1、技師專(zhuān)業(yè)論文淺析窄帶鋼的熱軋缺陷及預(yù)防措施 姓 名：陳品祥單 位：杭鋼集團(tuán)公司技術(shù)質(zhì)量處工 種：產(chǎn)品質(zhì)量檢查工（軋鋼）等 級(jí)：技 師日 期：2011年8月21 日 淺析窄帶鋼的熱軋缺陷及預(yù)防措施內(nèi)容提要：針對(duì)我公司全連軋熱軋窄帶鋼的生產(chǎn)、質(zhì)量現(xiàn)狀及用戶對(duì)提高鋼帶實(shí)物質(zhì)量的期望,對(duì)1-7月份我司窄鋼常見(jiàn)的熱軋缺陷進(jìn)行了歸類(lèi)統(tǒng)計(jì)、原因分析,并提出相應(yīng)的預(yù)防措施，以滿足用戶的實(shí)際需求。關(guān)鍵詞：熱軋窄帶鋼 實(shí)物質(zhì)量 常見(jiàn)缺陷 預(yù)防措施論文主體：0 前言熱軋帶鋼線已成為華東市場(chǎng)的主要窄帶鋼生產(chǎn)廠家之一，該線于05年進(jìn)行了全連軋改造，極大的提高了帶鋼的生產(chǎn)能力，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為70萬(wàn)噸。改造后進(jìn)一步拓寬了窄帶

2、鋼規(guī)格范圍，規(guī)格為2.0-10.0*125-370mm；為進(jìn)一步適應(yīng)市場(chǎng)需要，品種結(jié)構(gòu)也由原先主要生產(chǎn)建筑用焊管、低碳低硅壓延用等低附加值鋼帶逐步向汽車(chē)用、刀具用、鏈片用等高端高附加值鋼帶發(fā)展，優(yōu)鋼比逐年升高，目前實(shí)績(jī)達(dá)80%左右。近年，受宏觀市場(chǎng)因素影響，國(guó)內(nèi)中寬板材產(chǎn)能過(guò)剩的矛盾進(jìn)一步突顯，隨冷剪技術(shù)、裝備水平的提高，中寬帶冷剪分條窄鋼帶以及北方窄帶低價(jià)南下，我司窄帶的市場(chǎng)受沖擊較大，低端普碳的市場(chǎng)進(jìn)一步萎縮，下游用戶為進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，提高營(yíng)利能力，對(duì)熱軋鋼帶的質(zhì)量要求越來(lái)越高，甚至是十分苛刻，因此如何進(jìn)一步提高鋼帶實(shí)物質(zhì)量，消除和減少鋼帶常見(jiàn)缺陷，加快新品種的研發(fā)，滿足用戶個(gè)性化的需

3、求，已成為窄帶線迫切需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題所在。1 熱軋窄帶鋼主要的技術(shù)要求熱軋窄帶鋼作為冷軋加工的原料，對(duì)鋼帶的主要技術(shù)要求具體體現(xiàn)為產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，一般包括品種（規(guī)格）標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)條件、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和交貨標(biāo)準(zhǔn)等。根據(jù)用途的不同，對(duì)其提出的技術(shù)要求也各不一樣，但基于其相似的外形特點(diǎn)和使用條件，歸納起來(lái)就是“尺寸精確板型好，表面光潔性能高”。1 歷經(jīng)50多年的積累和持續(xù)不斷的技術(shù)研發(fā)，“鋼種豐富，品種齊全、生產(chǎn)組織靈活多樣”，已成為我司在國(guó)內(nèi)窄帶領(lǐng)域最大的優(yōu)勢(shì)。尤其，近年來(lái)為適應(yīng)市場(chǎng)需求，一批技術(shù)含量高、附加值高的新鋼帶產(chǎn)品相繼投入市場(chǎng)，深受市場(chǎng)歡迎，部分品種如HG20鋼帶，在高端帶鋸用料領(lǐng)域填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白

4、，成為國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的領(lǐng)跑者。我司窄帶的主要牌號(hào)及尺寸精度執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)如下：鋼種分類(lèi)主要牌號(hào)尺寸精度標(biāo)準(zhǔn)適用范圍普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q195、Q215、Q235、Q345、HGWJ18GB/T3524-2005一般焊管用HG5GB/T3524-2005冷軋后深壓延用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼10、HG10、20、Q255AG、S35C、45、50、60、T8A、SK4、SK5、CK70、40Mn、40MnR、45Mn、65MnGB/T8749-2008冷軋后制造鏈條及各類(lèi)五金件用合金鋼20Cr、40Cr、ZL20MnSi、HG15、20CrMnTi、15CrMo、35CrMo、42CrMo、HGS55Q/HGJ211

5、9-2009冷軋后制造車(chē)用及各類(lèi)五金件用40MnBD、HG20Q/HGJ2119-2009帶鋸及刀具用彈簧鋼60、60Si2MnA、62Si2MnAR、50CrV4、65Mn、SUP6GB/T8749-2008冷軋后制造車(chē)用及各類(lèi)五金件用軸承鋼GCr15GB/T8749-2008軸承用非調(diào)制鋼HGFDGB/T8749-2008冷軋后打包帶用鋼2 軋線工藝流程軋線主要有4套孔型系統(tǒng)（1#、2#、3#、4#），主要工藝流程為：坯料準(zhǔn)備上料、進(jìn)爐加熱 高壓水除鱗 粗軋（6架）1#飛剪 中軋（6架） 2#飛剪精軋（7架）鏈板卷取 檢驗(yàn) 打包 稱(chēng)重、掛牌 成品入庫(kù)。軋線主要采用轉(zhuǎn)爐、電爐連鑄坯料，主要斷

6、面有：150mm2、160mm2、200 mm2、150*200mm、150*320mm，坯料長(zhǎng)度5.8m-6m，采用雙排進(jìn)料，蓄熱式端進(jìn)側(cè)出式加熱爐。粗軋機(jī)組五平一立，中軋機(jī)組四平兩立，精軋機(jī)組六平一立，共19架軋機(jī)。3 熱軋缺陷統(tǒng)計(jì)及分析熱軋缺陷主要通過(guò)軋后檢驗(yàn)進(jìn)行識(shí)別，檢驗(yàn)主要分現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)和軋后性能檢驗(yàn)。我司鋼帶性能穩(wěn)定，性能檢驗(yàn)合格率保持較高著較高水平，1-7月份，性能合格率均為100%?，F(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的職責(zé)主要為鋼帶外形尺寸檢驗(yàn)和表面質(zhì)量檢驗(yàn)，對(duì)各指標(biāo)超標(biāo)的鋼帶，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判次、判廢處理，本年度截止目前尚無(wú)廢品產(chǎn)生，次品鋼帶累計(jì)為454.429噸，次帶主要以降價(jià)的方式定向銷(xiāo)售。熱軋缺陷

7、主要有三大類(lèi)組成：尺寸、外形和表面質(zhì)量。引起外形超標(biāo)的主要缺陷有：鐮刀彎，波浪彎（浪形），瓢曲等；尺寸超標(biāo)的主要缺陷有：拉鋼，寬、厚度超差，三點(diǎn)差等；表面缺陷有：擦傷，無(wú)規(guī)律或周期性表面凹坑、凸塊，“M”型裂紋，折疊等。 1-7月（2月份軋線全月檢修，無(wú)產(chǎn)量）各類(lèi)缺陷判次數(shù)量如下表示： 月份 缺陷類(lèi)型1月份3月份4月份5月份6月份7月份合計(jì)拉鋼35.423 38.202 48.852 21.496 17.960 38.018 199.951 厚度超標(biāo)20.453 18.378 19.900 20.923 10.228 9.407 99.289 三點(diǎn)差2.211 0.000 0.000 15.8

8、08 0.000 23.802 41.821 折疊3.094 9.292 5.766 3.324 0.000 1.814 23.290 凸塊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 裂縫0.000 0.000 0.000 9.650 0.000 7.394 17.044 寬度超標(biāo)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 合計(jì)77.536 80.694 80.658 90.383 36.054 89.104 454.429 由上表可以看出：尺寸精度超標(biāo)（拉鋼、厚度超差、三點(diǎn)差等）是構(gòu)成我司次品鋼帶的主要因素，累計(jì)判次357.147噸，占總判次量的78.59%；因表面質(zhì)量缺

10、陷判次82.115噸，占總判次量的18.07%；其他類(lèi)缺陷少量為15.167噸，僅占3.34%。4 主要缺陷的形成原因及檢驗(yàn)識(shí)別 根據(jù)1-7月構(gòu)成熱軋缺陷的主、次因素進(jìn)行逐一分析：4.1尺寸超差，即鋼帶實(shí)際尺寸偏差超出標(biāo)準(zhǔn)要求，主要有拉鋼，寬度、厚度超標(biāo)，三點(diǎn)差超標(biāo)等。拉鋼，拉鋼的產(chǎn)生機(jī)理為金屬的秒流量體積不等,如秒流量VJP6VJP5,就造成JP6與JP5機(jī)架間產(chǎn)生拉鋼缺陷，拉鋼缺陷產(chǎn)生時(shí)可有測(cè)寬儀寬度實(shí)際曲線與設(shè)定曲線的偏差來(lái)判明，引起拉鋼產(chǎn)生的原因主要有各機(jī)架輥縫和機(jī)架速度不匹配，鋼溫不均，電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行后造成異常速降，軋輥軸承潤(rùn)滑條件不良等因素造成。 4.1.2 寬度超標(biāo)及寬度不穩(wěn)，主

11、要發(fā)生在校車(chē)、規(guī)格更換等軋制過(guò)程，由于立輥側(cè)壓量未控制到位常導(dǎo)致寬度超標(biāo)情況發(fā)生，正常軋制過(guò)寬控失穩(wěn)的主要因素有： 鋼溫不均，加熱過(guò)程中坯料與爐筋管的接觸部位形成的黑印及中間坯未進(jìn)行切頭造成軋件頭部鋼溫低，常造成寬度失穩(wěn)，形成頭部和黑印處寬度大，軋件尾部出JP5，在JP6機(jī)架軋制過(guò)程由于張力消失，也會(huì)造成鋼帶尾部寬度大，即測(cè)寬儀顯示出“頭尾及中間四處駝峰”，頭尾寬度超標(biāo)時(shí)在卷曲前需進(jìn)行切除處理； 精軋及后續(xù)工序異常時(shí)，造成中間坯短時(shí)輥道停留，因軋制溫度過(guò)低，變形抗力大，寬展系數(shù)增大，在立輥側(cè)壓調(diào)整不及時(shí)，常出現(xiàn)鋼帶通條超寬；中軋機(jī)組來(lái)料寬度同條差過(guò)大，由于精軋立輥壓下量不足，不能徹底清除精軋來(lái)

12、料的寬度同條差，會(huì)產(chǎn)生寬度不穩(wěn)定；立輥冷卻不均勻，磨損嚴(yán)重或立輥孔型錯(cuò)位，軸向竄動(dòng)，造成成品寬度不穩(wěn)；各道次立輥側(cè)壓分配不均勻，造成精軋立輥空過(guò)或扭轉(zhuǎn)（側(cè)壓量過(guò)大，主要為4#孔），常造成成品寬度失穩(wěn)，嚴(yán)重時(shí)造成廢品產(chǎn)生。4.1.3 厚度超標(biāo)及三點(diǎn)差超標(biāo)，形成厚度超標(biāo)主要因素為輥縫設(shè)置不合理、鋼溫不均，軋輥冷卻不均等因素，生產(chǎn)過(guò)程處于可控范圍；三點(diǎn)差即鋼帶寬度方向三點(diǎn)的最大值和最小值的差值，三點(diǎn)差的形成原因主要為： 鋼溫不均勻，邊部冷速大，溫度低，以致軋輥軋槽兩側(cè)磨損嚴(yán)重，形成邊部厚中間薄的情況； 軋輥冷卻不均勻，工作輥磨損嚴(yán)重或精軋機(jī)支撐輥磨損嚴(yán)重，使工作輥撓度相應(yīng)增加，導(dǎo)致三點(diǎn)差超標(biāo)；粗、中

13、軋機(jī)軋件尺寸偏差過(guò)大，引起軋機(jī)軋制力和彈跳變化；軋輥熱膨脹、磨損、軋輥車(chē)削精度差、軋輥偏心等情況都會(huì)導(dǎo)致實(shí)際輥縫發(fā)生變化，出現(xiàn)鋼帶厚度不均情況發(fā)生。4.2 外形超標(biāo)，即外形不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，主要有：鐮刀彎、波浪彎、瓢曲等。鋼帶外形缺陷在檢驗(yàn)過(guò)程較易識(shí)別：鐮刀彎鋼帶兩側(cè)面的彎曲（一面凹入、一面凸出）；波浪彎鋼帶沿寬度或長(zhǎng)度方向上出現(xiàn)高低起伏的彎曲；瓢曲鋼帶在長(zhǎng)度及寬度方向上同時(shí)出現(xiàn)高低起伏的波浪彎。引起鋼帶外形缺陷形成的因素有： 調(diào)整不當(dāng)，軋件兩側(cè)壓下量不均勻，單邊壓下量過(guò)大或過(guò)小，形成鐮刀彎，嚴(yán)重時(shí)，鋼帶沖出軋線或引起堆鋼事故發(fā)生； 粗、中軋機(jī)組軋輥磨損嚴(yán)重，軋件進(jìn)精軋機(jī)前寬度方向厚薄不均，嚴(yán)重

14、時(shí)形成“筋”狀，精軋機(jī)組難以消除，冷軋后造成鋼帶板型平直度差，產(chǎn)生瓢曲； 軋輥冷卻不均勻，熱脹不一致，軋輥磨損嚴(yán)重及裝配精度差，橫向竄動(dòng)； 進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)未安裝好或軋制過(guò)程未及時(shí)緊固，間隙過(guò)大，側(cè)板磨損嚴(yán)重，造成軋件偏離軋槽； 軋件兩側(cè)溫度不均勻（陰陽(yáng)面）影響；4.3 表面質(zhì)量缺陷，主要有“M”形裂紋、邊部碎裂、麻點(diǎn)（麻面）、凹坑、凸塊、結(jié)疤、擦傷等。 表面缺陷深度超標(biāo)，往往在冷軋工序中難以消除，不僅影響鋼帶的整體外觀，而且破壞機(jī)械性能，成為應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)，以致影響零件的疲勞壽命，因此必須保證表面質(zhì)量。“M”形裂紋，即成品帶鋼經(jīng)酸洗后表面裂紋形貌成“M”形，往往發(fā)生在鋼帶高碳及彈簧鋼帶的單面，呈

15、周期性分布，因鋼帶表面氧化鐵皮覆蓋，檢驗(yàn)過(guò)程中較難發(fā)現(xiàn)?！癕”形裂紋的形成主要由輥面橫裂造成，隨后續(xù)軋制鋼帶表面被逐漸拉伸成 “M”形狀。 邊部碎裂，即鋼帶邊緣的破裂，呈鋸齒形，有明顯的金屬掉肉，主要發(fā)生在不銹鋼（J4）的軋制過(guò)程中，形成因素有： 鋼帶在脆性區(qū)軋制或某些鋼種在軋制溫度下處于兩相狀態(tài)，由于變形不均勻，裂邊脆裂； 坯料邊緣存在裂縫或有過(guò)燒現(xiàn)象； 輥型不正確，軋制工藝不當(dāng)，低溫軋制時(shí)易裂邊， 導(dǎo)衛(wèi)側(cè)板磨損嚴(yán)重也可產(chǎn)生裂邊。4.3.3麻點(diǎn)（麻面），即鋼帶表面呈現(xiàn)有局部或連續(xù)的成片粗糙面，分布著形狀不一、大小不同的小凹坑，主要形成因素有： 加熱過(guò)程中，坯料表面氧化嚴(yán)重，在軋制時(shí)氧化鐵皮成

16、片或成塊壓入帶鋼表面，再軋或酸洗后脫落，形成細(xì)小的坑，又稱(chēng)氧化麻點(diǎn)； 軋輥質(zhì)量表面磨損嚴(yán)重、粗糙，輥面硬度不一。 高壓水除鱗系統(tǒng)未能正常工作，造成氧化皮未清除干凈，以致軋制過(guò)程壓入。4.3.4 凹坑、凸塊，即鋼帶表面有周期性或無(wú)規(guī)律的凸起或凹進(jìn)，主要由異物壓入及軋輥表面異常造成。無(wú)規(guī)律的凹坑及凸塊主要由于異物壓入，嚴(yán)重時(shí)引起堆鋼事故發(fā)生。然該類(lèi)缺陷的形成常帶有周期性，主要形成原因?yàn)? 軋輥材質(zhì)不良，工作輥輥面掉肉，軋后鋼帶表面周期性出現(xiàn)局部突起； 軋制過(guò)程中金屬異常物與工作輥粘連，造成鋼帶表面周期凹坑。 軋制低溫尤其是中高碳、彈簧鋼過(guò)程中，軋件頭部溫度低，硬度大，造成輥面碰傷，形成凹坑，鋼帶表

17、面即形成輥印，嚴(yán)重時(shí)形成周期性的凸塊，冷軋壓下量小時(shí)，無(wú)法消除。4.3.5結(jié)疤2，一般呈“舌頭形” 或“指甲形” ，也有呈塊狀或魚(yú)鱗狀的產(chǎn)生于鋼帶表面的缺陷。軋制產(chǎn)生的結(jié)疤主要由以下幾個(gè)原因造成： 孔型爆槽，有沙眼或因故掉肉，軋件通過(guò)后表面產(chǎn)生凸塊，再軋后形成周期性的有規(guī)律的生根結(jié)疤； 外界金屬物落在軋件表面上，被帶入孔型變形區(qū)，壓入軋件表面，形成不生根結(jié)疤； 軋件在孔型中打滑，使金屬堆積于變形區(qū)周?chē)砻妫佘堉茣r(shí)形成結(jié)疤. 連鑄坯端部掛渣，由于軋制過(guò)程未切頭，掛渣壓入后常導(dǎo)致鋼帶頭部形成結(jié)疤，嚴(yán)重時(shí)有穿孔現(xiàn)象發(fā)生。4.3.6擦傷，一般呈直線形，有時(shí)也呈弧形，無(wú)規(guī)律的分布于鋼材表面的溝痕。 導(dǎo)

18、衛(wèi)裝置偏斜，加工不良，上下邊不夠光潔； 導(dǎo)衛(wèi)板或孔型上粘附氧化鐵皮，以及導(dǎo)衛(wèi)板或孔型磨損嚴(yán)重；帶鋼出JP6進(jìn)冷床時(shí)，須經(jīng)過(guò)扭轉(zhuǎn)導(dǎo)槽，扭轉(zhuǎn)導(dǎo)槽不夠光潔，有焊疤存在，帶鋼通過(guò)時(shí)易被焊疤劃傷。5 常見(jiàn)熱軋缺陷的預(yù)防措施 影響帶鋼實(shí)物質(zhì)量的因素是多方面的，主要有坯料質(zhì)量狀況、加熱溫度控制、軋制工藝參數(shù)設(shè)計(jì)及控制、軋機(jī)調(diào)整及控制、設(shè)備及電氣的保障能力等。如何有效的避免或減少質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生，不斷提高鋼帶實(shí)物質(zhì)量等級(jí)，已成為窄帶線在持續(xù)發(fā)展過(guò)程中急需解決的重要難題。減少和消除 常見(jiàn)熱軋缺陷，需從各工序入手，加強(qiáng)各工序管理和過(guò)程保障能力，加強(qiáng)員工質(zhì)量意識(shí)教育，不斷提高各工序操作技能水平，進(jìn)一步制定和完善各工序

19、標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)程。5.1 加強(qiáng)坯料檢驗(yàn)和驗(yàn)收坯料質(zhì)量的狀況直接關(guān)乎成品質(zhì)量的好壞，加強(qiáng)坯料入爐前的接收和驗(yàn)收工作：做好來(lái)料的的場(chǎng)地分配、爐號(hào)管理，杜絕混爐混鋼事故發(fā)生；加強(qiáng)坯料表面質(zhì)量的驗(yàn)收，嚴(yán)禁不合格坯料入爐；做好入爐前鋼種、規(guī)格、支數(shù)等數(shù)據(jù)登記和爐號(hào)識(shí)別。5.2 加熱溫度控制嚴(yán)格執(zhí)行加熱工序操作規(guī)程，合理控制好爐內(nèi)氣氛、各段加熱溫度，確保鋼溫均勻，減少“黑印”影響；合理控制出鋼節(jié)奏，避免鋼坯在輥道上長(zhǎng)時(shí)間停留，嚴(yán)格按出鋼溫度出鋼；確保鋼坯爐內(nèi)加熱時(shí)間，杜絕“夾生”坯料出爐；軋線異常時(shí)應(yīng)及時(shí)控制好爐內(nèi)溫度，避免過(guò)熱、過(guò)燒情況發(fā)生。5.3 軋制工藝參數(shù)設(shè)計(jì)及控制、軋機(jī)調(diào)整及控制軋制是由坯料到成品

20、的最主要工序，合理的工藝參數(shù)設(shè)計(jì)及控制、軋機(jī)調(diào)整和控制成為了完成產(chǎn)量和質(zhì)量的目標(biāo)的核心。鋼帶的軋制遵循“由寬到窄，由厚到薄”的原則。在設(shè)備、電氣能力可保障的同時(shí)，合理的排產(chǎn)計(jì)劃、軋制工藝參數(shù)、輥面質(zhì)量和過(guò)程控制是保障成品質(zhì)量的最主要因素。 合理的排產(chǎn)計(jì)劃為適應(yīng)市場(chǎng)需求，“以需定產(chǎn)”的生產(chǎn)組織模式形成了目前 “小批量、多規(guī)格” 的生產(chǎn)現(xiàn)狀，“由寬到窄，由厚到薄”的排產(chǎn)原則往往會(huì)與生產(chǎn)實(shí)際相沖突，對(duì)軋線產(chǎn)量和質(zhì)量控制帶來(lái)了極大挑戰(zhàn)。針對(duì)此種狀況，對(duì)各孔型計(jì)劃排產(chǎn)前，應(yīng)根據(jù)軋輥磨損情況及時(shí)換輥，規(guī)格“倒翻”過(guò)程因視中間坯及中軋機(jī)組出口鋼帶尺寸情況進(jìn)行換輥。軋制工藝參數(shù)設(shè)計(jì)與控制 高壓水除鱗系統(tǒng)正常運(yùn)行，粗軋除鱗點(diǎn)壓力10MPa，中軋除鱗點(diǎn)壓力7MPa，確保坯料、中間坯表面氧化鐵皮去除干凈，避免氧化鐵皮壓入后引起麻面情況發(fā)生； 嚴(yán)格執(zhí)行軋制工藝規(guī)程，合理分配各道次壓下量，避免單道次壓下量過(guò)大造成電機(jī)過(guò)載和斷輥事故發(fā)生；合理分配立輥側(cè)壓量，保證ZL1的壓下量1