浅析窄带钢的热轧缺陷及预防措施

1、技师专业论文浅析窄带钢的热轧缺陷及预防措施 姓 名：陈品祥单 位：杭钢集团公司技术质量处工 种：产品质量检查工（轧钢）等 级：技 师日 期：2011年8月21 日 浅析窄带钢的热轧缺陷及预防措施内容提要：针对我公司全连轧热轧窄带钢的生产、质量现状及用户对提高钢带实物质量的期望,对1-7月份我司窄钢常见的热轧缺陷进行了归类统计、原因分析,并提出相应的预防措施，以满足用户的实际需求。关键词：热轧窄带钢 实物质量 常见缺陷 预防措施论文主体：0 前言热轧带钢线已成为华东市场的主要窄带钢生产厂家之一，该线于05年进行了全连轧改造，极大的提高了带钢的生产能力，设计年产量为70万吨。改造后进一步拓宽了窄带

2、钢规格范围，规格为2.0-10.0*125-370mm；为进一步适应市场需要，品种结构也由原先主要生产建筑用焊管、低碳低硅压延用等低附加值钢带逐步向汽车用、刀具用、链片用等高端高附加值钢带发展，优钢比逐年升高，目前实绩达80%左右。近年，受宏观市场因素影响，国内中宽板材产能过剩的矛盾进一步突显，随冷剪技术、装备水平的提高，中宽带冷剪分条窄钢带以及北方窄带低价南下，我司窄带的市场受冲击较大，低端普碳的市场进一步萎缩，下游用户为进一步降低生产成本，提高营利能力，对热轧钢带的质量要求越来越高，甚至是十分苛刻，因此如何进一步提高钢带实物质量，消除和减少钢带常见缺陷，加快新品种的研发，满足用户个性化的需

3、求，已成为窄带线迫切需要解决的关键问题所在。1 热轧窄带钢主要的技术要求热轧窄带钢作为冷轧加工的原料，对钢带的主要技术要求具体体现为产品的标准，一般包括品种（规格）标准、技术条件、试验标准和交货标准等。根据用途的不同，对其提出的技术要求也各不一样，但基于其相似的外形特点和使用条件，归纳起来就是“尺寸精确板型好，表面光洁性能高”。1 历经50多年的积累和持续不断的技术研发，“钢种丰富，品种齐全、生产组织灵活多样”，已成为我司在国内窄带领域最大的优势。尤其，近年来为适应市场需求，一批技术含量高、附加值高的新钢带产品相继投入市场，深受市场欢迎，部分品种如HG20钢带，在高端带锯用料领域填补了国内空白

4、，成为国内在该领域的领跑者。我司窄带的主要牌号及尺寸精度执行标准如下：钢种分类主要牌号尺寸精度标准适用范围普通碳素结构钢Q195、Q215、Q235、Q345、HGWJ18GB/T3524-2005一般焊管用HG5GB/T3524-2005冷轧后深压延用优质碳素结构钢10、HG10、20、Q255AG、S35C、45、50、60、T8A、SK4、SK5、CK70、40Mn、40MnR、45Mn、65MnGB/T8749-2008冷轧后制造链条及各类五金件用合金钢20Cr、40Cr、ZL20MnSi、HG15、20CrMnTi、15CrMo、35CrMo、42CrMo、HGS55Q/HGJ211

5、9-2009冷轧后制造车用及各类五金件用40MnBD、HG20Q/HGJ2119-2009带锯及刀具用弹簧钢60、60Si2MnA、62Si2MnAR、50CrV4、65Mn、SUP6GB/T8749-2008冷轧后制造车用及各类五金件用轴承钢GCr15GB/T8749-2008轴承用非调制钢HGFDGB/T8749-2008冷轧后打包带用钢2 轧线工艺流程轧线主要有4套孔型系统（1#、2#、3#、4#），主要工艺流程为：坯料准备上料、进炉加热 高压水除鳞 粗轧（6架）1#飞剪 中轧（6架） 2#飞剪精轧（7架）链板卷取 检验 打包 称重、挂牌 成品入库。轧线主要采用转炉、电炉连铸坯料，主要断

6、面有：150mm2、160mm2、200 mm2、150*200mm、150*320mm，坯料长度5.8m-6m，采用双排进料，蓄热式端进侧出式加热炉。粗轧机组五平一立，中轧机组四平两立，精轧机组六平一立，共19架轧机。3 热轧缺陷统计及分析热轧缺陷主要通过轧后检验进行识别，检验主要分现场检验和轧后性能检验。我司钢带性能稳定，性能检验合格率保持较高着较高水平，1-7月份，性能合格率均为100%。现场检验的职责主要为钢带外形尺寸检验和表面质量检验，对各指标超标的钢带，依据相关标准进行判次、判废处理，本年度截止目前尚无废品产生，次品钢带累计为454.429吨，次带主要以降价的方式定向销售。热轧缺陷

7、主要有三大类组成：尺寸、外形和表面质量。引起外形超标的主要缺陷有：镰刀弯，波浪弯（浪形），瓢曲等；尺寸超标的主要缺陷有：拉钢，宽、厚度超差，三点差等；表面缺陷有：擦伤，无规律或周期性表面凹坑、凸块，“M”型裂纹，折叠等。 1-7月（2月份轧线全月检修，无产量）各类缺陷判次数量如下表示： 月份 缺陷类型1月份3月份4月份5月份6月份7月份合计拉钢35.423 38.202 48.852 21.496 17.960 38.018 199.951 厚度超标20.453 18.378 19.900 20.923 10.228 9.407 99.289 三点差2.211 0.000 0.000 15.8

8、08 0.000 23.802 41.821 折叠3.094 9.292 5.766 3.324 0.000 1.814 23.290 凸块9.113 10.594 2.760 0.000 0.000 0.000 22.467 凹坑0.000 1.068 0.000 11.864 1.832 4.550 19.314 裂缝0.000 0.000 0.000 9.650 0.000 7.394 17.044 宽度超标1.487 2.854 2.310 3.311 5.072 1.052 16.086 浪形4.547 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 4.547 小卷0.

9、684 0.306 0.000 0.462 0.000 3.067 4.519 嵌槽0.000 0.000 0.000 3.545 0.000 0.000 3.545 松扁卷0.524 0.000 0.000 0.000 0.962 0.000 1.486 落槽0.000 0.000 1.070 0.000 0.000 0.000 1.070 合计77.536 80.694 80.658 90.383 36.054 89.104 454.429 由上表可以看出：尺寸精度超标（拉钢、厚度超差、三点差等）是构成我司次品钢带的主要因素，累计判次357.147吨，占总判次量的78.59%；因表面质量缺

10、陷判次82.115吨，占总判次量的18.07%；其他类缺陷少量为15.167吨，仅占3.34%。4 主要缺陷的形成原因及检验识别 根据1-7月构成热轧缺陷的主、次因素进行逐一分析：4.1尺寸超差，即钢带实际尺寸偏差超出标准要求，主要有拉钢，宽度、厚度超标，三点差超标等。拉钢，拉钢的产生机理为金属的秒流量体积不等,如秒流量VJP6VJP5,就造成JP6与JP5机架间产生拉钢缺陷，拉钢缺陷产生时可有测宽仪宽度实际曲线与设定曲线的偏差来判明，引起拉钢产生的原因主要有各机架辊缝和机架速度不匹配，钢温不均，电机超负荷运行后造成异常速降，轧辊轴承润滑条件不良等因素造成。 4.1.2 宽度超标及宽度不稳，主

11、要发生在校车、规格更换等轧制过程，由于立辊侧压量未控制到位常导致宽度超标情况发生，正常轧制过宽控失稳的主要因素有： 钢温不均，加热过程中坯料与炉筋管的接触部位形成的黑印及中间坯未进行切头造成轧件头部钢温低，常造成宽度失稳，形成头部和黑印处宽度大，轧件尾部出JP5，在JP6机架轧制过程由于张力消失，也会造成钢带尾部宽度大，即测宽仪显示出“头尾及中间四处驼峰”，头尾宽度超标时在卷曲前需进行切除处理； 精轧及后续工序异常时，造成中间坯短时辊道停留，因轧制温度过低，变形抗力大，宽展系数增大，在立辊侧压调整不及时，常出现钢带通条超宽；中轧机组来料宽度同条差过大，由于精轧立辊压下量不足，不能彻底清除精轧来

12、料的宽度同条差，会产生宽度不稳定；立辊冷却不均匀，磨损严重或立辊孔型错位，轴向窜动，造成成品宽度不稳；各道次立辊侧压分配不均匀，造成精轧立辊空过或扭转（侧压量过大，主要为4#孔），常造成成品宽度失稳，严重时造成废品产生。4.1.3 厚度超标及三点差超标，形成厚度超标主要因素为辊缝设置不合理、钢温不均，轧辊冷却不均等因素，生产过程处于可控范围；三点差即钢带宽度方向三点的最大值和最小值的差值，三点差的形成原因主要为： 钢温不均匀，边部冷速大，温度低，以致轧辊轧槽两侧磨损严重，形成边部厚中间薄的情况； 轧辊冷却不均匀，工作辊磨损严重或精轧机支撑辊磨损严重，使工作辊挠度相应增加，导致三点差超标；粗、中

13、轧机轧件尺寸偏差过大，引起轧机轧制力和弹跳变化；轧辊热膨胀、磨损、轧辊车削精度差、轧辊偏心等情况都会导致实际辊缝发生变化，出现钢带厚度不均情况发生。4.2 外形超标，即外形不符合标准要求，主要有：镰刀弯、波浪弯、瓢曲等。钢带外形缺陷在检验过程较易识别：镰刀弯钢带两侧面的弯曲（一面凹入、一面凸出）；波浪弯钢带沿宽度或长度方向上出现高低起伏的弯曲；瓢曲钢带在长度及宽度方向上同时出现高低起伏的波浪弯。引起钢带外形缺陷形成的因素有： 调整不当，轧件两侧压下量不均匀，单边压下量过大或过小，形成镰刀弯，严重时，钢带冲出轧线或引起堆钢事故发生； 粗、中轧机组轧辊磨损严重，轧件进精轧机前宽度方向厚薄不均，严重

14、时形成“筋”状，精轧机组难以消除，冷轧后造成钢带板型平直度差，产生瓢曲； 轧辊冷却不均匀，热胀不一致，轧辊磨损严重及装配精度差，横向窜动； 进口导卫未安装好或轧制过程未及时紧固，间隙过大，侧板磨损严重，造成轧件偏离轧槽； 轧件两侧温度不均匀（阴阳面）影响；4.3 表面质量缺陷，主要有“M”形裂纹、边部碎裂、麻点（麻面）、凹坑、凸块、结疤、擦伤等。 表面缺陷深度超标，往往在冷轧工序中难以消除，不仅影响钢带的整体外观，而且破坏机械性能，成为应力集中的薄弱环节，以致影响零件的疲劳寿命，因此必须保证表面质量。“M”形裂纹，即成品带钢经酸洗后表面裂纹形貌成“M”形，往往发生在钢带高碳及弹簧钢带的单面，呈

15、周期性分布，因钢带表面氧化铁皮覆盖，检验过程中较难发现。“M”形裂纹的形成主要由辊面横裂造成，随后续轧制钢带表面被逐渐拉伸成 “M”形状。 边部碎裂，即钢带边缘的破裂，呈锯齿形，有明显的金属掉肉，主要发生在不锈钢（J4）的轧制过程中，形成因素有： 钢带在脆性区轧制或某些钢种在轧制温度下处于两相状态，由于变形不均匀，裂边脆裂； 坯料边缘存在裂缝或有过烧现象； 辊型不正确，轧制工艺不当，低温轧制时易裂边， 导卫侧板磨损严重也可产生裂边。4.3.3麻点（麻面），即钢带表面呈现有局部或连续的成片粗糙面，分布着形状不一、大小不同的小凹坑，主要形成因素有： 加热过程中，坯料表面氧化严重，在轧制时氧化铁皮成

16、片或成块压入带钢表面，再轧或酸洗后脱落，形成细小的坑，又称氧化麻点； 轧辊质量表面磨损严重、粗糙，辊面硬度不一。 高压水除鳞系统未能正常工作，造成氧化皮未清除干净，以致轧制过程压入。4.3.4 凹坑、凸块，即钢带表面有周期性或无规律的凸起或凹进，主要由异物压入及轧辊表面异常造成。无规律的凹坑及凸块主要由于异物压入，严重时引起堆钢事故发生。然该类缺陷的形成常带有周期性，主要形成原因为: 轧辊材质不良，工作辊辊面掉肉，轧后钢带表面周期性出现局部突起； 轧制过程中金属异常物与工作辊粘连，造成钢带表面周期凹坑。 轧制低温尤其是中高碳、弹簧钢过程中，轧件头部温度低，硬度大，造成辊面碰伤，形成凹坑，钢带表

17、面即形成辊印，严重时形成周期性的凸块，冷轧压下量小时，无法消除。4.3.5结疤2，一般呈“舌头形” 或“指甲形” ，也有呈块状或鱼鳞状的产生于钢带表面的缺陷。轧制产生的结疤主要由以下几个原因造成： 孔型爆槽，有沙眼或因故掉肉，轧件通过后表面产生凸块，再轧后形成周期性的有规律的生根结疤； 外界金属物落在轧件表面上，被带入孔型变形区，压入轧件表面，形成不生根结疤； 轧件在孔型中打滑，使金属堆积于变形区周围表面，再轧制时形成结疤. 连铸坯端部挂渣，由于轧制过程未切头，挂渣压入后常导致钢带头部形成结疤，严重时有穿孔现象发生。4.3.6擦伤，一般呈直线形，有时也呈弧形，无规律的分布于钢材表面的沟痕。 导

18、卫装置偏斜，加工不良，上下边不够光洁； 导卫板或孔型上粘附氧化铁皮，以及导卫板或孔型磨损严重；带钢出JP6进冷床时，须经过扭转导槽，扭转导槽不够光洁，有焊疤存在，带钢通过时易被焊疤划伤。5 常见热轧缺陷的预防措施 影响带钢实物质量的因素是多方面的，主要有坯料质量状况、加热温度控制、轧制工艺参数设计及控制、轧机调整及控制、设备及电气的保障能力等。如何有效的避免或减少质量缺陷的产生，不断提高钢带实物质量等级，已成为窄带线在持续发展过程中急需解决的重要难题。减少和消除 常见热轧缺陷，需从各工序入手，加强各工序管理和过程保障能力，加强员工质量意识教育，不断提高各工序操作技能水平，进一步制定和完善各工序

19、标准化操作规程。5.1 加强坯料检验和验收坯料质量的状况直接关乎成品质量的好坏，加强坯料入炉前的接收和验收工作：做好来料的的场地分配、炉号管理，杜绝混炉混钢事故发生；加强坯料表面质量的验收，严禁不合格坯料入炉；做好入炉前钢种、规格、支数等数据登记和炉号识别。5.2 加热温度控制严格执行加热工序操作规程，合理控制好炉内气氛、各段加热温度，确保钢温均匀，减少“黑印”影响；合理控制出钢节奏，避免钢坯在辊道上长时间停留，严格按出钢温度出钢；确保钢坯炉内加热时间，杜绝“夹生”坯料出炉；轧线异常时应及时控制好炉内温度，避免过热、过烧情况发生。5.3 轧制工艺参数设计及控制、轧机调整及控制轧制是由坯料到成品

20、的最主要工序，合理的工艺参数设计及控制、轧机调整和控制成为了完成产量和质量的目标的核心。钢带的轧制遵循“由宽到窄，由厚到薄”的原则。在设备、电气能力可保障的同时，合理的排产计划、轧制工艺参数、辊面质量和过程控制是保障成品质量的最主要因素。 合理的排产计划为适应市场需求，“以需定产”的生产组织模式形成了目前 “小批量、多规格” 的生产现状，“由宽到窄，由厚到薄”的排产原则往往会与生产实际相冲突，对轧线产量和质量控制带来了极大挑战。针对此种状况，对各孔型计划排产前，应根据轧辊磨损情况及时换辊，规格“倒翻”过程因视中间坯及中轧机组出口钢带尺寸情况进行换辊。轧制工艺参数设计与控制 高压水除鳞系统正常运行，粗轧除鳞点压力10MPa，中轧除鳞点压力7MPa，确保坯料、中间坯表面氧化铁皮去除干净，避免氧化铁皮压入后引起麻面情况发生； 严格执行轧制工艺规程，合理分配各道次压下量，避免单道次压下量过大造成电机过载和断辊事故发生；合理分配立辊侧压量，保证ZL1的压下量1