八鋼中厚板成品下表面亮斑分析及措施

張曉波　/ 八一鋼鐵股份有限公司

八鋼中厚板成品下表面亮斑分析及措施

張曉波/ 八一鋼鐵股份有限公司

本文針對八鋼中厚板分廠單機架狀態(tài)下，成品下表面亮斑（輥印）現(xiàn)象，對其產(chǎn)生的原因進行分析，得出亮斑產(chǎn)生的主要原因，并就中厚板分廠實際生產(chǎn)情況進行了相應(yīng)的改進。

亮斑；輥印；冷卻；軋輥硬度

前言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和市場競爭的加劇，用戶已經(jīng)不僅僅滿足鋼板表面質(zhì)量符合國標要求，對鋼板的表面質(zhì)量也提出了更高的要求。

八鋼中厚板分廠供應(yīng)特變電工的厚度為8～12mm鋼板，因鋼板下表面亮斑影響到用戶產(chǎn)品表面涂漆的美觀性，對我廠提出質(zhì)量異議，社會影響較大，對此我廠針對鋼板亮斑產(chǎn)生原因進行調(diào)查。

1.鋼板亮斑產(chǎn)生的原因分析

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，我廠采用單機架生產(chǎn)時，軋輥表面容易受損，控制難度較大，下工作軋輥表面因各種原因易產(chǎn)生淺凹坑（輥印），經(jīng)過測量深度約0.1～0.2mm，形狀大小不一，對應(yīng)鋼板表面亮斑高度和形狀大小，可以判斷鋼板下表亮斑主要是由于軋輥凹坑（輥印）所造成。結(jié)合我廠實際生產(chǎn)情況，對軋輥產(chǎn)生凹坑（輥印）的主要因素進行分析。

我廠所生產(chǎn)鋼板下表面產(chǎn)生的亮斑對應(yīng)軋輥輥印狀態(tài)（如圖一）對照，圖一a為所生產(chǎn)鋼板下表面亮斑狀況，b為對應(yīng)下工作軋輥輥印狀態(tài)，該軋輥平均硬度為HSD 65.38，下線軋制噸位在1160噸；

圖一　鋼板表面與下工作輥對應(yīng)

1.1坯料的影響

1.1.1煉鋼定尺坯經(jīng)過切割后坯料切割斷面存在割渣，部分割渣加熱后不能將其燒盡，經(jīng)過除鱗和中間輸送，隨著溫度的下降割渣冷卻更快，經(jīng)過軋制容易對軋輥造成損傷產(chǎn)生輥印。

1.1.2我廠采用的坯料主要有兩種，一種是小料（坯長1500～1750mm），一種是中段料（坯長2550～3050mm），考慮到提高成材率的因素同時根據(jù)軋機裝備情況，料型不同軋制模式也不同。用小料軋制時，軋制采用預成型軋制，即先縱軋后展寬然后再成型軋制模式；用中段料軋制時，軋制采用的是直接轉(zhuǎn)鋼展寬軋制，即先轉(zhuǎn)鋼展寬在轉(zhuǎn)鋼縱軋成型的軋制模式。

通過測試，對同一下工作輥，兩種不同軋制模式對應(yīng)鋼板下表每一軋輥周長內(nèi)亮點數(shù)目的鋼板軋制塊數(shù)跟蹤如表一：

表一　兩種料型軋制模式下表亮斑軋制塊數(shù)對比

由上可以看出，小料預成型軋制比中段料直接展寬軋制對軋輥損傷要大，主要原因是：因為切割過程控制問題及燃氣壓力、流量等問題造成板坯切割斷面不整齊，熱坯經(jīng)過冷卻其邊部溫降大，當咬入軋輥時板坯斷面凸點先接觸工作輥對軋輥造成點狀損傷，形成輥印。

1.1.3我廠為推鋼式加熱爐和步進式加熱爐同時生產(chǎn)，推鋼式加熱爐板坯入爐時為保證不偏斜，現(xiàn)采取板坯間加夾鐵的方式控制，經(jīng)加熱后夾鐵與板坯粘連，經(jīng)除鱗輸送冷卻后經(jīng)軋制造成軋輥損傷，形成輥印。

1.2加熱及除鱗質(zhì)量的影響

在加熱爐內(nèi)被加熱的板坯表面生產(chǎn)有厚而硬的一次氧化鐵皮，如果不被清除干凈，就會在軋制時對成品表面質(zhì)量帶來不良影響，同時會對軋輥造成損傷。現(xiàn)場生產(chǎn)存在板坯邊部一次氧化鐵皮難以去除的現(xiàn)象，軋制過程掉落下輥對軋輥輥面造成損傷形成輥印。

加熱溫度過高，加熱時間過長，爐內(nèi)氣氛控制不當。在加熱過程中,若出現(xiàn)上述情況的一種或數(shù)種,在出鋼軋制時,氧化鐵皮便會粘在鋼坯、鋼板上,不容易被清除掉。氧化鐵皮的去除難易與鋼種表面生成的氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)有關(guān),每一個鋼種均有一最佳的加熱制度。[1]

1.3 軋輥冷卻水路的影響

我廠軋輥冷卻水分為上下工作輥冷卻和上下支承輥冷卻。下支承輥下工作輥冷卻如（圖二），從冷卻噴嘴方向上來看，下工作輥和下支承輥冷卻水的水流方向趨向工作輥和支承輥接觸點流動，形成水幕，容易帶入一次氧化鐵、割渣等異物，通過工作輥與支承輥之間的碾壓造成軋輥損傷，形成輥印。

圖二　下輥系冷卻圖

1.4 軋輥硬度的影響

近年來中厚板的工作輥多采用無限冷硬鑄鐵軋輥。為了滿足耐熱性和耐磨性的要求，硬度要求在60～75HSD之間，當把耐磨性作為重點考慮因素時，采用較高的硬度的軋輥；當把耐熱性作為重點考慮因素時，采用較低硬度的軋輥。[2]

我廠工作輥采用的是高鎳鉻無限冷硬鑄鐵軋輥，主要考慮的是耐磨性要求，軋輥平均硬度在65～75HSD之間；經(jīng)實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)摸索如（表一），表明軋輥硬度直接影響到抗損傷能力的大小，隨著硬度的增加，軋輥所產(chǎn)生輥印的情況有所減輕。

1.5其他方面的影響

生產(chǎn)過程中，軋件在軋制過程存在異物軋入軋輥對軋輥造成損傷的現(xiàn)象，如：翹扣頭控制不當拉絲，軋機本體螺栓等緊固件松動掉落等等情況。

2.減輕軋輥輥印采取改進措施

為了減輕軋輥輥印，我廠結(jié)合其他相近生產(chǎn)條件中厚板廠生產(chǎn)經(jīng)驗就我廠生產(chǎn)實際采取以下措施：

2.1減少板坯的影響

2.1.1板坯割渣產(chǎn)生與板坯切割技術(shù)相關(guān)，可以通過提高切割技能和清理割渣水平并加強管理和檢查力度，板坯割渣是可以得到良好的控制；

2.1.2規(guī)程設(shè)置中考慮到成材率影響，建議單機架軋制應(yīng)盡可能減少小料預成型軋制，要求板坯切割斷面平整，減少局部凸點對軋輥造成的損傷。

2.1.3在除鱗箱時部分夾鐵可以自行掉落，但是大部分夾鐵在加熱過程中表面融化會和板坯粘連，可以在除鱗箱前后加裝板坯夾鐵去除裝置進行去除，或者通過人工方法去除。

2.2減少加熱及除鱗質(zhì)量的影響

2.2.1通過對板坯加熱制度的優(yōu)化，提高板坯加熱質(zhì)量保證板坯溫度均勻的同時盡量減少氧化鐵皮的生成和保證氧化鐵皮易于去除。

2.2.2除鱗系統(tǒng)對減少板坯割渣和氧化鐵皮對軋輥輥面的損傷有著關(guān)鍵作用，除鱗效果好壞與系統(tǒng)壓力、流量和除鱗噴嘴據(jù)板坯距離及噴嘴角度、噴射角度有關(guān)，關(guān)鍵要保證其單位面積上的打擊力和覆蓋面。

最終目的保證除鱗干凈，對于因各種因素除鱗不盡的板坯進行吊銷處理，杜絕和減少一次氧化鐵皮進入軋輥，造成軋輥輥面損傷。

2.3減少軋輥冷卻水路的影響

2.3.1為了減少工作輥冷卻水帶入氧化鐵皮和異物進入工作輥和支承輥之間，采用在下工作輥預裝加裝切水板的方式，即保證軋輥冷卻效果也可以保證有效抑制水流帶入異物進入工作輥和支承輥之間，減少軋輥受損。

2.3.2對于下支承輥冷卻水流方向因素造成的影響，可以改變冷卻水噴射方向為支承輥下部或者關(guān)閉下支承輥冷卻水的方式進行解決；我廠通過關(guān)閉下支承輥冷卻水進行測試，冷卻效果比關(guān)閉之前溫度提高了3～5℃，探傷結(jié)果正常，滿足冷卻要求。

2.4改進軋輥材質(zhì)提高軋輥表面硬度

2.4.1提高軋輥硬度方面我廠采用的是改進型高鉻鎳無限冷硬球墨鑄鐵工作輥，平均硬度提高到70～78HSD。實際使用下線后檢查表面凹坑現(xiàn)象大幅減少。

2.4.2因軋輥硬度提高其耐熱性相應(yīng)減弱，通過改進軋輥冷卻噴嘴提高軋輥冷卻水量，從而保證軋輥冷卻效果，經(jīng)測試軋輥下線溫度在45℃～50℃，經(jīng)探傷表面微裂紋及軟點情況正常。

2.5其他方面的改進措施

2.5.1在軋機集水罩加裝檔渣板、軋機前后加裝側(cè)噴水等措施，防止軋制過程機頂異物掉落鋼板表面損傷軋輥。

2.5.2通過相應(yīng)管理措施，通過操作改進減少鋼板軋制過程產(chǎn)生的翹頭側(cè)彎拉絲現(xiàn)象；加強對軋機及其附屬設(shè)備日常清理檢查減少螺栓、焊條等異物掉落的可能，從而將軋輥受到的損傷減到最低。

2.5.3通過合理計劃排布將表面質(zhì)量要求較高的產(chǎn)品排在新工作輥上線前期軋制并限定塊數(shù)（每輪次50～70塊）。

3.結(jié)論

通過上述措施，軋輥損傷大幅度減少，軋輥表面凹坑現(xiàn)象得到很好緩解，通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)對比，我廠生產(chǎn)鋼板表面亮斑（輥印）大幅度減少，單付軋輥軋制合格品產(chǎn)量得到大幅度提高相比改進前平均提高了近60塊。見表二；

表二　單付軋輥軋制合格鋼板改進前后軋制塊數(shù)對比

4結(jié)束語

我廠通過上述措施有效的解決軋輥輥印造成的鋼板表面產(chǎn)生亮斑的現(xiàn)象，同時減少軋輥凹坑造成的軋輥消耗增加。在滿足客戶對我廠薄規(guī)格產(chǎn)品表面質(zhì)量的要求，有效的開拓市場提高我公司中厚板產(chǎn)品的市場競爭能力。

[1]《中厚板生產(chǎn)》 冶金工業(yè)出版社 孫本榮主編1995.6.

[2]《軋鋼機械》 冶金工業(yè)出版社 鄒家祥主編 2004.