高表面質量中厚鋼板表面麻點缺陷的成因與預防措施探討

顧禎

江南造船有限責任公司 上海 201913

某鋼廠常年生產高表面質量鋼板，在實際生產時，先經過彎型、噴砂拋丸處理、焊接及裝配等處理，然后在鋼板表面噴涂金屬漆，所以，其對鋼板表面質量具有非常嚴格的要求，無論是上表面，還是下表面，均不能出現修磨情況，而且也不可存在缺陷，比如壓入氧化鐵皮、麻坑等；另外，不管是在拋丸前，還是此操作后，都不能有蜘蛛網狀、魚鱗狀花紋出現，且麻坑數量需＜3處/m2，尤其是不規則麻坑，其深度不能超過0．5mm，面積不能超過3mm2。本文圍繞此鋼廠，研究其所生產高表面質量中厚鋼板表面麻點缺陷產生的原因，提出具體的改進措施，現對此作一探討。

1 缺陷分析

該鋼廠高表面質量中厚板年均供貨量大千余批，尤其是2018年全年供貨1271批，總重達2萬噸，最小厚度為6mm，最大60mm，低硅成分設計，而且還將高表面質量相關要求考慮在內。依據鋼板性能臺賬統計與成分，經計算得出高表面質量中厚板（用于工程機械）冶煉成分均值為C為0．17wt，Si為0．15wt，Mn為1．20wt，S 為 0．010wt，P 為 0．017wt，Ai為 0．026wt。拉伸性能均值為Re334MPa，Rm為5．4MPa，標距50mm內A為49．2%。

2 缺陷產生原因

2.1 加熱缺陷

在對板坯進行加熱時，板坯表面接觸高溫爐氣，會發生強烈且持續性的氧化反應，最后會生成大量的一次氧化鐵皮；需要指出的是，此種鐵皮產生數量不僅與鋼的化學成分有密切關聯，而且還受到其它因素的綜合影響，比如爐氣成分、加熱時間及加熱溫度等，通過匯總既往加熱參數得知，升溫速度越快，加熱溫度越高，加熱時間愈長，那么氧化鐵皮的最內層會有越多的FeO生成量；針對此情況，在接下來的生產工序當中，若有著欠佳的除磷效果，那么氧化鐵皮在受壓作用下，會被壓入到鋼板表面，形成麻坑、花斑等缺陷[1]。

2.2 除鱗控制

現階段，針對中厚板軋機而言，通常采用高壓水進行除鱗。在噴射高壓水過程中，板坯的表面會被冷卻，另外，金屬基體、氧化鐵皮在遇冷后，會出現差異性的收縮率，因而會出現破碎氧化鐵皮的情況。當氧化鐵皮發生破碎情況后，高壓水會沿著裂縫，流入到金屬基體與氧化鐵皮之間處，對其進行持續性的鏟除與破碎處理。除磷效果不僅與氧化鐵皮情況緊密相關，而且還受其它因素的影響，比如噴嘴結構、集管配置以及除鱗水的噴水量、壓力等。比如本文根據各因素影響程度，繪制了帕累托排列圖。從中得知，在對除鱗效果造成影響的各類因素中，最主要因素為噴嘴流量與壓力。而通過高壓水除鱗實驗得知，在加熱過程中，清除低合金鋼產生一次氧化鐵皮所需要的高壓水打擊力區間為195-244kPa，而將二次再生氧化鐵皮清除掉所需要的打擊力為48-77kPa。如果流量伴隨除鱗時間的增加歲隨之減小，那么會降低系統壓力，最終對除磷效果造成直接影響。所以，需要依據具體的工藝制度，對噴嘴流量、單道次最長除磷時間、集管流量等加以明確，設定最大流量，為高壓水除磷的最小打擊力提供切實保證。

2.3 板坯缺陷

針對板坯所存在的諸如皮下氣泡、結疤、氧化鐵皮等缺陷，經精整、軋制及加熱處理后，大部分都能得到清除，但仍有一小部分會殘留下來。當板坯還未被送入爐之前，若未能較好精整，那么位于表面的氧化鐵皮，其于加熱爐高溫環境下，會被融化，并在板坯表面形成結疤，進而產生麻點，存在此種缺陷的鋼板在經過拋丸噴砂后，會形成魚鱗紋，或者是麻坑[2]。

3 具體的改進措施

①優化加熱制度。為了能夠最大程度減少氧化發生，在裝胚料時，需要將胚料高溫狀態下的停留時間給縮短，通常情況下，可將其控制在0．7分鐘/mm；為了能使爐壓始終處于穩定狀態，需要避免冷空氣進入到爐膛當中；另外，還需要對爐氣成分施加控制，最大程度減少氧化性氣氛。②除鱗系統。針對高壓水流量來講，需要能夠從根本上滿足軋機、鱗箱多點除磷方面的各項需要，并且還需要保持管路始終處于通暢狀態；對噴嘴的工作狀態及是否存在異常進行定期性檢查，軋機機身除鱗壓力需要大于18MPa，而除鱗箱壓力需大于25MPa，單道次除鱗的時間需控制在5秒內，除鱗道次的間隔時間需要控制在80秒內，并將除磷時間給予盡可能減少，以此來減少軋件溫降。③連鑄坯精整。對于逐塊板坯而言，不僅要檢驗其上表面，而且還需要檢查其下表面，用砂輪對凹坑、裂紋、割渣、毛刺等進行磨削清理，對砂輪速度進行適當控制，并對其清理時間也進行相應控制，防止坯料表面局部出現溫度迅速升高而出現應力開裂情況。對于位于坯料表面上的氧化鐵皮而言，可采用鹽酸酸洗方法進行清除。④對軋制工藝進行優化。當用除鱗箱對坯料進行除磷處理后，粗軋機首先選用小于5mm的小壓下量，開展一次雙道往復軋制操作，以此來破碎、剝離底層氧化鐵皮，后實施軋制，并對進行機身水除鱗，而在除鱗道次上，需≥4次；為了能使中間坯氧化時間盡可能縮短，在精軋期間，其開軋溫度需保持在880℃以上，并將除鱗道次盡可能減少，需＜2道次，防止鋼板表面有條紋水印情況出現[3]。

4 結語

綜上，針對鋼板表面麻點，通常情況下，是由多因素共同或相互作用下表而形成，尤其是在控制氧化鐵皮上，更是存在密切關聯，而軋鋼過程與除鱗系統為其核心工序。為了能夠減少缺陷，對于高錳型低合金及中碳、低硅類型的高表面質量鋼板，需減少一次氧化鐵皮產生，并設定最合宜的加熱工藝參數；另外，為了使二次氧化減少，需將軋鋼工序當中的除鱗道次減少，并盡量將待溫軋制時間縮短，以此來減少或預防相關缺陷的發生。