高表面質量無缺陷鋼板的試制

劉寧

（濟鋼集團有限公司用戶應用技術中心，山東濟南 250101）

高表面質量無缺陷鋼板的試制

劉寧

（濟鋼集團有限公司用戶應用技術中心，山東濟南 250101）

通過對煉鋼、軋鋼等工序進行優化，顯著提高了鋼板質量，有效防止了鋼板中心偏析和夾雜的產生，杜絕了氧化鐵皮類缺陷和各類磕碰劃傷缺陷，通過合理的預處理方案的實施，成功試制了高表面質量無缺陷鋼板，滿足了客戶的使用要求。

鋼板；高表面質量；表面缺陷；工藝環節

1 前言

鋼板經過冶煉軋制和運輸環節總是存在一定程度表面質量缺陷，導致客戶在產品使用前需要進行重復性預處理，從而增加了成本，延長了工期。在工程機械制造領域，近些年工程機械產品的質量差異化逐漸代替了品種差異化，制造商對鋼板產品的質量特別是外觀質量提出了更高的要求，高表面質量無缺陷鋼板的試制應運而生。山鋼股份濟南分公司根據客戶要求，針對冶煉、鋼軋和運輸工序，科學優化工藝，嚴控過程質量，成功試制了高表面質量無缺陷鋼板，在生產中得到了推廣和應用，獲得了用戶的好評。

2 鋼板成分和生產工藝流程

高表面質量無缺陷鋼板的主要成分見表1。

表1 高表面質量無缺陷鋼板主要成分%

鋼板生產工藝流程：鐵水預處理→轉爐冶煉→脫氧合金化→精煉→真空處理→連鑄→清理和低倍檢驗→鋼坯加熱→軋制→空冷→表面檢查→切割取樣→檢驗入庫。

3 各工藝環節對鋼板質量的影響

常見鋼板表面缺陷類型。對于鋼板，高表面質量包括無肉眼可見缺陷和平直度良好兩大主要指標。板材生產中常見表面缺陷有瓢曲、麻坑、花斑、裂紋、劃傷、壓痕等。

3.1 煉鋼環節對鋼板質量的影響

煉鋼環節易出現的缺陷主要為夾雜和裂紋。夾雜缺陷在鋼板表面顯現成為表面質量缺陷。在鋼種的成分設計上，在保證材料強度的前提下要考慮到盡量降低鋼中碳和硫的含量，以減少鋼中夾雜和減輕鋼坯中心偏析的程度。隨鋼中碳和硫的含量的降低，鋼板內應力減少和消除，可有效改善鋼板平直度，防止鋼板出現瓢曲；降低鋼中硅、錳的含量，可以有效抑制鋼板氧化鐵皮的生成［1］；在連鑄工序，合理控制鑄機拉速，速度一般控制在1.5 m/min以內；通過穩定生產節奏，保障結晶器水冷均勻［2］；連鑄坯頭尾坯要切除，混澆坯按低級別鋼中改判處理，規避拉速不穩定區域以免出現鋼板質量波動；板坯檢查過程中，特別是要對表面裂紋清理干凈，防止軋制工序鋼板出現橫向裂紋。

3.2 鋼軋環節對鋼板質量的影響

1）加熱爐燒鋼對氧化鐵皮生成的影響與措施。鋼軋環節易出現氧化鐵皮類缺陷和表面劃傷。氧化鐵皮類缺陷主要在燒鋼和軋制工序出現，缺陷主要有初生氧化鐵皮（一次）花紋、再生氧化鐵皮（二次）花紋和麻坑。加熱爐燒鋼制度需要優化，防止出現爐內負壓冷風進入，一般煤氣熱值選擇中高穩定狀態，均熱溫度控制在1 250～1 280℃，保溫溫度控制在1 080～1 120℃，出鋼溫度控制在1 050 ～1 120℃，鋼坯不要放在爐頭位置。在爐時間不能過長，紅送在爐時間不超過50 min，板坯上表面加熱溫度要比下表面溫度高20～50℃，尾部溫度要比頭部溫度高20～50℃，保證加熱均勻［3］。

2）工作輥軋制對鋼板表面質量影響與控制。軋制過程選擇合適的輥期，磨削后的軋輥在初次上機軋鋼時易出現打滑現象，在軋制過程中輥面生成氧化薄膜。在氧化膜形成初期進行軋制，能有效提高鋼板表面質量，一般生產過程中選擇500～800 t產量后進行鋼板軋制，此時輥面氧化膜建立［4］，軋輥處于穩定運行狀態。避免軋輥輥期末期進行鋼板軋制，此時輥面氧化膜脫落容易造成脫落壓入，輥面粗糙，不利于高表面質量鋼板的生產。

3）高壓水除鱗系統的調整與優化。高壓水除鱗是直接有效去除鋼板氧化鐵皮的主要手段。生產中，水壓一般不得低于18 MPa，生產前進行除鱗設備維護和打擊力試驗，確保噴嘴暢通無堵塞、無碰撞，角度在30°±5°范圍內，旋轉角度15°± 2°，噴射重疊量5～10 mm，噴嘴距鋼板約200 mm，確保除鱗效果良好［5］。軋制除鱗道次為3～5道次，實際按除鱗效果進行控制。需要關注的是生產節奏較快時會出現多點除鱗，此時要特別關注水壓，合理控制軋制節奏，保證各點除鱗效果。

3.4 矯直和精整工序鋼板表面質量的控制

矯直和精整工序鋼板表面易出現劃傷類缺陷。生產線進行輥道點檢，確認無死輥和自由輥，清潔輥面，確保輥面無毛刺壓痕突起。輥道運輸加速度適當降低，防止出現鋼板打滑造成表面劃傷。剪切設備與運輸輥道同步，特別是對于鋼板下表面要進行特別檢查，在經過切頭剪、雙邊剪和定尺剪等眾多設備后，容易出現批量鋼板下表面劃傷。

3.5 預處理工序鋼板質量控制

鋼板通過拋丸徹底清除鋼板表面強化鐵皮，通過丸粒撞擊產生鋼板表面硬化層，強化鋼板表面硬度。丸粒一般采用鑄鋼材質，直徑一般選擇1.5 mm。對于生產中出現的一次氧化鐵皮花斑類缺陷，往往在基板上很難發現，經過拋丸工序，氧化鐵皮被清除后鋼板出現花紋后才能被發現。鋼板表面質量等級為Sa2.5，鋼板表面涂層選用無機硅酸鋅底漆，底漆不但要有良好的防腐蝕功能，還要通過焊接測試評定，不影響后期加工使用。

3.6 吊裝物流對鋼板表面質量的影響

鋼板吊裝，設計配套相應的吊裝工具，掛鉤和磁盤均要增設膠皮墊，防止出現吊具與鋼板剮蹭碰撞出現壓痕，拋丸后每張鋼板之間用膠皮墊分隔，防止運輸過程出現磨蹭。拋丸噴漆后的鋼板應放置于干燥處并盡快使用，防止出現銹跡。

4 結語

高表面質量要求無缺陷鋼板的試制，省去了用戶另外委托拋丸噴漆的工序，鋼板表面質量較高，可直接加工使用，縮短了鋼板使用的工序流轉，有效避免了鋼板倒運過程對鋼板表面質量的二次影響，節省了成本，保障了質量。通過用戶試用，高表面質量無缺陷鋼板的質量得到了認可，目前已進入批量生產階段。

［1］陳永利，查顯文，陳禮清.熱軋中厚板氧化鐵皮控制技術［J］.東北大學學報自然科學版，2011（7）：960-963.

［2］李廣艷.連鑄坯內部裂紋產生的主要原因及解決措施［J］.山東冶金，2014，36（2）：40-43.

［3］蘆永忠.氧化鐵皮對帶鋼表面質量的影響及控制［J］.科技風，2009（20）：198-202.

［4］甄同勛.工作輥表面氧化膜剝落的原因及預防［J］.河北冶金，2013（7）：39-40.

［5］李卷霞，吳倩.中厚板高壓水除鱗效果及節能影響因素分析［J］.寬厚板，2013，19（1）：44-48.

Trial-manufacture for High Surface Quality and Indefectible Steel Plate

LIU Ning
（The Customer Application Technology Center of Jinan Iron and Steel Group Corporation,Jinan 250101,China）

By the optimization of steelmaking and plate rolling,the quality of plate is improved evidently.The central segregation and inclusions are prevented.The knocking,scuffing and oxide scales are decreased.By the appropriate pretreatment,the high surface quality and indefectible plates are trial-produced successfully which can satisfy the customer requirements.

steel plate;surface quality;surface defect;technological link

TG335.5

A

1004-4620（2017）02-0051-02

2016-06-06

劉寧，男，1982年生，2008年畢業于昆明理工大學材料學專業。現為濟鋼技術中心工程師，從事新產品研發推廣工作。