圓鋼表面質(zhì)量缺陷與優(yōu)化措施

沈 榮，馮昊蘇，吳振忠

（安徽富凱特材有限公司，安徽 宣城 245300）

1 主要質(zhì)量問題

圓鋼表面缺陷中的折疊、裂紋、麻點(diǎn)、翹皮、耳子及公差出格等，是影響圓鋼后續(xù)加工的主要因素，我廠在2020年中收到投訴無數(shù)，退貨近1000噸，退貨率占比5%以上，針對客戶投訴提出的質(zhì)量問題，對整個軋制過程進(jìn)行工藝調(diào)整及設(shè)備改進(jìn)，著重對現(xiàn)有的缺陷開展攻關(guān)，采取強(qiáng)有力的措施逐個突破。對缺陷類別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并繪制帕累托圖如圖1。

圖1 圓鋼表面缺陷的帕累托圖

2 原因分析及優(yōu)化措施

2.1 折疊

特征：沿軋制方向呈直線狀分布，外形似裂紋，邊緣有時呈鋸齒狀，連續(xù)或斷續(xù)分布，深淺不一，內(nèi)有氧化皮，在橫截面上看，一般呈折角。如圖2。

圖2 折疊

原因：

（1）孔型設(shè)計(jì)固有缺陷及軋機(jī)調(diào)整不當(dāng)。

（2）孔型磨損嚴(yán)重后料形不正、扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生飛邊或刮傷被壓入。

（3）原料表面有尖角、裂紋及夾雜等缺陷。

措施：

（1）完善孔型設(shè)計(jì)，加強(qiáng)軋機(jī)調(diào)整工藝，防止前道次產(chǎn)生耳子經(jīng)后道次被壓入，要求每爐鋼對各道次卡量記錄，同時用竹片燒紅鋼進(jìn)行檢測，并關(guān)注主控各機(jī)架張力是否正常。

（2）對軋制槽孔設(shè)定軋制量，每天停機(jī)對槽孔磨損觀察，并采用現(xiàn)場樣板進(jìn)行核對，避免料形不正產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)飛邊及刮傷等缺陷。

（3）嚴(yán)格控制好加熱工藝，保證鋼坯加熱均勻，減小陰陽面在軋制過程彎曲擦傷產(chǎn)生折疊。

（4）對軋線導(dǎo)衛(wèi)板進(jìn)行材質(zhì)改造，使用球墨鑄鐵材質(zhì)，防止導(dǎo)板粘鐵劃傷軋件后被壓入產(chǎn)生折疊。

（5）嚴(yán)格控制坯料進(jìn)爐檢查標(biāo)準(zhǔn)，制定專人負(fù)責(zé)制，并設(shè)定進(jìn)鋼人員復(fù)查，發(fā)現(xiàn)不合格品進(jìn)行獎勵來解決鋼坯表面質(zhì)量造成軋制后折疊現(xiàn)象。

2.2 裂紋

特征：沿軋制方向一般呈直線狀，有的呈Y狀，有通長的也有局部的，有規(guī)律的也有無規(guī)律的，還有橫向和其他方向的，一般肉眼很難發(fā)現(xiàn)。如圖3、圖4。

圖3 縱向直線裂紋

圖4 橫向開裂

原因：

（1）鋼坯純凈度，內(nèi)部氣孔、有害元素、夾雜物等。

（2）連鑄坯質(zhì)量不好，包括成分偏析、脫碳、表面振痕皮下氣泡等。

（3）加熱工藝不完善，坯料溫度不均勻，使軋制變形不一致，軋制時鋼溫過低，塑性變差，過熱或過燒。

（4）冷卻方式過快或過緩，導(dǎo)致坯料熱應(yīng)力過大或產(chǎn)生嚴(yán)重析出相等。

措施：

（1）軋制鋼坯需夾雜物降到所要求的水平，從煉鋼工藝操作改進(jìn)，通過鋼包精煉、時間控制，并要求無渣出鋼，采用合理脫氧技術(shù)，減少鋼水氧含量，在澆注過程進(jìn)行全程保護(hù)澆注，防止鋼水被二次氧化。

（2）連鑄生產(chǎn)中，正確選用合理保護(hù)渣，澆注過程把控好澆注速度和過熱度，完善好配料成分，提升連鑄表面質(zhì)量。

（3）嚴(yán)格執(zhí)行加熱工藝，確保坯料加熱質(zhì)量；軋制時控制好節(jié)奏，時刻關(guān)注各到此料形有無缺陷，禁止軋制低溫鋼。

（4）根據(jù)鋼的性能采用不同冷卻工藝，例如本廠軋制鋼種，S32750圓鋼成品溫度950°左右進(jìn)行快速水冷，減少內(nèi)部析出；而17-4圓鋼成品防止內(nèi)裂采取坑冷方式。

2.3 麻點(diǎn)

特征：圓鋼表面有成片的凹凸不平的粗糙面，局部的、連續(xù)的或周期性的出現(xiàn)在圓鋼表面，而在加工后，無法消除，保留在零件表面，呈麻點(diǎn)狀。如圖5。

圖5 麻點(diǎn)

原因：

（1）加熱時間過長，爐內(nèi)氧化氣氛嚴(yán)重導(dǎo)致。

（2）軋槽磨損嚴(yán)重導(dǎo)致，如軋輥本身材質(zhì)不良，軋槽使用時間過長，軋輥冷卻不到位等。

（3）成品圓鋼上冷床冷卻速度不過，產(chǎn)生二次氧化現(xiàn)象。

（4）除磷不良，氧化鐵皮被壓入軋件表面，軋制脫落后形成麻面。

措施：

（1）合理制定軋鋼計(jì)劃，優(yōu)化加熱工藝，調(diào)整好空燃比例。

（2）控制購買軋輥質(zhì)量，定期檢查槽孔表面，并制定槽孔使用量，加強(qiáng)軋輥冷卻力度，確保冷卻到位。

（3）嚴(yán)格控制終軋溫度及上冷床溫度，工裝上改造冷床冷卻系統(tǒng)，來減小軋件被二次氧化程度。

（4）出爐口增加除磷設(shè)備以解決氧化皮壓入軋件造成麻面。

2.4 翹皮

特征：呈魚鱗狀或分層翹起的薄皮，絕大的多是生根的，也有不生根的，有通條的，也有局部的，甚至有點(diǎn)狀的。如圖6。

圖6 連續(xù)性翹皮

原因：

（1）推鋼式加熱爐內(nèi)爐筋管對坯料形成的劃傷或劃痕，及輸送輥道對高溫軋件造成的刮傷，經(jīng)后續(xù)軋制形成的。

（2）軋槽嚴(yán)重磨損（損壞），及軋件在槽孔內(nèi)打滑，形成點(diǎn)狀金屬堆積，經(jīng)軋制形成的。

（3）孔型不合理，軋機(jī)及導(dǎo)衛(wèi)調(diào)整不當(dāng)，側(cè)壁擠出、倒料等，經(jīng)后道次軋制形成的。

（4）加熱時間長，氧化過嚴(yán)重，產(chǎn)生的翹皮。

（5）坯料不合格，如；表面粗糙、凹坑、凸塊、夾雜等，經(jīng)軋制形成的。

措施：

（1）檢修期間對加熱爐內(nèi)爐筋管上滑塊進(jìn)行斜角打磨，減小坯料接觸面積，對坯料在滑塊位置進(jìn)行局部打磨，減小摩擦。

（2）爐口輥道，650三輥軋機(jī)輥道，剪機(jī)前后輥道進(jìn)行同步改造。

（3）孔型設(shè)計(jì)優(yōu)化，軋機(jī)、導(dǎo)衛(wèi)安裝到位，尺寸符合工藝，制定標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程，建立檢查考核制度。

（4）加熱工藝優(yōu)化，標(biāo)準(zhǔn)制定，特殊情況對在爐過長坯料進(jìn)行拉爐處理。

（5）對坯料修磨加強(qiáng)管理，嚴(yán)禁不合格料進(jìn)爐軋制。

2.5 耳子及公差出格

特征：一般呈現(xiàn)在圓鋼表面哈夫側(cè)，有雙邊耳子、單邊耳子、整條耳子、局部耳子等，公差出格是指圓鋼表面幾何尺寸不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)稱；如圖7、圖8。

圖7 耳子

圖8 公差出格（橢圓）

原因：

（1）成品孔型設(shè)計(jì)不當(dāng)。

（2）軋機(jī)調(diào)整不當(dāng)，前道次料形過大或過小導(dǎo)致下道次耳子或尺寸超差。

（3）軋機(jī)導(dǎo)衛(wèi)調(diào)整不合理，引起單邊耳子或錯位耳子，如進(jìn)口偏大也會造成錯位及圓鋼截面不正。

（4）主控張力調(diào)整不當(dāng)，造成堆拉不正常，引起軋件過大或過小，尺寸也會出格，甚至造成通根或局部耳子。

（5）坯料的缺陷，如縮孔、分成、夾雜及偏析，引起軋件變形不正常。

措施：

（1）優(yōu)化孔型設(shè)計(jì)，尤其孔型開口度的完善。

（2）優(yōu)化調(diào)整工藝，確保各道次尺寸，并依據(jù)實(shí)際進(jìn)行微調(diào)。

（3）導(dǎo)衛(wèi)安裝要牢靠，與槽孔對中正確，導(dǎo)輪尺寸符合工藝要求。

（4）主控調(diào)整要精準(zhǔn)，要求每支鋼進(jìn)行關(guān)注，做好正常軋制各數(shù)據(jù)記錄。

（5）進(jìn)爐坯料進(jìn)行把關(guān)，嚴(yán)禁不合格坯料進(jìn)爐。

3 結(jié)論

通過對生產(chǎn)實(shí)踐中產(chǎn)生的問題，逐一分析研究總結(jié)，找出了問題根源，進(jìn)行了設(shè)備改造、工藝調(diào)整、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)制定及操作標(biāo)準(zhǔn)等手段，大幅度的提高了圓鋼表面質(zhì)量；近期對外銷售客戶一致好評，為企業(yè)生存可持續(xù)發(fā)展打下了基礎(chǔ)，大大的降低了公司成本，同時也說明了我們在生產(chǎn)實(shí)踐中采取措施是有效的。