劉寧

（濟(jì)鋼集團(tuán)有限公司用戶應(yīng)用技術(shù)中心，山東濟(jì)南 250101）

高表面質(zhì)量無缺陷鋼板的試制

劉寧

（濟(jì)鋼集團(tuán)有限公司用戶應(yīng)用技術(shù)中心，山東濟(jì)南 250101）

通過對(duì)煉鋼、軋鋼等工序進(jìn)行優(yōu)化，顯著提高了鋼板質(zhì)量，有效防止了鋼板中心偏析和夾雜的產(chǎn)生，杜絕了氧化鐵皮類缺陷和各類磕碰劃傷缺陷，通過合理的預(yù)處理方案的實(shí)施，成功試制了高表面質(zhì)量無缺陷鋼板，滿足了客戶的使用要求。

鋼板；高表面質(zhì)量；表面缺陷；工藝環(huán)節(jié)

1 前言

鋼板經(jīng)過冶煉軋制和運(yùn)輸環(huán)節(jié)總是存在一定程度表面質(zhì)量缺陷，導(dǎo)致客戶在產(chǎn)品使用前需要進(jìn)行重復(fù)性預(yù)處理，從而增加了成本，延長(zhǎng)了工期。在工程機(jī)械制造領(lǐng)域，近些年工程機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量差異化逐漸代替了品種差異化，制造商對(duì)鋼板產(chǎn)品的質(zhì)量特別是外觀質(zhì)量提出了更高的要求，高表面質(zhì)量無缺陷鋼板的試制應(yīng)運(yùn)而生。山鋼股份濟(jì)南分公司根據(jù)客戶要求，針對(duì)冶煉、鋼軋和運(yùn)輸工序，科學(xué)優(yōu)化工藝，嚴(yán)控過程質(zhì)量，成功試制了高表面質(zhì)量無缺陷鋼板，在生產(chǎn)中得到了推廣和應(yīng)用，獲得了用戶的好評(píng)。

2 鋼板成分和生產(chǎn)工藝流程

高表面質(zhì)量無缺陷鋼板的主要成分見表1。

表1 高表面質(zhì)量無缺陷鋼板主要成分%

鋼板生產(chǎn)工藝流程：鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐冶煉→脫氧合金化→精煉→真空處理→連鑄→清理和低倍檢驗(yàn)→鋼坯加熱→軋制→空冷→表面檢查→切割取樣→檢驗(yàn)入庫(kù)。

3 各工藝環(huán)節(jié)對(duì)鋼板質(zhì)量的影響

常見鋼板表面缺陷類型。對(duì)于鋼板，高表面質(zhì)量包括無肉眼可見缺陷和平直度良好兩大主要指標(biāo)。板材生產(chǎn)中常見表面缺陷有瓢曲、麻坑、花斑、裂紋、劃傷、壓痕等。

3.1 煉鋼環(huán)節(jié)對(duì)鋼板質(zhì)量的影響

煉鋼環(huán)節(jié)易出現(xiàn)的缺陷主要為夾雜和裂紋。夾雜缺陷在鋼板表面顯現(xiàn)成為表面質(zhì)量缺陷。在鋼種的成分設(shè)計(jì)上，在保證材料強(qiáng)度的前提下要考慮到盡量降低鋼中碳和硫的含量，以減少鋼中夾雜和減輕鋼坯中心偏析的程度。隨鋼中碳和硫的含量的降低，鋼板內(nèi)應(yīng)力減少和消除，可有效改善鋼板平直度，防止鋼板出現(xiàn)瓢曲；降低鋼中硅、錳的含量，可以有效抑制鋼板氧化鐵皮的生成［1］；在連鑄工序，合理控制鑄機(jī)拉速，速度一般控制在1.5 m/min以內(nèi)；通過穩(wěn)定生產(chǎn)節(jié)奏，保障結(jié)晶器水冷均勻［2］；連鑄坯頭尾坯要切除，混澆坯按低級(jí)別鋼中改判處理，規(guī)避拉速不穩(wěn)定區(qū)域以免出現(xiàn)鋼板質(zhì)量波動(dòng)；板坯檢查過程中，特別是要對(duì)表面裂紋清理干凈，防止軋制工序鋼板出現(xiàn)橫向裂紋。

3.2 鋼軋環(huán)節(jié)對(duì)鋼板質(zhì)量的影響

1）加熱爐燒鋼對(duì)氧化鐵皮生成的影響與措施。鋼軋環(huán)節(jié)易出現(xiàn)氧化鐵皮類缺陷和表面劃傷。氧化鐵皮類缺陷主要在燒鋼和軋制工序出現(xiàn)，缺陷主要有初生氧化鐵皮（一次）花紋、再生氧化鐵皮（二次）花紋和麻坑。加熱爐燒鋼制度需要優(yōu)化，防止出現(xiàn)爐內(nèi)負(fù)壓冷風(fēng)進(jìn)入，一般煤氣熱值選擇中高穩(wěn)定狀態(tài)，均熱溫度控制在1 250～1 280℃，保溫溫度控制在1 080～1 120℃，出鋼溫度控制在1 050 ～1 120℃，鋼坯不要放在爐頭位置。在爐時(shí)間不能過長(zhǎng)，紅送在爐時(shí)間不超過50 min，板坯上表面加熱溫度要比下表面溫度高20～50℃，尾部溫度要比頭部溫度高20～50℃，保證加熱均勻［3］。

2）工作輥軋制對(duì)鋼板表面質(zhì)量影響與控制。軋制過程選擇合適的輥期，磨削后的軋輥在初次上機(jī)軋鋼時(shí)易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，在軋制過程中輥面生成氧化薄膜。在氧化膜形成初期進(jìn)行軋制，能有效提高鋼板表面質(zhì)量，一般生產(chǎn)過程中選擇500～800 t產(chǎn)量后進(jìn)行鋼板軋制，此時(shí)輥面氧化膜建立［4］，軋輥處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。避免軋輥輥期末期進(jìn)行鋼板軋制，此時(shí)輥面氧化膜脫落容易造成脫落壓入，輥面粗糙，不利于高表面質(zhì)量鋼板的生產(chǎn)。

3）高壓水除鱗系統(tǒng)的調(diào)整與優(yōu)化。高壓水除鱗是直接有效去除鋼板氧化鐵皮的主要手段。生產(chǎn)中，水壓一般不得低于18 MPa，生產(chǎn)前進(jìn)行除鱗設(shè)備維護(hù)和打擊力試驗(yàn)，確保噴嘴暢通無堵塞、無碰撞，角度在30°±5°范圍內(nèi)，旋轉(zhuǎn)角度15°± 2°，噴射重疊量5～10 mm，噴嘴距鋼板約200 mm，確保除鱗效果良好［5］。軋制除鱗道次為3～5道次，實(shí)際按除鱗效果進(jìn)行控制。需要關(guān)注的是生產(chǎn)節(jié)奏較快時(shí)會(huì)出現(xiàn)多點(diǎn)除鱗，此時(shí)要特別關(guān)注水壓，合理控制軋制節(jié)奏，保證各點(diǎn)除鱗效果。

3.4 矯直和精整工序鋼板表面質(zhì)量的控制

矯直和精整工序鋼板表面易出現(xiàn)劃傷類缺陷。生產(chǎn)線進(jìn)行輥道點(diǎn)檢，確認(rèn)無死輥和自由輥，清潔輥面，確保輥面無毛刺壓痕突起。輥道運(yùn)輸加速度適當(dāng)降低，防止出現(xiàn)鋼板打滑造成表面劃傷。剪切設(shè)備與運(yùn)輸輥道同步，特別是對(duì)于鋼板下表面要進(jìn)行特別檢查，在經(jīng)過切頭剪、雙邊剪和定尺剪等眾多設(shè)備后，容易出現(xiàn)批量鋼板下表面劃傷。

3.5 預(yù)處理工序鋼板質(zhì)量控制

鋼板通過拋丸徹底清除鋼板表面強(qiáng)化鐵皮，通過丸粒撞擊產(chǎn)生鋼板表面硬化層，強(qiáng)化鋼板表面硬度。丸粒一般采用鑄鋼材質(zhì)，直徑一般選擇1.5 mm。對(duì)于生產(chǎn)中出現(xiàn)的一次氧化鐵皮花斑類缺陷，往往在基板上很難發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過拋丸工序，氧化鐵皮被清除后鋼板出現(xiàn)花紋后才能被發(fā)現(xiàn)。鋼板表面質(zhì)量等級(jí)為Sa2.5，鋼板表面涂層選用無機(jī)硅酸鋅底漆，底漆不但要有良好的防腐蝕功能，還要通過焊接測(cè)試評(píng)定，不影響后期加工使用。

3.6 吊裝物流對(duì)鋼板表面質(zhì)量的影響

鋼板吊裝，設(shè)計(jì)配套相應(yīng)的吊裝工具，掛鉤和磁盤均要增設(shè)膠皮墊，防止出現(xiàn)吊具與鋼板剮蹭碰撞出現(xiàn)壓痕，拋丸后每張鋼板之間用膠皮墊分隔，防止運(yùn)輸過程出現(xiàn)磨蹭。拋丸噴漆后的鋼板應(yīng)放置于干燥處并盡快使用，防止出現(xiàn)銹跡。

4 結(jié)語

高表面質(zhì)量要求無缺陷鋼板的試制，省去了用戶另外委托拋丸噴漆的工序，鋼板表面質(zhì)量較高，可直接加工使用，縮短了鋼板使用的工序流轉(zhuǎn)，有效避免了鋼板倒運(yùn)過程對(duì)鋼板表面質(zhì)量的二次影響，節(jié)省了成本，保障了質(zhì)量。通過用戶試用，高表面質(zhì)量無缺陷鋼板的質(zhì)量得到了認(rèn)可，目前已進(jìn)入批量生產(chǎn)階段。

［1］陳永利，查顯文，陳禮清.熱軋中厚板氧化鐵皮控制技術(shù)［J］.東北大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版，2011（7）：960-963.

［2］李廣艷.連鑄坯內(nèi)部裂紋產(chǎn)生的主要原因及解決措施［J］.山東冶金，2014，36（2）：40-43.

［3］蘆永忠.氧化鐵皮對(duì)帶鋼表面質(zhì)量的影響及控制［J］.科技風(fēng)，2009（20）：198-202.

［4］甄同勛.工作輥表面氧化膜剝落的原因及預(yù)防［J］.河北冶金，2013（7）：39-40.

［5］李卷霞，吳倩.中厚板高壓水除鱗效果及節(jié)能影響因素分析［J］.寬厚板，2013，19（1）：44-48.

Trial-manufacture for High Surface Quality and Indefectible Steel Plate

LIU Ning
（The Customer Application Technology Center of Jinan Iron and Steel Group Corporation,Jinan 250101,China）

By the optimization of steelmaking and plate rolling,the quality of plate is improved evidently.The central segregation and inclusions are prevented.The knocking,scuffing and oxide scales are decreased.By the appropriate pretreatment,the high surface quality and indefectible plates are trial-produced successfully which can satisfy the customer requirements.

steel plate;surface quality;surface defect;technological link

TG335.5

A

1004-4620（2017）02-0051-02

2016-06-06

劉寧，男，1982年生，2008年畢業(yè)于昆明理工大學(xué)材料學(xué)專業(yè)?，F(xiàn)為濟(jì)鋼技術(shù)中心工程師，從事新產(chǎn)品研發(fā)推廣工作。