淺析熱軋帶鋼氧化鐵皮的控制措施

（本鋼集團(tuán)公司熱軋廠，遼寧本溪 117000）

0.引言

長(zhǎng)久以來(lái)，熱軋帶鋼的氧化鐵皮缺陷一直是熱軋產(chǎn)品最主要也是最難以控制的表面質(zhì)量缺陷。國(guó)內(nèi)各條熱軋生產(chǎn)的工程技術(shù)人員、產(chǎn)品研發(fā)人員結(jié)合自身產(chǎn)線的特點(diǎn)一直并長(zhǎng)期進(jìn)行著研究。其中，本鋼1700線由于設(shè)備超期服役，部分設(shè)備設(shè)計(jì)老舊、能力弱等原因，帶鋼表面氧化鐵皮缺陷更為突出。

氧化鐵皮缺陷會(huì)導(dǎo)致熱軋商品帶鋼表面噴漆后出現(xiàn)色差，冷軋或車(chē)輪鋼等酸洗后會(huì)留下麻點(diǎn)、麻坑或色差，對(duì)產(chǎn)品的表面質(zhì)量影響較大,嚴(yán)重影響本鋼熱軋產(chǎn)品的產(chǎn)品形象[1]。每個(gè)月帶鋼表面氧化鐵皮缺陷造成的質(zhì)量返修品和降級(jí)品，以及由于非計(jì)劃換輥和在線工藝調(diào)整的停機(jī)時(shí)間，對(duì)生產(chǎn)連續(xù)性和運(yùn)行成本造成較大影響。并且，1700mm生產(chǎn)線鋼卷頭部下表面50m內(nèi)鐵皮是困擾一熱分廠產(chǎn)品質(zhì)量的頑疾。為此，對(duì)本鋼1700mm熱軋生產(chǎn)線氧化鐵皮產(chǎn)生的原因進(jìn)行了研究分析，鎖定主要原因，實(shí)施有效措施，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。

1.氧化鐵皮產(chǎn)生的原因及控制措施

1.1 溫度系氧化鐵皮原因及措施

1.1.1 產(chǎn)生原因

板坯在加熱爐內(nèi)加熱過(guò)程中，爐內(nèi)氧化氣氛的影響特別是在均熱段爐門(mén)處吸入空氣后增加爐內(nèi)含氧量，造成板坯表面形成生成約2mm厚的氧化鐵皮，稱(chēng)為一次氧化鐵皮或一次鱗，正常情況下此類(lèi)氧化鐵皮可以通過(guò)粗軋前高壓水除鱗裝置正產(chǎn)清除掉。但加熱溫度過(guò)高或均熱段“急火”燒鋼導(dǎo)致的一次氧化鐵皮缺陷，在高壓除鱗中難以除掉，而冷卻后的氧化鐵皮的硬度大于熱坯硬度[2]，導(dǎo)致氧化鐵皮壓入。

加熱溫度過(guò)高會(huì)造成鐵皮壓入缺陷，同樣板坯出爐溫度過(guò)低，在軋制的過(guò)程中會(huì)由于軋機(jī)負(fù)荷過(guò)大或軋機(jī)震蕩，造成軋輥氧化膜脫落附著在鋼板表面形成氧化鐵皮缺陷（輥生氧化鐵皮）。

1.1.2 加熱工藝調(diào)控措施

（1）細(xì)化加熱工藝制度。首先，根據(jù)不同鋼種和規(guī)格制定出不同的加熱工藝溫度。加熱工藝制度的制定原則是在保證軋制過(guò)程穩(wěn)定和滿足軋制工藝制度的前提下，最大限度的降低加熱溫度。細(xì)化同鋼種或同類(lèi)鋼種下不同厚度和寬度的出爐溫度目標(biāo)值。普通冷軋料的加熱工藝制度如表1所示。（2）爐內(nèi)空位的控制措施。在生產(chǎn)節(jié)奏變慢或者不連續(xù)時(shí),如果不及時(shí)對(duì)加熱爐空燃比、爐膛溫度等進(jìn)行調(diào)整，會(huì)造成要求厚度≤3.0mm薄規(guī)格產(chǎn)品加熱溫度不達(dá)標(biāo)或則酸洗板、O5板及車(chē)輪鋼等高表面級(jí)別鋼種由于爐生氧化鐵過(guò)厚造成帶鋼表面缺陷，采取措施是以上規(guī)格或鋼種產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)爐內(nèi)不留空位。

表1 冷軋料加熱溫度

1.2 輥道系氧化鐵皮產(chǎn)生原因及措施

1.2.1 產(chǎn)生原因

本鋼1700mm生產(chǎn)線，粗軋區(qū)域輥道設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理，且已經(jīng)運(yùn)行40年，輥道架本體裂紋嚴(yán)重，磨損不均，造成輥道的上表面標(biāo)高不一。該區(qū)域輥道維護(hù)量及故障率高，自由輥數(shù)量多（常年有30～40根自由輥）。這種輥道現(xiàn)狀造成帶鋼下表面承受較大的摩擦力，造成表面粗糙，粗糙的下表面帶鋼在精軋軋制過(guò)程中由于前滑及軋制壓力的作用，極易導(dǎo)致軋輥受較大摩擦力從而氧化膜脫落導(dǎo)致鐵皮。

1.2.2 調(diào)控措施

對(duì)輥道進(jìn)行恢復(fù)，修復(fù)原則是不允許有研死輥道，相鄰輥道不允許有自由輥。另外，相鄰輥道標(biāo)高差要小于10mm，避免由于輥道標(biāo)高差大，中間坯在運(yùn)送過(guò)程中出現(xiàn)“跳動(dòng)”現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生的中間坯下表面粗糙。通過(guò)一系列修復(fù)，粗軋區(qū)輥道得到全部恢復(fù)旋轉(zhuǎn)，最后制定出監(jiān)管制度，杜絕由于粗軋區(qū)輥道不轉(zhuǎn)造成的氧化鐵皮。

1.3 中間坯板形產(chǎn)生原因及措施

1.3.1 產(chǎn)生原因

經(jīng)過(guò)大量的跟蹤和數(shù)據(jù)收集，發(fā)現(xiàn)中間坯的板形將對(duì)頭部鐵皮產(chǎn)生較大影響，當(dāng)中間坯頭部翹頭或扣頭較大時(shí)，由于經(jīng)過(guò)除鱗機(jī)時(shí)頭部的除鱗高度和除鱗角度均處于異常狀態(tài)，除鱗水無(wú)法有效去除頭部鐵皮，導(dǎo)致鐵皮除不凈后續(xù)軋制時(shí)壓入。

1.3.2 調(diào)控措施

（1）調(diào)整優(yōu)化中間坯厚度，將中間坯厚度的控制加入模型自動(dòng)控制之中，模型會(huì)根據(jù)鋼種、規(guī)格自動(dòng)配置中間坯厚度。防止厚度的變化產(chǎn)生的板形不良。（2）當(dāng)飛剪操作員發(fā)現(xiàn)中間坯頭部扣翹頭較大時(shí)，增大切頭量，同時(shí)及時(shí)通知荒軋區(qū)域調(diào)整R1輥速差。若輥速差調(diào)整無(wú)效時(shí)，則通知加熱區(qū)域優(yōu)化上下表面的鋼坯溫度。（3）新增加粗軋出口板形測(cè)量?jī)x，該儀表可對(duì)中間坯的板形、寬度和中心線偏差進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，以減少中間坯寬度不均和“S彎”對(duì)鋼坯下表面的影響，生產(chǎn)操作員根據(jù)儀表反饋曲線進(jìn)行板形調(diào)整。

1.4 精軋區(qū)冷卻水氧化鐵皮原因及措施

1.4.1 產(chǎn)生原因

精軋機(jī)組的水系統(tǒng)有：軋輥冷卻水、側(cè)噴水、輥縫水、機(jī)架間冷卻水等。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)收集跟蹤，精軋機(jī)的水系統(tǒng)對(duì)氧化鐵皮的控制至關(guān)重要，這些水系統(tǒng)可以控制軋件的溫降，即控制鐵皮生產(chǎn)的速率，輥身的溫度等，側(cè)噴水、輥縫水可以防止氧化鐵皮的帶入等。

1.4.2 調(diào)控措施

（1）軋輥氧化膜過(guò)厚脫落附著鋼板表面以及后續(xù)表面粗糙造成的帶鋼表面鐵皮壓入缺陷的主要根源就是軋輥冷卻水溫高。措施是，在主畫(huà)面上新加了水溫報(bào)警，提示操作工中壓水的實(shí)時(shí)水溫的方式。并制定了生產(chǎn)不同表面等級(jí)鋼種時(shí)的水溫規(guī)定。當(dāng)水溫超過(guò)30℃時(shí)，數(shù)字變紅提示，此時(shí)通過(guò)增轉(zhuǎn)冷卻水塔風(fēng)機(jī)或加注新水的方式可快速降溫。（2）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)研究，合理的利用機(jī)架間冷卻水，可以控制上游機(jī)架軋件的溫降，可有效控制三次氧化鐵皮的產(chǎn)生[1]，利用這點(diǎn)特性，在HMI畫(huà)面中增加機(jī)架間手動(dòng)冷卻水補(bǔ)償功能，補(bǔ)償?shù)睦鋮s水參與到速度和溫度模型之中，在保證表面質(zhì)量的同時(shí)又不“犧牲”其他指標(biāo)。（3）輥縫防剝落水對(duì)軋輥的氧化膜控制至關(guān)重要，輥縫水可直接作用于鋼板表面，既達(dá)到表面降溫抑制鐵皮的效果，同時(shí)可以有效減少軋輥與帶鋼表面的摩擦力。作業(yè)區(qū)要求每班大換輥時(shí)都要手動(dòng)對(duì)輥縫水的噴水進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)噴水時(shí)序和水嘴堵塞時(shí)及時(shí)處理，以保證輥縫水的100%投入。（4）每天對(duì)精軋機(jī)架的各類(lèi)水嘴堵塞情況進(jìn)行檢查和清理，可防止由于水嘴堵塞后造成軋輥局部冷卻不均，或者鋼板冷卻不均造成的氧化鐵皮缺陷。

1.5 其他調(diào)控措施

1.5.1 軋輥的合理使用和配置

（1）1700線生產(chǎn)O5板產(chǎn)品，車(chē)輪鋼產(chǎn)品，PHT270MC系列出口產(chǎn)品，SAE1022～1030M系列出口產(chǎn)品時(shí)；F1～F4不允許上機(jī)第3次或第4次使用的高速鋼軋輥。（2）1700線生產(chǎn)酸洗板，精軋F(tuán)2～F4要求上機(jī)使用2次以?xún)?nèi)（含第2次）的高速鋼輥，軋輥?zhàn)鳂I(yè)區(qū)要確保工作輥輥面狀態(tài)良好，無(wú)氧化膜剝落等影響產(chǎn)品質(zhì)量的情況。如特殊情況無(wú)高速鋼軋輥，可以使用由軋輥車(chē)間確認(rèn)后的新高鎳鉻軋輥。（3）厚度≤2.1mm規(guī)格周期盡量不使用高速鋼軋輥。（4）精軋區(qū)域備輥時(shí)，要求備輥人員對(duì)照軋輥表面圖譜必須確認(rèn)好輥面狀態(tài)，對(duì)不符合產(chǎn)品質(zhì)量要求的軋輥退回軋輥進(jìn)行更換。

1.5.2 精軋機(jī)組負(fù)荷的優(yōu)化及消除軋機(jī)震蕩

在軋制過(guò)程中發(fā)生軋機(jī)震蕩，通過(guò)減少減少上游機(jī)架的方式可有效改善軋機(jī)震蕩，通過(guò)大量實(shí)踐優(yōu)先減小F2～F4機(jī)架負(fù)荷效果最為顯著。在薄規(guī)格生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)F2～F4架的最大壓下率均進(jìn)行限制，也是一個(gè)有效途徑，建議最大壓下率依次為45%、40%、40%。

2.結(jié)論

本鋼1700mm熱軋生產(chǎn)線通過(guò)采取優(yōu)化加熱工藝制度、粗軋區(qū)域輥道恢復(fù)、粗軋板形調(diào)整、精軋水系統(tǒng)優(yōu)化、軋輥?zhàn)顑?yōu)選擇以及軋機(jī)負(fù)荷的優(yōu)化等措施的實(shí)施，并進(jìn)行了長(zhǎng)期的跟蹤和工藝參數(shù)及相關(guān)制度的固化；目前1700線整體鐵皮缺陷控制良好，取得了鐵皮缺陷降級(jí)品率下降86%，返修品降低50%，高表面質(zhì)量等級(jí)產(chǎn)品批量穩(wěn)定生產(chǎn)的良好效果。