熱軋帶鋼平整挫傷缺陷原因分析及控制

李建軍

（河鋼集團唐山鋼鐵股份有限公司，河北 唐山 063016）

隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，市場對熱軋帶鋼的需求量逐漸提升，基于市場競爭的加劇，熱軋帶鋼的表面質(zhì)量和產(chǎn)品性能等成為了鋼鐵企業(yè)關(guān)注的焦點，在熱軋帶鋼的生產(chǎn)工藝中，平整設(shè)備是影響熱軋帶鋼表面質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備，是影響熱軋帶鋼平整度的關(guān)鍵。鑒于此，本文結(jié)合筆者多年工作經(jīng)驗，對熱軋帶鋼平整挫傷缺陷原因分析及控制提出了一些建議，僅供參考。

1 熱軋帶鋼、平整、挫傷的相關(guān)概述

1.1 挫傷定義及特征

挫傷指的是鋼板表層出現(xiàn)比軋制面低的各種劃痕，以各種狀態(tài)布局在干板的表層，高溫挫傷痕跡底部存在較薄的氧化鐵層，顏色為暗青色。冷態(tài)挫傷痕跡中能夠發(fā)現(xiàn)金屬光澤，痕跡底部顏色為灰白色。通常會出現(xiàn)在鋼板的中間位置，上表層與下表層均會以不規(guī)則的狀態(tài)出現(xiàn)，不過帶鋼的末端三十到四十米的位置比較顯著，個別鋼卷可能出現(xiàn)通卷挫傷，軟鋼和三毫米以下的鋼卷比較明顯，隨著帶鋼強度與厚度的改變，挫傷程度會發(fā)生變化。

1.2 熱軋平整機組的工藝流程

平整機組作為熱軋軋制技術(shù)的收尾流程，其能夠有效的確保熱軋操作之后板形與表層的效果。此操作期間實際用到的原料鋼種為碳素構(gòu)造鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、汽車生產(chǎn)用鋼、焊接氣瓶用鋼板、高耐候性結(jié)構(gòu)與高強度鋼等。通常情況下，經(jīng)過熱軋流程的碳素鋼和汽車生產(chǎn)用鋼需要開展平整操作，提升板面的效果與板形，優(yōu)化板材的相關(guān)性能，同時能夠當(dāng)作鋼卷分切設(shè)備進行應(yīng)用。平整機組的操作工藝比較繁瑣，必須嚴格依照其設(shè)計的環(huán)節(jié)進行操作，進而保證操作效果。

2 挫傷缺陷形貌及分布規(guī)律

挫傷問題指的是帶鋼表層出現(xiàn)銀白色的劃痕，通常表現(xiàn)成簇狀與片狀，大多集中布局，挫傷的頂部相對鋒利。挫傷通常是因為帶卷滾動引起的，帶鋼的上表層與下表層一起產(chǎn)生。挫傷問題通常發(fā)生在厚度不超過三毫米的鋼卷，在厚度較大的帶鋼上基本上不會發(fā)生此問題。挫傷位置具有較高的規(guī)律性，縱觀挫傷可見，通常發(fā)生在距離頂端與末端幾十米的位置，同時頂端與末端位置傷痕程度較深；并且通常情況下頂端出現(xiàn)的概率高于末端，嚴重程度也要高于末端。橫向可見，挫傷問題通常發(fā)生在中間位置，周邊位置基本上不會發(fā)生。上表層與下表層都會發(fā)生挫傷問題，同時帶卷緊鄰層的上表層與下表層相應(yīng)方位的挫傷問題會一起發(fā)生，同時相對延伸。

3 熱軋帶鋼平整挫傷缺陷原因分析

3.1 松卷

3.1.1 帶卷芯部松卷

帶卷中間位置各層的間距較大，調(diào)節(jié)開卷機之后現(xiàn)象能夠改善，但是最中心的縫隙不能徹底解決。芯軸上方承載帶卷的作用力，此位置的卷帶之間的縫隙較小，當(dāng)時別的方位的間隙則較大。因為緊鄰的卷層碰觸位置較少，同時作用在其的壓力較小，因此緊鄰的卷層其靜態(tài)摩擦力偏小。若是開卷張力與開卷速率出現(xiàn)表換，其靜態(tài)摩擦力與帶卷的轉(zhuǎn)動慣量無法相抵，進而出現(xiàn)層間滑動的問題。

3.1.2 薄規(guī)格松卷

厚度較小的帶鋼容易發(fā)生松卷問題，主要是因為帶鋼剛度與支撐作用較低，在冷卻期間以及出現(xiàn)波動期間，帶卷因為重力原因可能出現(xiàn)滑動，進而造成松卷。應(yīng)用帶鋼頂端在所有位置的硌痕當(dāng)作標注，做出標記的位置代表出現(xiàn)松卷的卷帶發(fā)生相對滑動。

3.2 扁卷

扁卷的帶卷頂端展現(xiàn)為橢圓狀，調(diào)整開卷機芯軸之后通常無法良好的優(yōu)化帶卷的橢圓度，在此種情況下帶卷中間位置和芯軸呈現(xiàn)接觸情況，開卷期間帶卷和芯軸可能出現(xiàn)相對滑動，同時增加帶卷中間位置松卷的狀況，導(dǎo)致較重的挫傷問題。并且，帶卷周向的各種情況，芯軸和帶卷的滑動，造成開卷效率有效的提升，從而造成開卷張力發(fā)生變化，帶卷出現(xiàn)互動，進而出現(xiàn)挫傷問題。

3.3 寬度方向挫傷分布的原因分析

因為管控帶鋼版型凸度，所以帶鋼中間位置卷力高于周邊位置，且縫隙較小，造成帶鋼表層邊緣位置和中心位置呈現(xiàn)各種程度的氧化鐵皮。鋼卷中心位置承載的層間壓力大于邊緣位置，所以若是發(fā)生滑動期間，中心位置的損壞程度較高，容易出現(xiàn)挫傷問題。中浪的最高位置與最低位置位于層間滑動期間壓力較大的區(qū)域，所以可能出現(xiàn)挫傷。鋼帶周邊所有的縫隙，就算鋼帶發(fā)生邊浪同時發(fā)生周向?qū)娱g滑動，邊緣位置一般不會發(fā)生挫傷問題。

3.4 帶鋼板形和卷形

厚度較小的帶鋼容易出現(xiàn)中浪與雙邊浪問題，平整能夠良好的處理浪形。但是浪形的出現(xiàn)既提升了相鄰帶鋼的縫隙，同時加劇了相鄰帶鋼的摩擦力，造成挫傷問題出現(xiàn)的比較嚴峻。

3.5 開卷張力和速度

圖1 挫傷缺陷

因為帶鋼厚度較小、鋼質(zhì)較差，各個鋼層有較大的縫隙，若是施加張力期間，相鄰鋼帶之間出現(xiàn)相對滑動，挫傷程度會隨著速度的增加而提升。通常情況下，需要盡量縮小開卷張力，并且逐步管控開卷速度，逐步趨于標準參數(shù)。

4 熱軋帶鋼平整挫傷缺陷的控制措施

4.1 原料方面

熱軋帶鋼頭、尾涉與工作輥彎輥力以及平衡力的轉(zhuǎn)變，板形不好，既可能造成相鄰帶鋼之間縫隙較大，同時浪形的最高位置與最低位置可能出現(xiàn)挫傷。所以，需要不斷的改進板形管控程度，使得平衡力和彎輥力基本相同。厚度較小的熱軋帶鋼可能發(fā)生扁卷，能夠應(yīng)用合理提升卷取張力、縮減卷取溫度的方式進行改善。

4.2 平整開卷操作

板形與卷形等狀況能夠改善，不過別的導(dǎo)致板面出現(xiàn)問題的條件不能良好的進行管控。所以，需要以改善層間滑動的層面進行管控。

4.2.1 上卷操作

鋼卷安裝到開卷機芯軸位置，在芯軸擴大的瞬間，施工工作者推動開卷機實現(xiàn)正轉(zhuǎn)，若是芯軸正轉(zhuǎn)到鋼卷外圍位置，需要及時終止轉(zhuǎn)動，將芯軸調(diào)整到最初的方位。將此步驟反復(fù)三到五次，確保帶鋼各層間隙縮小。

4.2.2 張力控制

理論上平整開卷機的張力必須比熱軋卷取機的工作力度小，不過因為厚度較小可能出現(xiàn)松卷，因此事實上開卷張力嚴重低于卷取張力。并且，需要防止張力出現(xiàn)較大變動。特別是開卷建張期間，張力需要緩慢的變動，必須應(yīng)用二到三秒方能從無提升到規(guī)劃的指數(shù)。

4.2.3 速度控制

針對厚度較小的帶鋼開展平整操作期間，開卷操作速度較快，容易出現(xiàn)開卷問題。張力出現(xiàn)較大的裱花，進而造成卷帶發(fā)生層間滑動。所以，平整效率需要合理的縮減。

4.3 其他措施

（1）縮減穿帶速率，提升穿帶操作質(zhì)量。經(jīng)過實際操作可見，縮減鋼卷穿帶速率能夠有效的改善鋼卷的松卷情況，因此在不干擾施工效果的基礎(chǔ)上，縮減穿帶速率能夠良好的改善挫傷；此外因為儀器與操控，能夠?qū)е麓∏闆r的發(fā)生，從而導(dǎo)致鋼卷重復(fù)穿帶，進而導(dǎo)致松卷挫傷問題的發(fā)生，所以需要改善此種狀況出現(xiàn)帶來的后果。

（2）借助儀器功能的完善。由于較小的開卷張力能夠良好的管控松卷鋼卷的挫傷問題，應(yīng)用的開卷張力較小可能導(dǎo)致帶鋼在平整接觸位置出現(xiàn)偏離狀況，因此能夠借助張力輥的技術(shù)原則，把平整接觸位置的矯直輥與深彎輥輔助應(yīng)用，逐漸進行建張，進而實現(xiàn)縮減張力的目標。

（3）穩(wěn)定操作者的施工習(xí)性。在具體操作期間，在相同的儀器與技術(shù)狀況下，所有工人的工作效果均不相同，因此在改進技術(shù)和儀器之后，應(yīng)該針對操作者的習(xí)性進行管控。

4.4 尾部操作的調(diào)整

在平整操作的末端一百米位置，持續(xù)提高軋制力，此作用力的提升能夠在一定程度上提升板面效果，同時逐漸降低前張力直至消失，從而良好的管控板面挫傷。生產(chǎn)期間需要助力張力調(diào)節(jié)，期間必須遲緩的應(yīng)用調(diào)控按鍵，并且鋼卷帶末端位置應(yīng)用的張力為0，盡量降低挫傷程度。

4.5 芯軸膨脹力的調(diào)節(jié)

芯軸膨脹力較低期間，板卷芯位置在平整口接觸位置開卷機位置存在問題，在此種狀態(tài)下，若是建立張力則能夠造成鋼卷由于中間出現(xiàn)較大間隙出現(xiàn)錯動，導(dǎo)致板帶表層發(fā)生挫傷，因此合理的選用芯軸膨脹力能夠良好的降低挫傷的出現(xiàn)。芯軸膨脹力提升之后，可能造成板卷芯位置盡可能的在平整接觸位置開卷機上充滿，進而降低其間隙，良好的避免板卷中間部位出現(xiàn)錯動，同時挫傷數(shù)量會因為芯軸膨脹力的提升顯著的降低。具體操作期間可見，將卷芯軸的膨脹力控制在100bar期間，板面效果能夠得到改善。

5 結(jié)語

綜上所述，得出以下結(jié)論：

（1）挫傷缺陷的發(fā)生是由于擠壓嚙合在一起的兩層帶鋼出現(xiàn)相對滑動時，嚙合部位的塑性變形達到臨界值，相互擠壓的部分產(chǎn)生剪切滑移并形成金屬屑，此后，金屬屑的刮削和積累相互促進，使得挫傷缺陷迅速形成并惡化。

（2）熱軋帶鋼由于頭、尾失張而導(dǎo)致板形較差，易使帶卷出現(xiàn)層間滑動，局部接觸壓力大，出現(xiàn)挫傷的幾率大。帶卷頭、尾和芯軸扇形板邊緣使帶卷各圈的曲率半徑出現(xiàn)突變，存在層間滑動時易導(dǎo)致局部壓力過大而出現(xiàn)挫傷。

（3）平整工序避免挫傷的主要方法是減少開卷時帶卷各層之間的相對滑動。