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7退火黑斑、黑带成分及成因退火黑斑黑带是指退火后钢卷（主要是薄规格《 0・5mm产品）上下面产生的无法擦除的黑斑7.1 定性分析将带有黑斑的钢板清洗干燥，进行水接触角测定（水接触角测定对判断固体表面性质…有机疏水/离子亲水是很灵敏的）黑 斑表面高的接触角说明它的表面有一层有机膜用5%K0H 溶液将黑斑钢板煮沸20分钟，在进行测定（黑斑未被除去）其接 触角与无黑斑清洁表面相同用xps（x光电子能谱分析）对带 有退火黑斑钢板样与无黑斑清洁退火钢板样进行对照分析，结 果表明:黑斑主要是铁的氧化物（Fe3O4）,且被一层难除的有机 膜覆盖7.2 成原因分析a、轧制过程中，润滑失效是黑斑/黑带形成的主要原因在水和氧气存在的条件下,润滑失效局部发生化学腐蚀,温度高会加速这种反应在轧制过程中,通常这种化学腐蚀处于微观不可见状态,而一些润滑性 能明显不足的轧制油，在第二道次、第三道次就会出现肉眼可见的斑ZZ1迹（氧化变色），这是由于润滑油膜破U板新生表面暴露在空气中急 剧氧化所致而且这种氧化斑迹会在后续轧制过程中逐渐扩大、延伸、 颜色也会加深，有的资料称之为“油烧”（oil-burn）,氧化物是Fe3O4 还是Fe2O萨很大程度上取决于油膜破裂的状况。
b发生在冷轧后退火前的储存过程（可逆轧机在轧制卷取过程中也会 发生）由于轧机进、出口吹扫失控乳化液会夹带进入钢卷内另处 成品卷温偏低也会造成乳化液的夹带生产薄规格产品时，钢卷缠绕 很紧，板间隙很小和在一定温度下（70°C-90°C）,夹带的乳化液会使钢 板表面发生电化学腐蚀（金属表面与离子导电的介质因发生电化学作 用而产生的破坏）乳化液中CL-和电导率高会加速这种反应过程该反应过程是一个随时间的渐进过程，产物可能是FeO（黄色）、Fe2O3（红色）、Fe3O4（黑色）在被油膜覆盖的夹缝中,由于氧气不充 分其氧化物往往是黑色的Fe3O4需要指出的是:1、2两种板面氧化ZZ1过程发生的同时，在水和氧气存在的条件下，特别是在润滑失效产生的 大量铁粉及铁的氧化物的催化作用下，冷轧油的活性组分（主要是不ZZ1饱和链、脂肪酸和一些化学活性强的添加剂）会发生氧化变航而且会 最终导致与钢板表面发生化学反应,生成铁皂等氧化产物经分析,在 进入退火前被氧化的钢板表面状况大致如下:1、油' 2、铁粉/铁皂/油品的氧化物4、铁基体在退火条件下，即使在贫氢(3%)罩式炉退火，相当部分的铁的氧化物,特别有非润滑失效产生的铁的氧化物会在退火条件下去 除:叫)叫严)+ H2O(g)未除去的部分主要是润滑失效产生的铁的氧化物，会在退火条件下转 化成黑斑，黑斑表面的有机膜的形成可能与不饱和基础油和有机酸的 存在相关;i.钢卷夹带乳化液进入退火炉可能会直接产生黑斑:在乳化液较多的相对隔离区域内，种种原因使水挥发受阻，导致局部露 点过高，在高温条件下，水与板面发生反应生成黑斑:Fe(s)+ H2O(g)= Fe3O4(s)+ H2(g)ii.有关资料介绍:有的冷轧油残留物，在退火加热挥发时，会在板面上留下棕色斑点,在某一规定的温度下，斑点的颜色随残留物链长增加而加深。
K:C、边缘碳的组成及成因钢板表面边部或紧靠边部连续的窄条状黑色斑迹,和间断的月牙 形黑色斑迹(蛇形边)，用3M胶带可大部分贴除其主要成分是积碳有关资料介绍:边缘碳的形成是由于钢板表面脱碳,即钢板内部的碳化 物(Fe3C)分解并扩散致表面所致将带有边缘碳的带钢与无边缘碳的 带钢进行金相分析,结果是:两者金相组织无明显差异,即:低碳钢在退 火条件下表面无脱碳现象由于边缘碳的产生与退火工况有关眉此对退火炉进行检查、维 护、清理维护通风管道，并适当调整退火工艺依据使用油品的TGA 曲线增设退火平台)，均无根本改善，为此在退火过程分析的基础上, 决定选用热挥发性能优良的轧制油，进行生产性实验，以消除边缘碳板面残留物在退火炉内的挥发过程要比实验室内TGA油品挥发实验 复杂的多,除油品外,还有水、铁粉、油品的氧化物(包括铁皂)及杂油 等全氢炉:氢气具有很高的热传导能力和钢卷板与板之间极强的渗 透能力，很快的速度使板面上残留的不易挥发的成分氢化,降低其沸点, 使之及时挥发，有效的防止和减少了残留物在退火条件下对钢板的腐 蚀和积碳的生成即使产生积碳,氢气也可渗入到钢卷内与积碳反应 而除去C + 2H2(g) = CH4(g)极低的露点(在保温段后期)可加速上述反应。
贫氢炉:氮气的热传导能力差，只有氢气的1/7，而且渗透能力也 远远低于氢气，致使在加热过程中出现局部过热现象，另外,由于氢气 的含量较低,不足以有效帮助沸点高的残留物及时挥发和将生成的积 碳去除实践证明:使用挥发性能差的轧制油,未及时挥发的残留物就会在 钢卷边部高温热聚缩碳化,积聚在板面的边缘产生边缘碳,最终形成碳 黑边或蛇形边,在一定程度上与退火炉内的气流状况相关8结论:影响冷轧板表面清洁度的主要原因冷轧的工艺条件和轧制油本身的特性，而主要体现的产品缺陷是黑斑 /黑带和边缘碳，在乳化液系统受控，乳化液拦截有效和相同的退火制 度下，使用热挥发性能优良的轧制油可以根除边缘碳，说明只要在适当 提高润滑性能的前提下,大幅提高油品的热挥发性能，就能有效改善冷 轧板的表面清洁度。