張曉波　/ 八一鋼鐵股份有限公司

八鋼中厚板成品下表面亮斑分析及措施

張曉波/ 八一鋼鐵股份有限公司

本文針對(duì)八鋼中厚板分廠單機(jī)架狀態(tài)下，成品下表面亮斑（輥?。┈F(xiàn)象，對(duì)其產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，得出亮斑產(chǎn)生的主要原因，并就中厚板分廠實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)。

亮斑；輥?。焕鋮s；軋輥硬度

前言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，用戶已經(jīng)不僅僅滿足鋼板表面質(zhì)量符合國(guó)標(biāo)要求，對(duì)鋼板的表面質(zhì)量也提出了更高的要求。

八鋼中厚板分廠供應(yīng)特變電工的厚度為8～12mm鋼板，因鋼板下表面亮斑影響到用戶產(chǎn)品表面涂漆的美觀性，對(duì)我廠提出質(zhì)量異議，社會(huì)影響較大，對(duì)此我廠針對(duì)鋼板亮斑產(chǎn)生原因進(jìn)行調(diào)查。

1.鋼板亮斑產(chǎn)生的原因分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，我廠采用單機(jī)架生產(chǎn)時(shí)，軋輥表面容易受損，控制難度較大，下工作軋輥表面因各種原因易產(chǎn)生淺凹坑（輥印），經(jīng)過(guò)測(cè)量深度約0.1～0.2mm，形狀大小不一，對(duì)應(yīng)鋼板表面亮斑高度和形狀大小，可以判斷鋼板下表亮斑主要是由于軋輥凹坑（輥?。┧斐伞＝Y(jié)合我廠實(shí)際生產(chǎn)情況，對(duì)軋輥產(chǎn)生凹坑（輥印）的主要因素進(jìn)行分析。

我廠所生產(chǎn)鋼板下表面產(chǎn)生的亮斑對(duì)應(yīng)軋輥輥印狀態(tài)（如圖一）對(duì)照，圖一a為所生產(chǎn)鋼板下表面亮斑狀況，b為對(duì)應(yīng)下工作軋輥輥印狀態(tài)，該軋輥平均硬度為HSD 65.38，下線軋制噸位在1160噸；

圖一　鋼板表面與下工作輥對(duì)應(yīng)

1.1坯料的影響

1.1.1煉鋼定尺坯經(jīng)過(guò)切割后坯料切割斷面存在割渣，部分割渣加熱后不能將其燒盡，經(jīng)過(guò)除鱗和中間輸送，隨著溫度的下降割渣冷卻更快，經(jīng)過(guò)軋制容易對(duì)軋輥造成損傷產(chǎn)生輥印。

1.1.2我廠采用的坯料主要有兩種，一種是小料（坯長(zhǎng)1500～1750mm），一種是中段料（坯長(zhǎng)2550～3050mm），考慮到提高成材率的因素同時(shí)根據(jù)軋機(jī)裝備情況，料型不同軋制模式也不同。用小料軋制時(shí)，軋制采用預(yù)成型軋制，即先縱軋后展寬然后再成型軋制模式；用中段料軋制時(shí)，軋制采用的是直接轉(zhuǎn)鋼展寬軋制，即先轉(zhuǎn)鋼展寬在轉(zhuǎn)鋼縱軋成型的軋制模式。

通過(guò)測(cè)試，對(duì)同一下工作輥，兩種不同軋制模式對(duì)應(yīng)鋼板下表每一軋輥周長(zhǎng)內(nèi)亮點(diǎn)數(shù)目的鋼板軋制塊數(shù)跟蹤如表一：

表一　兩種料型軋制模式下表亮斑軋制塊數(shù)對(duì)比

由上可以看出，小料預(yù)成型軋制比中段料直接展寬軋制對(duì)軋輥損傷要大，主要原因是：因?yàn)榍懈钸^(guò)程控制問(wèn)題及燃?xì)鈮毫?、流量等?wèn)題造成板坯切割斷面不整齊，熱坯經(jīng)過(guò)冷卻其邊部溫降大，當(dāng)咬入軋輥時(shí)板坯斷面凸點(diǎn)先接觸工作輥對(duì)軋輥造成點(diǎn)狀損傷，形成輥印。

1.1.3我廠為推鋼式加熱爐和步進(jìn)式加熱爐同時(shí)生產(chǎn)，推鋼式加熱爐板坯入爐時(shí)為保證不偏斜，現(xiàn)采取板坯間加夾鐵的方式控制，經(jīng)加熱后夾鐵與板坯粘連，經(jīng)除鱗輸送冷卻后經(jīng)軋制造成軋輥損傷，形成輥印。

1.2加熱及除鱗質(zhì)量的影響

在加熱爐內(nèi)被加熱的板坯表面生產(chǎn)有厚而硬的一次氧化鐵皮，如果不被清除干凈，就會(huì)在軋制時(shí)對(duì)成品表面質(zhì)量帶來(lái)不良影響，同時(shí)會(huì)對(duì)軋輥造成損傷。現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)存在板坯邊部一次氧化鐵皮難以去除的現(xiàn)象，軋制過(guò)程掉落下輥對(duì)軋輥輥面造成損傷形成輥印。

加熱溫度過(guò)高，加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，爐內(nèi)氣氛控制不當(dāng)。在加熱過(guò)程中,若出現(xiàn)上述情況的一種或數(shù)種,在出鋼軋制時(shí),氧化鐵皮便會(huì)粘在鋼坯、鋼板上,不容易被清除掉。氧化鐵皮的去除難易與鋼種表面生成的氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)有關(guān),每一個(gè)鋼種均有一最佳的加熱制度。[1]

1.3 軋輥冷卻水路的影響

我廠軋輥冷卻水分為上下工作輥冷卻和上下支承輥冷卻。下支承輥下工作輥冷卻如（圖二），從冷卻噴嘴方向上來(lái)看，下工作輥和下支承輥冷卻水的水流方向趨向工作輥和支承輥接觸點(diǎn)流動(dòng)，形成水幕，容易帶入一次氧化鐵、割渣等異物，通過(guò)工作輥與支承輥之間的碾壓造成軋輥損傷，形成輥印。

圖二　下輥系冷卻圖

1.4 軋輥硬度的影響

近年來(lái)中厚板的工作輥多采用無(wú)限冷硬鑄鐵軋輥。為了滿足耐熱性和耐磨性的要求，硬度要求在60～75HSD之間，當(dāng)把耐磨性作為重點(diǎn)考慮因素時(shí)，采用較高的硬度的軋輥；當(dāng)把耐熱性作為重點(diǎn)考慮因素時(shí)，采用較低硬度的軋輥。[2]

我廠工作輥采用的是高鎳鉻無(wú)限冷硬鑄鐵軋輥，主要考慮的是耐磨性要求，軋輥平均硬度在65～75HSD之間；經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)摸索如（表一），表明軋輥硬度直接影響到抗損傷能力的大小，隨著硬度的增加，軋輥所產(chǎn)生輥印的情況有所減輕。

1.5其他方面的影響

生產(chǎn)過(guò)程中，軋件在軋制過(guò)程存在異物軋入軋輥對(duì)軋輥造成損傷的現(xiàn)象，如：翹扣頭控制不當(dāng)拉絲，軋機(jī)本體螺栓等緊固件松動(dòng)掉落等等情況。

2.減輕軋輥輥印采取改進(jìn)措施

為了減輕軋輥輥印，我廠結(jié)合其他相近生產(chǎn)條件中厚板廠生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)就我廠生產(chǎn)實(shí)際采取以下措施：

2.1減少板坯的影響

2.1.1板坯割渣產(chǎn)生與板坯切割技術(shù)相關(guān)，可以通過(guò)提高切割技能和清理割渣水平并加強(qiáng)管理和檢查力度，板坯割渣是可以得到良好的控制；

2.1.2規(guī)程設(shè)置中考慮到成材率影響，建議單機(jī)架軋制應(yīng)盡可能減少小料預(yù)成型軋制，要求板坯切割斷面平整，減少局部凸點(diǎn)對(duì)軋輥造成的損傷。

2.1.3在除鱗箱時(shí)部分夾鐵可以自行掉落，但是大部分夾鐵在加熱過(guò)程中表面融化會(huì)和板坯粘連，可以在除鱗箱前后加裝板坯夾鐵去除裝置進(jìn)行去除，或者通過(guò)人工方法去除。

2.2減少加熱及除鱗質(zhì)量的影響

2.2.1通過(guò)對(duì)板坯加熱制度的優(yōu)化，提高板坯加熱質(zhì)量保證板坯溫度均勻的同時(shí)盡量減少氧化鐵皮的生成和保證氧化鐵皮易于去除。

2.2.2除鱗系統(tǒng)對(duì)減少板坯割渣和氧化鐵皮對(duì)軋輥輥面的損傷有著關(guān)鍵作用，除鱗效果好壞與系統(tǒng)壓力、流量和除鱗噴嘴據(jù)板坯距離及噴嘴角度、噴射角度有關(guān)，關(guān)鍵要保證其單位面積上的打擊力和覆蓋面。

最終目的保證除鱗干凈，對(duì)于因各種因素除鱗不盡的板坯進(jìn)行吊銷處理，杜絕和減少一次氧化鐵皮進(jìn)入軋輥，造成軋輥輥面損傷。

2.3減少軋輥冷卻水路的影響

2.3.1為了減少工作輥冷卻水帶入氧化鐵皮和異物進(jìn)入工作輥和支承輥之間，采用在下工作輥預(yù)裝加裝切水板的方式，即保證軋輥冷卻效果也可以保證有效抑制水流帶入異物進(jìn)入工作輥和支承輥之間，減少軋輥受損。

2.3.2對(duì)于下支承輥冷卻水流方向因素造成的影響，可以改變冷卻水噴射方向?yàn)橹С休佅虏炕蛘哧P(guān)閉下支承輥冷卻水的方式進(jìn)行解決；我廠通過(guò)關(guān)閉下支承輥冷卻水進(jìn)行測(cè)試，冷卻效果比關(guān)閉之前溫度提高了3～5℃，探傷結(jié)果正常，滿足冷卻要求。

2.4改進(jìn)軋輥材質(zhì)提高軋輥表面硬度

2.4.1提高軋輥硬度方面我廠采用的是改進(jìn)型高鉻鎳無(wú)限冷硬球墨鑄鐵工作輥，平均硬度提高到70～78HSD。實(shí)際使用下線后檢查表面凹坑現(xiàn)象大幅減少。

2.4.2因軋輥硬度提高其耐熱性相應(yīng)減弱，通過(guò)改進(jìn)軋輥冷卻噴嘴提高軋輥冷卻水量，從而保證軋輥冷卻效果，經(jīng)測(cè)試軋輥下線溫度在45℃～50℃，經(jīng)探傷表面微裂紋及軟點(diǎn)情況正常。

2.5其他方面的改進(jìn)措施

2.5.1在軋機(jī)集水罩加裝檔渣板、軋機(jī)前后加裝側(cè)噴水等措施，防止軋制過(guò)程機(jī)頂異物掉落鋼板表面損傷軋輥。

2.5.2通過(guò)相應(yīng)管理措施，通過(guò)操作改進(jìn)減少鋼板軋制過(guò)程產(chǎn)生的翹頭側(cè)彎拉絲現(xiàn)象；加強(qiáng)對(duì)軋機(jī)及其附屬設(shè)備日常清理檢查減少螺栓、焊條等異物掉落的可能，從而將軋輥受到的損傷減到最低。

2.5.3通過(guò)合理計(jì)劃排布將表面質(zhì)量要求較高的產(chǎn)品排在新工作輥上線前期軋制并限定塊數(shù)（每輪次50～70塊）。

3.結(jié)論

通過(guò)上述措施，軋輥損傷大幅度減少，軋輥表面凹坑現(xiàn)象得到很好緩解，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)對(duì)比，我廠生產(chǎn)鋼板表面亮斑（輥?。┐蠓葴p少，單付軋輥軋制合格品產(chǎn)量得到大幅度提高相比改進(jìn)前平均提高了近60塊。見(jiàn)表二；

表二　單付軋輥軋制合格鋼板改進(jìn)前后軋制塊數(shù)對(duì)比

4結(jié)束語(yǔ)

我廠通過(guò)上述措施有效的解決軋輥輥印造成的鋼板表面產(chǎn)生亮斑的現(xiàn)象，同時(shí)減少軋輥凹坑造成的軋輥消耗增加。在滿足客戶對(duì)我廠薄規(guī)格產(chǎn)品表面質(zhì)量的要求，有效的開(kāi)拓市場(chǎng)提高我公司中厚板產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

[1]《中厚板生產(chǎn)》 冶金工業(yè)出版社 孫本榮主編1995.6.

[2]《軋鋼機(jī)械》 冶金工業(yè)出版社 鄒家祥主編 2004.