冷鐓鋼盤條表面缺陷分析及解決措施探究

王鐘煒

（上海寶山鋼鐵股份有限公司，上海 201900）

冷鐓開裂是冷鐓鋼盤條在實(shí)際施工過(guò)程中表面缺陷問(wèn)題，這一問(wèn)題在所有質(zhì)量問(wèn)題占據(jù)95%以上。基于此，加強(qiáng)冷鐓鋼盤條質(zhì)量缺陷問(wèn)題分析，找出開裂主要原因，有針對(duì)性的采取相應(yīng)的措施，解決鋼盤條表面缺陷問(wèn)題，讓冷鐓鋼盤條質(zhì)量得到提高，繼而帶動(dòng)有關(guān)產(chǎn)品性能質(zhì)量都會(huì)得到大幅度提升。

1 冷鐓鋼盤條質(zhì)量缺陷問(wèn)題分析

根據(jù)某鋼鐵股份有限公司生產(chǎn)冷鐓鋼盤條主要工藝流程來(lái)看，一共分為：步進(jìn)梁式加熱爐加熱、高壓水除磷、高速線材軋機(jī)軋制、散卷控冷、收集、打包、稱重、掛牌、卸卷、入庫(kù)。在實(shí)際檢測(cè)中，盤條鋼表面熱劃傷缺陷分為兩種，分別為：表面線狀缺陷、表面金屬折疊缺陷。

（1）表面線狀缺陷

表面現(xiàn)狀缺陷還可以分為表面熱劃傷和縱向裂紋兩種，后者有可能是鑄坯固有的，也有可能是軋制過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷。表面熱劃傷應(yīng)該屬于軋制溫度控制不當(dāng)造成的一種裂紋缺陷，從兩種缺陷來(lái)看，缺陷處沒(méi)有雜質(zhì)和高溫氧化物，因此，在實(shí)際應(yīng)用中要對(duì)軋制溫度進(jìn)行控制。

（2）表面金屬折疊缺陷

盤條鋼表面質(zhì)量問(wèn)題主要是因?yàn)殍T坯、軋制引起的，其中后者造成的表面質(zhì)量問(wèn)題更為嚴(yán)重，這是因?yàn)槿绻擒堜撛斐傻膯?wèn)題，那么一整批的冷鐓鋼盤條表面都有可能存在質(zhì)量問(wèn)題。在進(jìn)行線性軋制的過(guò)程中，如果某一程序中出現(xiàn)了嚴(yán)重的軋件過(guò)滿，那么在進(jìn)入下一工序時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)表面金屬折疊的缺陷，最終導(dǎo)致整體質(zhì)量出現(xiàn)下降[1]。

2 冷鐓鋼盤條表面缺陷原因分析

通過(guò)對(duì)冷鐓鋼盤條表面質(zhì)量檢測(cè)分析，針對(duì)冷鐓鋼盤條工件表面問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的研究，最終發(fā)現(xiàn)，造成冷鐓鋼盤條表面缺陷原因有以下六種。

第一，鋼坯缺陷。鋼坯表面如果存在氣泡、結(jié)疤、裂紋等缺陷，就會(huì)遺傳到冷鐓鋼盤條成品上。比如：鋼坯存在缺陷，整體形狀不夠規(guī)則，那么后續(xù)冷鐓開裂情況就會(huì)較為嚴(yán)重，且開裂周圍還會(huì)出現(xiàn)脫碳現(xiàn)象。因?yàn)殇撆髟斐傻娜毕?，具體會(huì)呈現(xiàn)出連續(xù)塊狀，和盤條基體分離，不同鋼坯造成的鋼坯表面缺陷各不相同。

第二，壓入缺陷。根據(jù)鐵皮壓入缺陷深度的情況來(lái)看，冷鐓鋼盤條的表面缺陷也各不相同，一般情況下為圓弧形。鐵皮壓入缺陷會(huì)對(duì)后續(xù)的清理工作造成影響，而在隨后軋制的過(guò)程中，會(huì)導(dǎo)致缺陷進(jìn)一步惡化，尤其是軋輥表面質(zhì)量的惡化問(wèn)題，會(huì)產(chǎn)生皸裂現(xiàn)象，一些冷鐓鋼盤條的表面還會(huì)呈現(xiàn)出發(fā)紋狀。

第三，折疊缺陷。在對(duì)冷鐓鋼盤條進(jìn)行在試軋或調(diào)整尺寸過(guò)程中，如果軋機(jī)輥縫沒(méi)有得到合理的調(diào)整，就容易出現(xiàn)折疊缺陷[2]。這是因?yàn)樯弦坏拦ば蛑械目仔统叽邕^(guò)大或者過(guò)小都會(huì)對(duì)后續(xù)工序產(chǎn)生影響，如果尺寸過(guò)大，就會(huì)出現(xiàn)耳子，繼而導(dǎo)致缺陷的發(fā)生。不僅如此，如果軋槽老化嚴(yán)重，也會(huì)引發(fā)尺寸過(guò)大的情況，也會(huì)導(dǎo)致缺陷的發(fā)生。折疊缺陷常見于中軋區(qū)域，如果出現(xiàn)折疊缺陷，那么冷鐓鋼盤條的表面就會(huì)出現(xiàn)開裂，且開裂的縫隙附近還會(huì)出現(xiàn)起皮現(xiàn)象。根據(jù)形成原因的不同，折疊缺陷可以分為五個(gè)方面，分別為：?jiǎn)蝹?cè)或圓周對(duì)面出現(xiàn)的對(duì)稱缺陷、輥錯(cuò)缺陷、單側(cè)折疊、平行折疊缺陷、劃傷折疊缺陷。

第四，劃傷缺陷。劃傷缺陷和折疊缺陷較為相似，但是區(qū)別在于劃傷缺陷造成表面裂縫的寬度比值大于2，而且此類缺陷為宏觀缺陷，常見于終軋附近區(qū)域。造成劃傷缺陷的主要原因在于軋制溫度變化、張力調(diào)整不當(dāng)?shù)龋m然劃傷缺陷在一般情況下，對(duì)冷鐓鋼盤條表面造成的負(fù)面影響較少，但是最終依然會(huì)對(duì)產(chǎn)品性能產(chǎn)生負(fù)面影響。

第五，組織缺陷。冷鐓鋼盤條在吐絲后，搭接點(diǎn)與非搭接點(diǎn)之間存在冷卻速度差異，尤其是在一些大規(guī)格盤條中，表現(xiàn)尤為明顯，如果局部冷卻不均勻，那么盤條內(nèi)部組織也會(huì)出現(xiàn)不均勻的情況，嚴(yán)重的情況下還會(huì)產(chǎn)生馬氏體等硬脆缺陷組織。受到這一缺陷的影響，冷鐓鋼盤條之間會(huì)產(chǎn)生脆性開裂，而且裂的角度和冷鐓方向呈45°。

第六，修剪不干凈。除了上述幾個(gè)方面，如果盤條頭尾修剪不干凈，那么也會(huì)對(duì)后續(xù)的工序產(chǎn)生影響，按照正常標(biāo)準(zhǔn)修剪頭尾，就會(huì)造成冷鐓開裂。體現(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，金相組織中觀察此類缺陷呈無(wú)規(guī)則形狀，裂紋尖部通常呈發(fā)散狀。

3 冷鐓鋼盤條表面缺陷解決措施

（1）優(yōu)化軋制規(guī)程

通過(guò)上述分析內(nèi)容來(lái)看，造成冷鐓鋼盤條表面缺陷的主要原因是因?yàn)檐堉埔?guī)程不夠合理。冷鐓鋼本身質(zhì)地較軟，軋輥摩擦系數(shù)較大，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，如果軋件寬展量較大，那么在孔型系統(tǒng)中，就會(huì)出現(xiàn)孔型過(guò)滿的情況，最終導(dǎo)致折疊缺陷。因此在進(jìn)行冷鐓鋼盤條軋制的過(guò)程中，必須要收集大量的數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的處理，以此制定出最為合適的軋制規(guī)程。首先要加強(qiáng)對(duì)修磨工序的管理，在實(shí)際生產(chǎn)前，對(duì)冷鐓鋼坯進(jìn)行質(zhì)量檢查，以鞍鋼線材廠為例，采用了磁粉探傷的方式，判斷冷鐓鋼坯的質(zhì)量，同時(shí)采用了全部修磨和局部修磨兩種工藝，盡可能的消除缺陷，為后續(xù)工序的開展奠定良好的基礎(chǔ)。其次合理控制冷鐓鋼上料順序，不同鋼制的化學(xué)成分不同，因此在高溫狀態(tài)下變形抗力也各不相同，如果上料順序存在問(wèn)題，那么變形程度就會(huì)受到影響，一般情況下要按照從變形抗力從小到大的方式編排鋼種軋制順序，以此減少鋼種之間的變形抗力差距，降低不必要的缺陷。除此之外，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，除了變形抗力之外，還要對(duì)軋制尺寸、調(diào)整方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，在上料順序的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步消除變形抗力對(duì)軋制變形的影響。最后還要加強(qiáng)過(guò)程中的數(shù)據(jù)收集，縮短軋制過(guò)程中的軋制量，避免軋槽老化，對(duì)表面質(zhì)量造成負(fù)面影響，而通過(guò)數(shù)據(jù)收集，明確表面質(zhì)量較優(yōu)狀態(tài)下的各種工藝參數(shù)，從而生成冷鐓剛生產(chǎn)控制預(yù)案，有效解決了冷鐓不合格的問(wèn)題。以鞍鋼線材廠為例，冷鐓鋼盤條合格率得到顯著提升，表面缺陷問(wèn)題發(fā)生概率得到大幅度降低。

（2）規(guī)范軋制操作

除了優(yōu)化軋制規(guī)程之外，規(guī)范軋制操作也是一種質(zhì)量控制措施。根據(jù)對(duì)冷鐓鋼盤條的檢驗(yàn)分析可知，表面質(zhì)量缺陷會(huì)受到設(shè)備故障或者不規(guī)范操作造成，可以通過(guò)改進(jìn)NTM、RSM軋輥換修磨工藝，來(lái)改變表面質(zhì)量缺陷問(wèn)題，加強(qiáng)對(duì)軋輥環(huán)質(zhì)量的控制，定期采用樣本檢查軋輥環(huán)，保證軋輥換質(zhì)量合格，可以從根本上避免大規(guī)模質(zhì)量表面缺陷問(wèn)題。除此之外，軋制冷鐓鋼等軟線的過(guò)程中，要對(duì)導(dǎo)衛(wèi)、導(dǎo)輪、起套輥等裝置進(jìn)行檢查，并且定期更換，在生產(chǎn)組織過(guò)程中，安排在專業(yè)人員對(duì)導(dǎo)衛(wèi)、導(dǎo)輪、起套輥等裝置進(jìn)行檢查更換，以此保證質(zhì)量問(wèn)題。除了上述兩個(gè)方面之外，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，每個(gè)生產(chǎn)出來(lái)的冷鐓鋼盤條也要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢查。以四川某鋼鐵廠為例，該工廠中的工作人員將每一個(gè)冷鐓鋼盤條都進(jìn)行了取樣處理，并且做好標(biāo)記，送去質(zhì)檢部門，進(jìn)行酸洗檢測(cè)，并且會(huì)樣品貼上標(biāo)簽和批號(hào)、鉤號(hào)等信息，從而根據(jù)實(shí)際檢測(cè)結(jié)果與實(shí)物一一對(duì)應(yīng)。該公司明確規(guī)定，如發(fā)現(xiàn)冷鐓鋼盤條樣品出現(xiàn)黑線及冷墩開裂的情況，對(duì)應(yīng)的實(shí)物要另行堆放，以此最大程度減少不良產(chǎn)品出廠，杜絕不良產(chǎn)品對(duì)后續(xù)有關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)造成負(fù)面影響[3]。不僅如此，該工廠還會(huì)組織專業(yè)的工作人員對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題的樣品、實(shí)物進(jìn)行分析，明確此次生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)生黑線的軋制原因，從更好的調(diào)整軋制設(shè)備，保證生產(chǎn)質(zhì)量。除了該公司的方式之外，想要優(yōu)化規(guī)范軋制操作，還可以基于過(guò)往生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)減定徑機(jī)工藝參數(shù)進(jìn)行總結(jié)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析每次生產(chǎn)中參數(shù)的調(diào)整規(guī)范情況，從而對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作規(guī)程進(jìn)行分析，以此保證冷鐓鋼盤條實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。又比如：某鋼鐵廠就根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)工作經(jīng)驗(yàn)，制定了導(dǎo)輪和活套輥等的定期檢查、維護(hù)及更換制度，最大程度規(guī)避生產(chǎn)質(zhì)量問(wèn)題。除了上述內(nèi)容之外，工廠還可以加強(qiáng)工藝紀(jì)律執(zhí)行、檢查和考核力度，比如：落實(shí)廠內(nèi)質(zhì)量異議經(jīng)濟(jì)責(zé)任制度，培養(yǎng)績(jī)效、考核制度，讓工作人員提高對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的重視程度。

3 總結(jié)

綜上所述，冷鐓鋼盤條表面缺陷主要體現(xiàn)在線狀劃痕、金屬折疊這兩個(gè)方面，造成這兩方面缺陷的根本原因在于軋制規(guī)程不嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范軋制操作不合理。想要從根本上避免這一問(wèn)題，就要在軋制過(guò)程中，對(duì)主要工藝參數(shù)藝術(shù)進(jìn)行分析，及時(shí)調(diào)整軋制規(guī)程，從根本上避免表面缺陷問(wèn)題。