熱軋帶鋼表面質(zhì)量控制措施研究

李 堃

（唐鋼卷板事業(yè)部營(yíng)銷服務(wù)中心，河北 唐山 063000）

熱軋帶鋼是一種半成品，主要用于冷軋、焊管和冷彎型鋼等的深加工。不同的深加工工藝對(duì)帶鋼實(shí)物質(zhì)量的要求也不同。如冷彎工藝對(duì)帶鋼的表面劃傷和裂紋特別敏感，特別是耐候鋼對(duì)鋼帶表面的劃傷和裂紋缺陷要求嚴(yán)格；而光亮帶對(duì)麻面缺陷要求嚴(yán)格。但目前受生產(chǎn)工藝技術(shù)、設(shè)備裝備水平等的限制，鋼帶表面質(zhì)量的控制仍是當(dāng)前帶鋼行業(yè)的面臨的一個(gè)主要質(zhì)量難題。隨著我國(guó)軋鋼技術(shù)的不斷自主研發(fā)及應(yīng)用，國(guó)內(nèi)熱軋生產(chǎn)工藝取得明顯進(jìn)展，熱軋帶鋼質(zhì)量缺陷的相關(guān)措施越來(lái)越完善。熱軋帶鋼質(zhì)量要求主要有：一版指標(biāo)包括平直度、成品規(guī)格、尺寸、凸度等所允許的偏差，卷形缺陷包括鐮刀彎、塔型、楔型、局部高點(diǎn)等偏差值，帶鋼內(nèi)部和表面缺陷要求包括擦劃傷、折疊、氣泡、夾雜、表面潔凈度、鐵皮壓入、帶鋼邊緣折邊破損以及帶鋼表面輥印壓痕等，還有帶頭帶尾精度指標(biāo)及幾何尺寸要求。現(xiàn)結(jié)合西生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)幾種常見影響熱軋帶鋼表面質(zhì)量的缺陷（產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的控制方法。

1 幾種常見影響熱軋帶鋼表面質(zhì)量的缺陷及控制方法

（1）麻面

產(chǎn)生的原因：①氧化鐵皮壓入。由于在軋制過(guò)程中，軋件表面的氧化鐵皮去除不干凈，在后面的軋制過(guò)程中，造成氧化鐵皮壓入；②軋輥的軋制量過(guò)多，特別是成品架軋輥軋鋼量過(guò)多，表面磨損嚴(yán)重；③軋輥冷卻水管理不善或者冷卻方法不當(dāng)，造成軋輥表面粗糙；④軋輥材質(zhì)軟，組織不均勻。

控制方法如下：①控制鋼中的含硅量和增加除磷設(shè)備，多點(diǎn)除磷，將軋件表面的氧化鐵皮去除干凈。如果鋼坯中硅含量較高，在熱軋帶鋼中容易產(chǎn)生難以去除的氧化鐵皮。因?yàn)樵阡撆鞯募訜徇^(guò)程中，Si和Fe容易在氧化鐵皮與鋼基間生成層狀的Fe2SiO4（硅酸亞鐵），而Fe2SiO4的凝固溫度為1170攝氏度，在熱軋除鱗時(shí)界面溫度使Fe2SiO4由液相還原成固相，形成熔融狀態(tài)后便會(huì)以楔形侵入氧化鐵皮與鋼基中，導(dǎo)致氧化鐵皮的剝離性不好，要除掉這種氧化鐵皮，需要30～40MPa的壓力，而目前的除磷設(shè)備，工作壓力大多只有20MPa左右，不能達(dá)到此要求。因此氧化鐵皮容易殘留下來(lái)，致使除鱗不徹底。為此，控制鋼中硅的化學(xué)成分，盡可能采用低Si鋼（≤0.05%）生產(chǎn)光亮帶，這樣在鋼坯加熱過(guò)程中形成的氧化鐵皮就相對(duì)易去除。②根據(jù)軋輥表面磨損情況，掌握其使用規(guī)律，制定出合適的每臺(tái)機(jī)組軋輥的單次上機(jī)軋制產(chǎn)量。③改善軋輥冷卻水的水量、水壓和冷卻方法，使軋輥得到比較好的冷卻效果，從而使軋輥表面磨損及軋輥輥身熱氣膨脹均勻。④選擇合適材質(zhì)的軋輥，特別是要求軋輥表面組織均勻，盡可能地避免使用靠增加碳化物的含量來(lái)增加軋輥輥身硬度的軋輥。

（2）表面裂紋

產(chǎn)生的原因：①來(lái)自連鑄坯表面缺陷的遺傳。鋼在澆注時(shí)速度太快，澆注溫度太高，或冷卻速度不當(dāng)，使鋼在凝固和冷卻過(guò)程中產(chǎn)生熱應(yīng)力和組織應(yīng)力而在連鑄坯的角部、側(cè)面產(chǎn)生裂紋。這種裂紋，如果深度不大，在軋制時(shí)隨著軋件的延伸會(huì)逐漸變細(xì)而消失，但如果太深，則經(jīng)軋制過(guò)難以消除，就必須在鋼坯入爐加熱前進(jìn)行清理。此外，如果鋼坯存在表面夾雜、氣孔、接痕等缺陷，也會(huì)使鋼坯經(jīng)軋制后在鋼帶表面產(chǎn)生裂紋。②軋制時(shí)諸如劃傷、劃痕、鱗層（鐵皮壓入）以及冷卻不當(dāng)造成的應(yīng)力集中引起的。③此外，鋼中游離氮的存在，會(huì)促進(jìn)裂紋的擴(kuò)展，以致斷裂。

控制方法：①恰當(dāng)控制鋼的澆注速度、溫度和冷卻速度等條件，避免鋼坯產(chǎn)生表面裂紋、夾雜、氣孔、接痕等缺陷，對(duì)已產(chǎn)生較深表面裂紋、氣孔和夾雜的鋼坯，必須進(jìn)行表面修磨；有接痕的鋼坯加熱時(shí)，接痕處很容易氧化，軋制時(shí)易從接痕處斷裂，并容易造成設(shè)備事故，所以接痕現(xiàn)象嚴(yán)重的鋼坯，最好不要入爐加熱軋制。②由調(diào)整加熱爐氣氛、降低加熱溫度和縮短加熱時(shí)間，以及改進(jìn)粗軋機(jī)組的孔型來(lái)解決。應(yīng)力集中多數(shù)是由于精軋機(jī)組軋輥冷卻水不當(dāng)引起的，軋后的控冷過(guò)激是一重要因素，經(jīng)驗(yàn)表明，規(guī)定一個(gè)終止冷卻的溫度是很好的辦法，以消除鋼中的熱應(yīng)力和相變應(yīng)力。③在冶煉過(guò)程中，恰當(dāng)控制鋼中的氮含量。

（3）壓痕

產(chǎn)生原因：①由于成品機(jī)架軋輥或夾送輥冷卻不當(dāng)，造成其表面結(jié)瘤，從而造成產(chǎn)品表面上呈現(xiàn)周期性壓痕。②成品機(jī)架的軋輥有表面裂紋或掉塊也會(huì)造成產(chǎn)品表面上呈現(xiàn)周期性壓痕。

控制方法：①調(diào)整好軋輥或夾送輥的冷卻水，使其與軋件的整個(gè)接觸面冷卻均勻，避免軋輥或夾送輥產(chǎn)生表面裂紋或結(jié)瘤。②軋輥或夾送輥表面材質(zhì)一定要均勻，并嚴(yán)格控制各類夾雜物。有此類缺陷的軋輥或夾送輥盡可能地不要上軋線投入生產(chǎn)。

（4）劃傷

產(chǎn)生原因：①成品機(jī)架出口壓板與軋件接觸處有尖銳棱角。②立式卷取系統(tǒng)中，導(dǎo)槽、平板運(yùn)輸鏈或助卷輥與軋件接觸處有尖銳棱角。③臥式卷取系統(tǒng)中，不轉(zhuǎn)的輸送輥道也會(huì)造成軋件表面劃傷。

控制方法：①消除各類與軋件接觸處的尖銳棱角。②在各類易產(chǎn)生劃傷的導(dǎo)槽進(jìn)出口處安裝自由導(dǎo)輥，避免軋件與導(dǎo)槽進(jìn)出口的尖銳棱角處接觸。③及時(shí)更換不轉(zhuǎn)的輸送輥道和助卷輥。

（5）氧化鐵皮壓入的原因分析及解決方法

產(chǎn)生的原因：一次氧化鐵皮壓入產(chǎn)生的原因：一次氧化鐵皮是加熱爐內(nèi)形成的，軋制后的熱軋板上主要顯現(xiàn)為大塊斑痕和帶狀條紋形式或者鋸齒狀水滴不規(guī)則地分布在帶鋼上。因?yàn)橐淮窝趸F皮主要成分是Fe3O4，所以一次氧化鐵皮壓入一般呈現(xiàn)為暗紅色，一次氧化鐵皮在軋件進(jìn)入粗軋機(jī)前若不能夠徹底清除，冷卻后的硬度將大于熱坯硬度，軋制時(shí)將被壓入板坯表面并形成質(zhì)量缺陷。二次氧化鐵皮壓入產(chǎn)生的原因;二次氧化鐵皮在板坯第一次除鱗后，高溫軋件和空氣、水發(fā)生接觸再次形成的氧化鐵皮。其厚度和板坯的化學(xué)成分、氧化時(shí)間、溫度有關(guān)。二次氧化鐵皮所引起的表面缺陷在終軋后鋼板上一般會(huì)呈現(xiàn)為波紋圖案、光滑的水滴、輕度鋸齒狀形的水滴、流線型微粒或者平滑的污斑區(qū)域。

解決方法：避免一次氧化鐵皮的壓入，①首先要在爐內(nèi)加熱期間，控制在爐時(shí)長(zhǎng)和加熱溫度，防止出現(xiàn)過(guò)燒、過(guò)熱等缺陷，降低爐內(nèi)氧化氣氛，確保為微氧化環(huán)境;實(shí)現(xiàn)加熱爐的分段加熱，縮短板坯均熱段的停留時(shí)間，使?fàn)t生一次氧化鐵皮更易在除鱗機(jī)處清除完全。②控制好爐后除鱗機(jī)處板坯的運(yùn)行速度，以確保足夠的除鱗時(shí)間。③嚴(yán)控出鋼的節(jié)奏，杜絕兩點(diǎn)除鱗。控制二次氧化鐵皮壓入最有效的方法就是縮短精軋軋制時(shí)間，即減少高溫軋件和空氣的接觸，進(jìn)而控制二次氧化鐵皮厚度和鐵皮生成量。

（6）帶鋼厚度超標(biāo)原因及解決方法

帶鋼厚度不均，分橫向厚度不均及縱向厚度不均，實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中，因操作不當(dāng)?shù)雀鞣N原因，兩種情況都會(huì)發(fā)生。軋輥磨損嚴(yán)重，軋輥的工作表面因受到較高的溫度或較大的軋制壓力，極易磨損，造成輥縫的變化，進(jìn)而影響帶鋼的厚度。當(dāng)軋輥的磨損出現(xiàn)非對(duì)稱、不均勻等情況時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生板厚不均的現(xiàn)象。所以要及時(shí)掌握軋輥的磨損情況，以避免帶鋼厚度不均。軋輥的車削精度差，軋輥加工質(zhì)量差時(shí)，易產(chǎn)生錐度及橢圓度不合，造成軋輥的實(shí)際輥縫發(fā)生周期性的變化，進(jìn)而使帶鋼的厚度呈周期性變化，最終引起厚度超標(biāo)。所以必須對(duì)軋輥的加工精度嚴(yán)格控制。壓下量過(guò)大，機(jī)架壓下量過(guò)大，尤其是成品機(jī)架壓下量過(guò)大時(shí)，帶鋼厚度會(huì)因鋼溫變化而急劇波動(dòng)，難以控制。通過(guò)對(duì)帶鋼生產(chǎn)過(guò)程中引起同條寬度差超標(biāo)、帶鋼寬度尺寸波動(dòng)、軋件翹頭、鐮刀彎和帶鋼浪形、厚度尺寸波動(dòng)的原因分析，提出了解決措施，對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)有一定的實(shí)際意義。生產(chǎn)實(shí)踐表明，這些理論及方法在降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面，取得了較為明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

2 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)采用以上控制方法，我廠的熱軋帶鋼表面質(zhì)量得到了有效控制，完全能夠滿足各類用戶對(duì)我廠的冷軋帶、光亮帶、合金鋼及耐候鋼等熱軋帶鋼產(chǎn)品的表面質(zhì)量要求。