢冷轧表面黑线缺陷的成因及生产改进23第一道次(a)第一道次图6 轧制前与轧制第一道次后表面质量情况陷，二次酸洗后表面氧化铁皮洗净，冷轧带钢表面的黑线缺陷消失。4结 论综上所述，针对Si的质量分数1.3%2.0%的中低牌号无取向硅钢，得出以下结论：1)提高卷取温度至7 2 0 后，氧化铁皮加重，增加了酸洗难度，冷轧表面会出现黑线缺陷；2)表面黑线缺陷是由于氧化铁皮变厚导致，未酸洗净的氧化铁皮经冷轧轧制及乳化液的冲洗，带钢表面形成黑线缺陷；(b)原料板3)推拉式酸洗二次酸洗方法可消除表面黑线缺陷，采用除鳞十酸洗方式为最佳方案；4)采用卷取温度7 2 0 并进行二次酸洗工艺处理，在提高磁性能的同时，可保证表面质量满足要求。参考文献1周世春，黄望芽，陈凌峰，等.热轧工序温度对中低牌号无取向电工钢电磁性能的影响J.宝钢技术，2 0 0 4(2)：2 9-3 3.2夏雪兰，裴英豪，施立发，等.卷取温度对中牌号无取向硅钢酸洗质量的影响J.电工钢，2 0 2 2 4（5）：1 9-2 3.版权声明对本刊录用的稿件，其作者须保证拥有该稿件的全部版权，并同意在本刊发表。作者应保证论文是作者独立创作的原创性作品，未曾发表；不涉及侵权和泄密问题；保证论文没有一稿多投；保证论文的署名权无争议。若发生问题，一切责任由作者承担，文责自负。稿件一经发表，视为作者将该论文的专有许可使用权（复制权和发行权）、汇编权、翻译权、信息网络传播权和著作权中的财产权（即含各种介质、媒体，以各种语言、各种形式出版的使用权)在该论文著作权保护的有效期内在全世界范围内授予电工钢编辑部。本刊所付一次性稿酬已包括上述各种稿酬，若编辑部再以其他形式出版该论文，将不再支付作者稿酬。本刊编辑部