圓鋼表面質量缺陷與優化措施

沈 榮，馮昊蘇，吳振忠

（安徽富凱特材有限公司，安徽 宣城 245300）

1 主要質量問題

圓鋼表面缺陷中的折疊、裂紋、麻點、翹皮、耳子及公差出格等，是影響圓鋼后續加工的主要因素，我廠在2020年中收到投訴無數，退貨近1000噸，退貨率占比5%以上，針對客戶投訴提出的質量問題，對整個軋制過程進行工藝調整及設備改進，著重對現有的缺陷開展攻關，采取強有力的措施逐個突破。對缺陷類別進行統計，并繪制帕累托圖如圖1。

圖1 圓鋼表面缺陷的帕累托圖

2 原因分析及優化措施

2.1 折疊

特征：沿軋制方向呈直線狀分布，外形似裂紋，邊緣有時呈鋸齒狀，連續或斷續分布，深淺不一，內有氧化皮，在橫截面上看，一般呈折角。如圖2。

圖2 折疊

原因：

（1）孔型設計固有缺陷及軋機調整不當。

（2）孔型磨損嚴重后料形不正、扭轉產生飛邊或刮傷被壓入。

（3）原料表面有尖角、裂紋及夾雜等缺陷。

措施：

（1）完善孔型設計，加強軋機調整工藝，防止前道次產生耳子經后道次被壓入，要求每爐鋼對各道次卡量記錄，同時用竹片燒紅鋼進行檢測，并關注主控各機架張力是否正常。

（2）對軋制槽孔設定軋制量，每天停機對槽孔磨損觀察，并采用現場樣板進行核對，避免料形不正產生扭轉飛邊及刮傷等缺陷。

（3）嚴格控制好加熱工藝，保證鋼坯加熱均勻，減小陰陽面在軋制過程彎曲擦傷產生折疊。

（4）對軋線導衛板進行材質改造，使用球墨鑄鐵材質，防止導板粘鐵劃傷軋件后被壓入產生折疊。

（5）嚴格控制坯料進爐檢查標準，制定專人負責制，并設定進鋼人員復查，發現不合格品進行獎勵來解決鋼坯表面質量造成軋制后折疊現象。

2.2 裂紋

特征：沿軋制方向一般呈直線狀，有的呈Y狀，有通長的也有局部的，有規律的也有無規律的，還有橫向和其他方向的，一般肉眼很難發現。如圖3、圖4。

圖3 縱向直線裂紋

圖4 橫向開裂

原因：

（1）鋼坯純凈度，內部氣孔、有害元素、夾雜物等。

（2）連鑄坯質量不好，包括成分偏析、脫碳、表面振痕皮下氣泡等。

（3）加熱工藝不完善，坯料溫度不均勻，使軋制變形不一致，軋制時鋼溫過低，塑性變差，過熱或過燒。

（4）冷卻方式過快或過緩，導致坯料熱應力過大或產生嚴重析出相等。

措施：

（1）軋制鋼坯需夾雜物降到所要求的水平，從煉鋼工藝操作改進，通過鋼包精煉、時間控制，并要求無渣出鋼，采用合理脫氧技術，減少鋼水氧含量，在澆注過程進行全程保護澆注，防止鋼水被二次氧化。

（2）連鑄生產中，正確選用合理保護渣，澆注過程把控好澆注速度和過熱度，完善好配料成分，提升連鑄表面質量。

（3）嚴格執行加熱工藝，確保坯料加熱質量；軋制時控制好節奏，時刻關注各到此料形有無缺陷，禁止軋制低溫鋼。

（4）根據鋼的性能采用不同冷卻工藝，例如本廠軋制鋼種，S32750圓鋼成品溫度950°左右進行快速水冷，減少內部析出；而17-4圓鋼成品防止內裂采取坑冷方式。

2.3 麻點

特征：圓鋼表面有成片的凹凸不平的粗糙面，局部的、連續的或周期性的出現在圓鋼表面，而在加工后，無法消除，保留在零件表面，呈麻點狀。如圖5。

圖5 麻點

原因：

（1）加熱時間過長，爐內氧化氣氛嚴重導致。

（2）軋槽磨損嚴重導致，如軋輥本身材質不良，軋槽使用時間過長，軋輥冷卻不到位等。

（3）成品圓鋼上冷床冷卻速度不過，產生二次氧化現象。

（4）除磷不良，氧化鐵皮被壓入軋件表面，軋制脫落后形成麻面。

措施：

（1）合理制定軋鋼計劃，優化加熱工藝，調整好空燃比例。

（2）控制購買軋輥質量，定期檢查槽孔表面，并制定槽孔使用量，加強軋輥冷卻力度，確保冷卻到位。

（3）嚴格控制終軋溫度及上冷床溫度，工裝上改造冷床冷卻系統，來減小軋件被二次氧化程度。

（4）出爐口增加除磷設備以解決氧化皮壓入軋件造成麻面。

2.4 翹皮

特征：呈魚鱗狀或分層翹起的薄皮，絕大的多是生根的，也有不生根的，有通條的，也有局部的，甚至有點狀的。如圖6。

圖6 連續性翹皮

原因：

（1）推鋼式加熱爐內爐筋管對坯料形成的劃傷或劃痕，及輸送輥道對高溫軋件造成的刮傷，經后續軋制形成的。

（2）軋槽嚴重磨損（損壞），及軋件在槽孔內打滑，形成點狀金屬堆積，經軋制形成的。

（3）孔型不合理，軋機及導衛調整不當，側壁擠出、倒料等，經后道次軋制形成的。

（4）加熱時間長，氧化過嚴重，產生的翹皮。

（5）坯料不合格，如；表面粗糙、凹坑、凸塊、夾雜等，經軋制形成的。

措施：

（1）檢修期間對加熱爐內爐筋管上滑塊進行斜角打磨，減小坯料接觸面積，對坯料在滑塊位置進行局部打磨，減小摩擦。

（2）爐口輥道，650三輥軋機輥道，剪機前后輥道進行同步改造。

（3）孔型設計優化，軋機、導衛安裝到位，尺寸符合工藝，制定標準作業流程，建立檢查考核制度。

（4）加熱工藝優化，標準制定，特殊情況對在爐過長坯料進行拉爐處理。

（5）對坯料修磨加強管理，嚴禁不合格料進爐軋制。

2.5 耳子及公差出格

特征：一般呈現在圓鋼表面哈夫側，有雙邊耳子、單邊耳子、整條耳子、局部耳子等，公差出格是指圓鋼表面幾何尺寸不符合國家標準的統稱；如圖7、圖8。

圖7 耳子

圖8 公差出格（橢圓）

原因：

（1）成品孔型設計不當。

（2）軋機調整不當，前道次料形過大或過小導致下道次耳子或尺寸超差。

（3）軋機導衛調整不合理，引起單邊耳子或錯位耳子，如進口偏大也會造成錯位及圓鋼截面不正。

（4）主控張力調整不當，造成堆拉不正常，引起軋件過大或過小，尺寸也會出格，甚至造成通根或局部耳子。

（5）坯料的缺陷，如縮孔、分成、夾雜及偏析，引起軋件變形不正常。

措施：

（1）優化孔型設計，尤其孔型開口度的完善。

（2）優化調整工藝，確保各道次尺寸，并依據實際進行微調。

（3）導衛安裝要牢靠，與槽孔對中正確，導輪尺寸符合工藝要求。

（4）主控調整要精準，要求每支鋼進行關注，做好正常軋制各數據記錄。

（5）進爐坯料進行把關，嚴禁不合格坯料進爐。

3 結論

通過對生產實踐中產生的問題，逐一分析研究總結，找出了問題根源，進行了設備改造、工藝調整、標準化作業制定及操作標準等手段，大幅度的提高了圓鋼表面質量；近期對外銷售客戶一致好評，為企業生存可持續發展打下了基礎，大大的降低了公司成本，同時也說明了我們在生產實踐中采取措施是有效的。