摘要：随着钢铁工业的发展，对热连轧生产线带钢表面质量的要求不断提高。表面缺陷是影响钢板质量的一个重要指标，常见的表面缺陷有翘皮、裂纹、断裂等。在生产过程中热轧带钢边部起皮缺陷一直是困扰热轧卷表面质量的难题，带钢边部起皮的存在导致下道工序切边量增加，既影响了带钢成材率又降低了生产效率，因此寻求带钢边部起皮的影响因素及采取相关措施成为热轧生产过程中迫切需要解决的问题。本文分析了热轧带钢表面翘皮及边损缺陷成因及对策。
关键词：热轧带钢；表面翘皮；边损缺陷；对策；
一、 热轧带钢表面翘皮及边损缺陷成因
1.热轧板卷表面翘皮形成原因。造成热轧表面翘皮缺陷的原因主要为表面氧化铁皮的轧入、铸坯中的气泡、铸坯表面和边部开裂、侧压力定宽机参数的调整及结晶器保护渣的混入等。我们通过对承钢连铸板坯的表面扫弧及板坯自动清理机处理检查并跟踪轧制情况，发现当连铸坯表面含有较多“气孔”和夹杂缺陷时，经过热轧轧制在线检测发现有较多的翘皮缺陷，可以初步估计翘皮产生的原因: 由于铸坯内部存在气泡，铸坯表面较密集的蜂窝状气泡在轧制过程中沿轧制方向延伸，最终在钢板表面逸出，导致表皮分层并形成翘皮缺陷; 当含有较多“气孔”和夹杂缺陷的铸坯，经过轧制变形，中间坯角部低温区在一定的立辊侧压作用下产生变形，形成角部裂纹，这种裂纹在随后的变形过程中，在轧制中不能焊合，形成沿轧制方向的断续迭层的“翘皮”，并随中间坯侧边“翻边”过程的进行向板坯上下表面翻转，最终分布在热轧板边部区域。
2.热轧板卷表面翘皮过程及微观组织分析。为验证上述结论，笔者选用承钢热轧板卷生产过程中发现的四类型翘皮缺陷进行分析，我们分别取(压合型、点长条状、面状密集型、单个块状型) 四起批量产生的翘皮质量问题进行过程调查及微观组织分析研究，以寻求产生表面翘皮缺陷的原因。一是表面压合型典型翘皮分析。从形态上来看，翘皮呈线条状分布在板卷上表面属于压合式翘皮，取样电镜分析，未开口处翘皮的表面形貌（如图2），明显看出表皮与基体分离。其缺陷处的成分主要成分为氧、铝，初步能判断出是氧化铝颗粒、及小量钠元素，说明还存在小量保护渣的元素。从组织上可以看出，为穿晶裂纹，晶粒比基体内正常部位的细小，未出现流变，说明缺陷的产生阶段应该是在高温阶段，排除后续轧制原因产生的可能。根据上述电镜分析结果，可以得出此类表面翘皮缺陷产生原因为: 板坯表层下存在有大量的氧化铝夹杂以及保护渣的成分，在轧制过程中未轧合，从而使得表层与基体分离形成翘皮。二是表面点长条状典型翘皮缺陷分析。典型缺陷形貌如图1所示，翘皮从多卷外观形貌来看，此缺陷长度方向平行于轧制方向，缺陷本体较基体颜色要浅的多，整体看极似一道划痕，划痕由轻慢慢变重，部分凸起处被压合，在板卷头部轧制方向侧表现严重，部分此缺陷由于在高温下受到水、空气等侵蚀产生黑斑; 缺陷的中部和下半部分则呈开裂状。板坯扫弧岗位没有在此位置发现存在批量性缺陷的记录，此翘皮的整体极似一道划痕，而且颜色较正常板卷颜色要浅的多，说明其产生时间不是从一开始就有。可以排除此类缺陷是浇铸所产生的缺陷，现场查看轧线生产现场，发现板卷箱在使用时，当轧制到中间坯尾部时，板卷箱上有一个称为保持针的部件会伸入到中间坯的尾部，并与中间坯的尾部相接触，发生摩擦，经查看，得知此保持针伸入量正好是300mm左右，这也正好与热轧检查板卷箱、保持针等的结果相对应，仔细查看保持针、板卷箱侧护板处发现了较大毛刺，当在随后轧制时不使用板卷箱，此类翘皮缺陷消失，综合以上分析，可以得出此类型所产生的翘皮缺陷是板卷箱保持针存在毛刺所产生的，说明此类特定位置出现，长条类型的翘皮缺陷与板卷在轧制过程中的机械损伤后，再轧制过程中压合、延伸，逐步演变产生。三是搅拌罐钢表面翘皮缺陷分析。由于搅拌罐用钢，在成分设计时添加了大量的铜元素( 含量约为0. 21～0.35)，以增加耐蚀和耐磨性。因此怀疑此类缺陷的产生原因是过烧，即与成分和轧制工艺有较大关系，经调查发现，此批缺陷卷最先生产卷的前一卷由于生产过程中废钢，轧线进行处理导致了后续批次板坯加热时间均长于规定时间，最长达到4. 5小时( 比加热制度规定的3 小时多了1 个多小时)，当含铜较高的钢种产生过烧时，由于铜含量较高富集于晶界处的铜可能会发生热脆，使晶界在轧制时难于轧合，从而产生缺陷。由于该搅拌罐用钢添加的铜元素较多，当在炉加热时间过长，会使板坯表面氧化，形成氧化孔洞或者，在轧制时不能轧合，也可能形成上述的缺陷，对于过烧剥落物质未能及时有效清除干净，在轧制时压入板卷表面，也可能形成上述的缺陷。四是表面块状典型翘皮缺陷分析。用电镜观察缺陷处横截面的微观形貌，缺陷翘起的部分已经与基体完全的分开，观察靠近基体的组织，晶粒大小均匀，形状规则，为非常典型的多边形铁素体组织，有大量的夹杂物聚集或者为大型夹杂物，而且其成分为钙铝酸盐，根据其组成元素及缺陷形貌一般都单个出现，因此初步认为应该与炼钢保护渣有一定关系，如不考虑合理的加热温度，调整轧制工艺，易导致产生板坯表面氧化，形成氧化孔洞，在轧制时不能轧合，产生翘皮缺陷。
图1
图2
二、控制对策
严格控制铸坯质量，控制连铸保护渣的卷入，必要时对铸坯表面进行火焰清理，消除铸坯表层缺陷，以控制铸坯缺陷造成的边部翘皮。设计合理的粗轧立辊辊型，钝化粗轧过程中板坯尖角，减小边角部位温降。严格管控粗轧区漏水，特别是轧制过程中能够喷溅至板坯边角的冷却水，以减小中间板坯边角部温降。在保证除鳞效果的前提下，提高粗除鳞速度，减小板坯整体温降，进而降低边角金属温降。制定合理的Ｅ１机架立辊更换周期，降低由Ｅ１机架辊面粗糙造成的边部翘皮缺陷，如果现场出现该类翘皮缺陷，可采用空过Ｅ１机架轧制的方式。制定合理的Ｒ１机架轧辊更换周期，降低工作辊的局部剥落风险；定期检查Ｒ１机架工作辊冷却水嘴，避免因喷嘴堵塞导致轧辊局部温度高造成的轧辊周向环带状剥落。
热轧带钢边部翘皮缺陷分铸坯本身缺陷造成的与轧制过程形成的两种，其宏观形貌存在一定差异，微观组织最主要区别在于是否存在高温氧化质点或连铸保护渣等杂质成分。轧制中分层形成的，其一般呈长条片状，不能通过热轧轧制过程消除，需要管控铸坯质量。
参考文献：
［1］王国栋，朱鲁玲，张作贵，等. 热轧钢板表面翘皮缺陷分析［J］． 物理测试， 2016( 1) : 46-51．
［2］武彩虹，韩静涛，刘婧，等． 热轧带钢边部翘皮缺陷分析［J］． 塑性工程学报， 2015， 12( 6) : 23-25．
论文作者:李艳杰
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第11期
论文发表时间:2017/12/1
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