摘  要  采用掃描電鏡及能譜等分析方法對304熱軋酸洗鋼卷表面黑線缺陷進行了分析。結果表明鋼卷表面黑線是鑄坯表皮下卷入富碳雜質經加熱、軋制演變的結果。進而采用生產試驗對分析結果進行驗證并提出了改進措施。

關鍵詞  黑線  富碳層  液面波動  粘度

1  引言

奧氏體不銹鋼是不銹鋼中最重要的鋼種之一，其中以304不銹鋼為代表應用最為廣泛，304不銹鋼具有優秀的耐蝕性和良好的力學性能，被廣泛應用與電梯裝飾、廚房器具、醫療器械、化學工業及建筑裝飾等行業，對表面色差、粗糙度有較高的要求。

2  現狀

北海誠德金屬壓延有限公司在生產304熱軋不銹鋼卷時，經常在板帶表面出現黑色線條狀的缺陷，寬度20～100mm，長度200～1000mm，主要分布在距離兩個側面寬度不等的范圍內。此類缺陷在鋼卷的上下表面均有發生，呈無規律的分布，缺陷深度較淺，經輕度打磨即可消除。3  成因分析

3.1  黑線缺陷電鏡能譜分析

對304鋼卷有黑線缺陷的部位取樣做形貌和能譜分析，發現缺陷部位（區域A）存在含有碳化物的金屬合金，其與正常基體（區域B）的化學成分。缺陷區域較正常區域有更高的碳含量。

3.2  試驗驗證

根據缺陷形貌和缺陷程度，判斷該缺陷可能是由鑄坯帶來，通過組織試驗計劃，對同批次隨機選取30塊板坯進行全磨處理、其余按正常流程進行表面檢查，經熱軋、酸洗后檢查對比，全磨板坯軋制的鋼卷表面，均未發現有黑線缺陷發生，未修磨板坯有36%產生黑線缺陷。

3.3  黑線缺陷與保護渣的關聯性

不銹鋼連鑄均采用保護澆鑄的方式生產，多數情況下保護渣的熔融結構為3層[1]:熔渣層、燒結層和粉渣層，在結晶器熔渣層和過度層之間有一層0.3～3mm的富集碳層，其含碳量甚至高于粉渣1.5～5倍[2]，在澆鑄過程中，結晶器液面發生波動時，鋼液就容易與富碳層接觸，造成富碳層雜質卷入，鋼水澆鑄成板坯，經軋制酸洗后，該富碳雜質暴露在基體表面，形成黑線缺陷。

4  缺陷控制

4.1  提高結晶器液面穩定性

澆鑄過程中，結晶器液面波動越大，發生富碳層卷入的幾率越大，在實際生產過程中發現，結晶器液面會出現一段時間內的較大范圍波動，通過調整浸入式水口角度、水口插入深度、穩定拉坯速度，保證液面波動在±3mm以內，避免出現卷入現象。

4.2  適當提高保護渣粘度

保護渣的粘度會影響液面流速的大小，隨著粘度的增大，液面速度隨之降低，鋼-渣界面十分穩定，鋼渣卷混現象產生的可能性降低[3]，通過提高保護渣粘度，適當增加液渣層厚度，降低鋼液與富碳層接觸的幾率，表2為調整前后的保護渣成分。

5  實施效果

通過以上措施在連鑄過程中的實行，黑線缺陷改善效果顯著，缺陷發生率逐步降低，由最高41.36%降至0.29%。

6  結論

通過對304鋼種黑線缺陷取樣分析，確認黑線缺陷是由于保護渣富碳層卷入鋼液，經軋制延伸后形成，通過控制結晶器液面波動，調整保護渣粘度，可以有效的降低黑線缺陷的發生率。

7  參考文獻

[1]盧盛意.連鑄保護渣的選用[J].連鑄，1998，(2):43

[2]董福勝.超低碳鋼增碳過程中連鑄結晶器保護渣的作用[J].商品與質量?學術觀察, 2013(1):108-108

[3]朱苗勇等.連鑄結晶器內鋼水卷渣的機理與控制[J].鞍鋼技術，2005(2):1-4