熱軋酸洗板橫折印缺陷產(chǎn)生原因及消除

楊德倫

摘 要： 根據(jù)橫折印產(chǎn)生的機(jī)理，從金相組織、力學(xué)性能等方面進(jìn)行檢測分析，結(jié)合馬鋼實際生產(chǎn)情況，圍繞著提高材料強(qiáng)度、縮短材料屈服平臺、優(yōu)化開卷張力等內(nèi)容提出具體的措施，并逐步通過生產(chǎn)試驗、驗證和固化，最終實現(xiàn)降低了酸洗板橫折的發(fā)生率。

關(guān)鍵詞： 產(chǎn)生機(jī)理；提高材料強(qiáng)度；縮短材料屈服平臺；優(yōu)化開卷張力

1. 前言

2017年酸洗板橫折印發(fā)生量約2.4萬噸，平均月發(fā)生率約3.0%，因橫折印質(zhì)量預(yù)警與叫停發(fā)生18次以上，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的連續(xù)性以及造成大量成品卷和原料的降級改判。全年橫折印缺陷降級累計約16478噸，相應(yīng)損失約220萬元。隨著家電板產(chǎn)品用戶對表面質(zhì)量要求逐步提升，對橫折印已是“零容忍”，該缺陷已影響到馬鋼酸洗板的品牌和形象。

2. 缺陷原因

橫折印缺陷（見圖1）主要集中出現(xiàn)在屈服強(qiáng)度小于250MPa的軟鋼。橫折印產(chǎn)生的機(jī)理：材料的不均勻屈服變形所造成，即在酸洗開卷過程中彎曲應(yīng)力的作用下，材料中部分晶粒承受的應(yīng)力超過了其上屈服強(qiáng)度后發(fā)生了塑性變形，導(dǎo)致鋼板發(fā)生了不均勻變形的結(jié)果。部分材料在一定條件下進(jìn)行變形時，應(yīng)力-應(yīng)變曲線會出現(xiàn)明顯的上、下兩個屈服點（見圖2），這兩個屈服點容易造成材料變形不均勻，且應(yīng)力-應(yīng)變曲線上的屈服平臺越長，變形的差異越大，橫折印也就越容易發(fā)生。此外，研究表明浪形控制也會對橫折印的產(chǎn)生帶來一定的影響。

3. 改善措施

3.1提高材料強(qiáng)度

（1）卷取溫度調(diào)整

根據(jù)橫折印缺陷主要發(fā)生在軟鋼系列產(chǎn)品這一現(xiàn)象。選取典型鋼種SPHC開展熱軋卷取溫度調(diào)整試驗，由570℃調(diào)整為540℃。卷取溫度降低30℃后，產(chǎn)品屈服強(qiáng)度小幅提升10MPa，但橫折印發(fā)生率改善效果不明顯?？紤]到再降低卷取溫度會惡化產(chǎn)品的成形性，故不再降低卷取溫度以提高強(qiáng)度的方案。

（2）化學(xué)成分調(diào)整

借鑒其它鋼廠經(jīng)驗，當(dāng)SPHC的屈服強(qiáng)度達(dá)到260MPa時，橫折印發(fā)生比例較少，而目前馬鋼SPHC屈服強(qiáng)度均值在230MPa左右。分析馬鋼SPHC屈服強(qiáng)度與Mn元素之間的相關(guān)性。在一定范圍內(nèi)屈服強(qiáng)度隨Mn含量的增加而增大，當(dāng)Mn含量為0.40%時，屈服強(qiáng)度約260MPa。因此，將Mn 由0.25%提高到0.40%，試驗結(jié)果為屈服強(qiáng)度達(dá)到262MPa，橫折印發(fā)生率也出現(xiàn)下降至1.0%以下。

3.2 縮短材料屈服平臺

熱卷下線后經(jīng)泡水至酸洗上線整個過程平均冷卻速率為7.9℃/h。在相同條件下，全過程自然空冷鋼卷平均冷卻速率4.9℃/h。通過泡水可提高鋼卷的冷卻速率，高溫鋼卷泡水后能夠縮短屈服平臺長度，在一定程度能抑制橫折印缺陷的產(chǎn)生。

通過拉伸-應(yīng)變曲線對比泡水卷及非泡水卷樣板屈服平臺長度。結(jié)果顯示泡水卷屈服平臺基本消除，而非泡水卷樣板屈服平臺較長。相同條件下，泡水鋼卷橫折印缺陷發(fā)生率為0.97%較非泡水鋼卷的2.51%低。

3.3 優(yōu)化開卷張力

防皺輥位于酸洗線入口開卷機(jī)（見圖3），主要作用是開卷過程中壓靠帶鋼，防止帶鋼上翹，有利于對中，防止跑偏，另對原料邊浪、中浪等板形缺陷有一定修復(fù)效果。

防皺輥壓力設(shè)定目標(biāo)值為10%，生產(chǎn)時帶鋼兩側(cè)200～300mm不能被防皺輥完全壓靠，帶鋼兩側(cè)易出現(xiàn)橫折印。重新將防皺輥壓力目標(biāo)值設(shè)定為14%，即增加防皺輥的插入深度，此時能夠完全壓靠帶鋼表面。帶鋼表面受力較大，變形均勻，故橫折印缺陷發(fā)生率較防皺輥壓力采用10%時下降了約30%。

4. 結(jié)論

經(jīng)過橫折印相關(guān)文獻(xiàn)的調(diào)查，結(jié)合馬鋼實際生產(chǎn)情況。采取了成分調(diào)整、鋼卷水冷卻、開卷機(jī)防皺輥使用優(yōu)化等措施來降低橫折印的發(fā)生率。2017年橫折印發(fā)生率較2016年出現(xiàn)了顯著地下降，由3.0%下降至0.79%。

4.1 在原化學(xué)成分的基礎(chǔ)上，熱軋卷取溫度降低30℃，產(chǎn)品屈服強(qiáng)度小幅提升，但橫折印發(fā)生率改善效果不明顯。

4.2 Mn元素按0.40%控制，SPHC的屈服強(qiáng)度均值為262MPa。橫折印缺陷程度基本得到了控制，橫折印發(fā)生率也下降至1.0%以下。

4.3泡水可提高鋼卷的冷卻速率，高溫鋼卷經(jīng)泡水冷卻后能夠縮短其屈服平臺長度，在一定程度能抑制橫折印缺陷的產(chǎn)生。

4.4當(dāng)采用較大的防皺輥壓力時，帶鋼表面受力較大，變形均勻，故橫折印缺陷發(fā)生率相對較小。

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