摘  要  采用扫描电镜及能谱等分析方法对304热轧酸洗钢卷表面黑线缺陷进行了分析。结果表明钢卷表面黑线是铸坯表皮下卷入富碳杂质经加热、轧制演变的结果。进而采用生产试验对分析结果进行验证并提出了改进措施。

关键词  黑线  富碳层  液面波动  粘度

1  引言

奥氏体不锈钢是不锈钢中最重要的钢种之一，其中以304不锈钢为代表应用最为广泛，304不锈钢具有优秀的耐蚀性和良好的力学性能，被广泛应用与电梯装饰、厨房器具、医疗器械、化学工业及建筑装饰等行业，对表面色差、粗糙度有较高的要求。

2  现状

北海诚德金属压延有限公司在生产304热轧不锈钢卷时，经常在板带表面出现黑色线条状的缺陷，宽度20～100mm，长度200～1000mm，主要分布在距离两个侧面宽度不等的范围内。此类缺陷在钢卷的上下表面均有发生，呈无规律的分布，缺陷深度较浅，经轻度打磨即可消除。3  成因分析

3.1  黑线缺陷电镜能谱分析

对304钢卷有黑线缺陷的部位取样做形貌和能谱分析，发现缺陷部位（区域A）存在含有碳化物的金属合金，其与正常基体（区域B）的化学成分。缺陷区域较正常区域有更高的碳含量。

3.2  试验验证

根据缺陷形貌和缺陷程度，判断该缺陷可能是由铸坯带来，通过组织试验计划，对同批次随机选取30块板坯进行全磨处理、其余按正常流程进行表面检查，经热轧、酸洗后检查对比，全磨板坯轧制的钢卷表面，均未发现有黑线缺陷发生，未修磨板坯有36%产生黑线缺陷。

3.3  黑线缺陷与保护渣的关联性

不锈钢连铸均采用保护浇铸的方式生产，多数情况下保护渣的熔融结构为3层[1]:熔渣层、烧结层和粉渣层，在结晶器熔渣层和过度层之间有一层0.3～3mm的富集碳层，其含碳量甚至高于粉渣1.5～5倍[2]，在浇铸过程中，结晶器液面发生波动时，钢液就容易与富碳层接触，造成富碳层杂质卷入，钢水浇铸成板坯，经轧制酸洗后，该富碳杂质暴露在基体表面，形成黑线缺陷。

4  缺陷控制

4.1  提高结晶器液面稳定性

浇铸过程中，结晶器液面波动越大，发生富碳层卷入的几率越大，在实际生产过程中发现，结晶器液面会出现一段时间内的较大范围波动，通过调整浸入式水口角度、水口插入深度、稳定拉坯速度，保证液面波动在±3mm以内，避免出现卷入现象。

4.2  适当提高保护渣粘度

保护渣的粘度会影响液面流速的大小，随着粘度的增大，液面速度随之降低，钢-渣界面十分稳定，钢渣卷混现象产生的可能性降低[3]，通过提高保护渣粘度，适当增加液渣层厚度，降低钢液与富碳层接触的几率，表2为调整前后的保护渣成分。

5  实施效果

通过以上措施在连铸过程中的实行，黑线缺陷改善效果显著，缺陷发生率逐步降低，由最高41.36%降至0.29%。

6  结论

通过对304钢种黑线缺陷取样分析，确认黑线缺陷是由于保护渣富碳层卷入钢液，经轧制延伸后形成，通过控制结晶器液面波动，调整保护渣粘度，可以有效的降低黑线缺陷的发生率。

7  参考文献

[1]卢盛意.连铸保护渣的选用[J].连铸，1998，(2):43

[2]董福胜.超低碳钢增碳过程中连铸结晶器保护渣的作用[J].商品与质量•学术观察, 2013(1):108-108

[3]朱苗勇等.连铸结晶器内钢水卷渣的机理与控制[J].鞍钢技术，2005(2):1-4