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        關(guān)于熱軋帶鋼生產(chǎn)過程中常見質(zhì)量問題的分析

        2021-03-08 04:00:08黃治東
        中國金屬通報(bào) 2021年24期
        關(guān)鍵詞:板坯壓痕軋輥

        黃治東

        (萊蕪鋼鐵集團(tuán)銀山型鋼有限公司板帶廠,山東 濟(jì)南 271104)

        隨著工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展,對于生產(chǎn)材料的質(zhì)量要求愈加嚴(yán)格,這已經(jīng)成為了提升產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵途徑。而熱軋帶鋼作為當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛的鋼材料之一,不論是在生產(chǎn)設(shè)備制造還是在工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中,熱軋帶鋼都具有重要應(yīng)用價(jià)值。因此,對于熱軋帶鋼生產(chǎn)質(zhì)量的提升,就成為了當(dāng)前鋼材料生產(chǎn)企業(yè)的重要任務(wù),需要根據(jù)熱軋帶鋼生產(chǎn)實(shí)際,對生產(chǎn)中的常見質(zhì)量問題加以解決。

        1 熱軋帶鋼概論

        1.1 材料簡介

        熱軋帶鋼一般主要指的是材料基礎(chǔ)厚度為1mm~20mm的鋼帶卷,并且基礎(chǔ)寬度為600mm~2000mm。其中熱軋帶鋼能夠直接作為鋼板使用,同樣可以為狗也生產(chǎn)作為基礎(chǔ)胚料。為此改材料被廣泛的使用在汽車生產(chǎn)、電機(jī)設(shè)備、化工行業(yè)以及造船等相關(guān)管理部門,同樣能夠作為冷軋、焊管、冷彎型鋼材生產(chǎn)的基礎(chǔ)胚料。

        帶鋼熱連軋機(jī)在實(shí)施過程中是生產(chǎn)熱軋帶鋼的主要設(shè)備和儀器,所以普遍具備生產(chǎn)效率相對較高、基礎(chǔ)生產(chǎn)數(shù)量較高、生產(chǎn)質(zhì)量較高等技術(shù)優(yōu)勢。除此之外,熱軋帶鋼按照產(chǎn)品的基礎(chǔ)寬度以及生產(chǎn)技術(shù)工藝四種方式。比如:寬帶鋼熱連軋模式、寬帶鋼可逆式熱軋模式、窄帶鋼熱連軋模式以及行星軋機(jī)熱軋帶鋼模式。

        1.2 技術(shù)需求

        熱軋帶鋼的坯料一般為連鑄板坯或初軋板坯,化學(xué)成分、尺寸公差、彎曲度和端部形狀應(yīng)符合要求,對于冷裝的坯料應(yīng)進(jìn)行檢查,對于熱裝的坯料應(yīng)提供無缺陷坯,即表面不得有肉眼可見的缺陷,內(nèi)部不應(yīng)有縮孔、疏松和偏析等。

        1.2.1 尺寸精度要求高

        尺寸精度主要是厚度精度,因?yàn)樗粌H影響到使用性能及連續(xù)自動(dòng)沖壓后步工序,而且在生產(chǎn)中的控制難度最大。此外,厚度偏差對節(jié)約金屬影響也很大。加熱主要控制加熱溫度、時(shí)間、速度和溫度制度(包括預(yù)熱段、加熱段和均熱段溫度)。防止出現(xiàn)過熱、過燒、氧化、脫碳或黏鋼等現(xiàn)象。最好采用步進(jìn)式加熱爐,對表面質(zhì)量有利。

        1.2.2 板形要好

        板形要平坦,無浪形瓢曲才好使用。但是由于板、帶鋼既寬且薄,對不均勻變形的敏感性又特別大,所以要保持良好的板形就很不容易。板、帶越薄,其不均勻變形的敏感性越大,保持良好板形的難度也就越大。顯然,板形的不良來源于變形的不均勻,而變形的不均又往往導(dǎo)致厚度的不均。因此,板形的好壞往往與厚度精確度也有著直接的關(guān)系。

        1.2.3 表面質(zhì)量要好

        板、帶鋼是單位體積的表面積最大的一種鋼材,又多用作外圍構(gòu)件,必須保證表面的質(zhì)量。表面缺陷不僅損害板制件的外觀,而且往往敗壞性能或成為產(chǎn)生破裂和銹蝕的策源地,成為應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)。性能要好。板、帶鋼的性能要求主要包括力學(xué)性能、工藝性能和某些鋼板的特殊物理或化學(xué)性能。一般結(jié)構(gòu)鋼板只要求具備較好的工藝性能,例如冷彎和焊接性能等,而對力學(xué)性能的要求不很嚴(yán)格。

        1.3 生產(chǎn)工藝

        熱軋帶鋼的坯料一般為連鑄板坯或初軋板坯,化學(xué)成分、尺寸公差、彎曲度和端部形狀應(yīng)符合要求,對于冷裝的坯料應(yīng)進(jìn)行檢查,對于熱裝的坯料應(yīng)提供無缺陷坯,即表面不得有肉眼可見的缺陷,內(nèi)部不應(yīng)有縮孔、疏松和偏析等。

        加熱主要控制加熱溫度、時(shí)間、速度和溫度制度(包括預(yù)熱段、加熱段和均熱段溫度)。防止出現(xiàn)過熱、過燒、氧化、脫碳或黏鋼等現(xiàn)象。最好采用步進(jìn)式加熱爐,對表面質(zhì)量有利。

        除鱗的裝置有平輥除鱗機(jī)、立輥除鱗機(jī)和高壓水除鱗箱。廣泛采用的是經(jīng)立輥軋邊后,再用高壓水(10MPa~15MPa)去除氧化鐵皮。

        粗軋的作用是壓縮和延伸坯料,向精軋?zhí)峁┏叽绾桶逍畏弦蟮呐髁?。在粗軋過程中應(yīng)按設(shè)定的各道次壓下量和速度進(jìn)行控制,盡可能提高粗軋機(jī)組的出坯溫度,并保證粗軋坯的厚度和寬度。為了縮短機(jī)架之間的距離,粗軋機(jī)組最后兩架采用連續(xù)式布置。

        精軋是按軋制規(guī)程規(guī)定各機(jī)架的壓下量、軋制溫度、速度進(jìn)行軋制。一般是按秒流量相等或恒張力模式進(jìn)行控制。采用液壓或電動(dòng)AGC控制厚度,軋制過程的溫度控制包括終軋溫度和頭尾溫差控制。為了控制板形,采用輥型和預(yù)彎輥裝置,保證鋼帶的橫向厚度差。

        精軋后鋼帶溫度為900℃~950℃,必須在幾秒鐘內(nèi)冷卻到600℃~650℃才能卷取。一般采用層流冷卻和水幕冷卻。層流冷卻是采用低水壓大水量冷卻,根據(jù)帶鋼厚度和終軋溫度自動(dòng)調(diào)整水量。水幕冷卻的帶鋼橫向冷卻均勻、冷卻速度快且冷卻能力高。為了保證熱軋帶鋼的組織和性能符合要求,軋后必須在較低的溫度和較高的速度下進(jìn)行卷取,卷取溫度一般在500℃~650℃。卷取溫度過高,晶粒粗大。

        2 熱軋帶鋼生產(chǎn)工藝流程分析

        某鋼廠在國內(nèi)鋼材料供應(yīng)中占有重要地位,隨著近年來工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展以及工業(yè)自動(dòng)化建設(shè)腳步的不斷推進(jìn),生產(chǎn)設(shè)備制造以及鋼制品生產(chǎn)中對于熱軋帶鋼的生產(chǎn)質(zhì)量要求愈加嚴(yán)格。但是在該鋼廠的熱軋帶鋼生產(chǎn)中,由于各方面原因?qū)е铝藷彳堜搸a(chǎn)質(zhì)量問題的產(chǎn)生,給該企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展帶來了嚴(yán)重的不利影響。隨著鋼材市場消費(fèi)者對于熱軋鋼帶生產(chǎn)質(zhì)量要求的不斷提升,為進(jìn)一步推動(dòng)企業(yè)發(fā)展,該鋼廠對現(xiàn)有的熱軋帶鋼生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行了深入分析,以分析熱軋帶鋼生產(chǎn)中的常見質(zhì)量問題以及問題的產(chǎn)生原因,并未施工質(zhì)量問題的解決奠定基礎(chǔ)?,F(xiàn)階段該鋼廠熱軋帶鋼生產(chǎn)工藝流程主要包含以下方面:

        在該鋼廠的生產(chǎn)工作開展中,以兩流連鑄機(jī)是來對熱軋帶鋼的板坯進(jìn)行加熱處理,需要將板坯加熱到1150℃以上,并要保證板坯的溫度不高于1250℃,在板坯出爐后,需要使用高壓水對板坯進(jìn)行除鱗,以避免板坯上出現(xiàn)爐生氧化鐵皮而影響板坯的質(zhì)量。然后以可逆粗軋機(jī)對板坯進(jìn)行1次~7次的軋制處理后送入熱卷箱,開卷后經(jīng)過飛剪切頭尾,然后以7臺(tái)精軋機(jī)組對飛剪切的板坯進(jìn)行是精軋。精軋后對形成的熱軋帶鋼材料進(jìn)行冷卻處理,需要在其輸出軌道上進(jìn)行,通過層流冷卻裝置的使用,使帶鋼能夠達(dá)到卷取處理的工藝溫度要求,然后對帶鋼進(jìn)行卷取處理,完成后需要對帶鋼進(jìn)行稱重、標(biāo)號(hào)等標(biāo)識(shí)流程,然后濟(jì)進(jìn)行統(tǒng)一打捆,然后通過吊車和運(yùn)輸車,將加工完成的帶鋼運(yùn)送到倉庫進(jìn)行保存。熱軋帶鋼的具體具體工藝流程就包含了以下技術(shù)環(huán)節(jié):熱軋酸洗板卷→開卷→切頭尾→焊接→入口活套→改良森吉米爾法臥式退火爐→熱鍍鋅→鍍后冷卻→鋅層測厚儀→光整拉矯→鈍化處理→檢查臺(tái)→靜電涂油→卷取→稱重打包→成品入庫[1]。

        3 熱軋帶鋼生產(chǎn)過程中的常見質(zhì)量問題及其原因分析

        在熱軋帶鋼的生產(chǎn)過程中,往往會(huì)由于外界因素影響或者工藝問題而導(dǎo)致其質(zhì)量出現(xiàn)問題。而隨著當(dāng)前市場發(fā)展中消費(fèi)者對熱軋帶鋼質(zhì)量要求的不斷提升,就需要在熱軋帶鋼生產(chǎn)實(shí)踐中,注重對生產(chǎn)常見問題的解決,全面提升熱軋帶鋼的生產(chǎn)質(zhì)量。而當(dāng)前熱軋帶鋼生產(chǎn)過程中的常見問題及其問題產(chǎn)生的原因主要就包含以下方面:

        第一,裂紋問題。在熱軋帶鋼的生產(chǎn)實(shí)踐中,較為常見的問題之一就是鋼材表面的裂紋問題,如圖1所示。一般情況下,熱軋帶鋼的裂紋多以縱裂的形式出現(xiàn),裂紋的長度以及深度各異,會(huì)受多方面影響而發(fā)生改變,呈現(xiàn)為非品質(zhì)的較細(xì)暗線結(jié)構(gòu)。一旦熱軋帶鋼出現(xiàn)裂紋問題,就會(huì)對熱軋帶鋼的質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響,甚至導(dǎo)致熱軋帶鋼無法使用的情況出現(xiàn)[2]。而導(dǎo)致熱軋帶鋼加工中裂紋問題產(chǎn)生的主要原因就是由于板坯表面存在裂紋,生產(chǎn)過程中無法消除裂紋影響,導(dǎo)致熱軋帶鋼表面出現(xiàn)裂紋情況?;蛘哂捎阢~板表面存在缺陷,板坯的坯殼生長不夠均勻,無法滿足熱軋帶鋼加工的實(shí)際需求,保護(hù)渣性能無法達(dá)到相關(guān)于要求標(biāo)準(zhǔn),結(jié)晶器錐度與熱流控制不科學(xué),也會(huì)導(dǎo)致熱軋帶鋼裂紋情況的產(chǎn)生。

        圖1 熱軋帶鋼裂紋問題

        第二,斑痕問題。斑痕問題也是熱軋帶鋼生產(chǎn)過程中常見的質(zhì)量問題之一,會(huì)在帶鋼表面形成小斑點(diǎn)、大塊斑痕或者帶狀條紋,并且以不規(guī)則形式在帶鋼表面分布,甚至造成熱軋帶鋼表面出現(xiàn)粗糙麻點(diǎn),如圖二所示。而導(dǎo)致熱軋帶鋼生產(chǎn)過程中斑痕問題出現(xiàn)的主要原因就是由于氧化鐵皮壓入造成的。并且在熱軋帶鋼生產(chǎn)的是實(shí)際過程中,不同次氧化鐵皮的壓入也會(huì)導(dǎo)致熱軋帶鋼表面的斑痕結(jié)構(gòu)有所差異。而這種情況出現(xiàn)的主要原因包含了幾個(gè)方面:①板坯在實(shí)際的加熱過程中加熱時(shí)間過長,其表面的氧化鐵皮過厚,一次氧化鐵皮沒有去除干凈,導(dǎo)致其在軋制過程中被壓入帶鋼表面。②除鱗水的水壓設(shè)置過低,在熱軋帶鋼的實(shí)際生產(chǎn)過程中存在除鱗不達(dá)要求標(biāo)準(zhǔn)的情況,或者存在噴嘴堵塞、老化或者掉嘴情況。③除鱗過程中工序流程不夠科學(xué),導(dǎo)致板坯頭尾除鱗不凈而造成斑點(diǎn)情況的出現(xiàn)。④在熱軋帶鋼加工中軋輥選擇不夠科學(xué),軋輥的噸位過高,導(dǎo)致熱軋帶鋼表面被磨損,而造成麻面問題[3]。⑤精軋側(cè)導(dǎo)板位置安裝不夠科學(xué),安裝位置過高,襯板磨損過度造成板帶出現(xiàn)氧化鐵皮被壓入的情況發(fā)生。

        圖2 熱軋帶鋼表面斑痕問題

        第三,壓痕問題。在熱軋帶鋼的生產(chǎn)過程中,其壓痕問題一般是在板卷表面以周期性分布的,壓痕形成的寬度和長度都較為固定,在熱軋帶鋼表面出現(xiàn)輕微凹陷或者凸起。而導(dǎo)致熱軋帶鋼壓痕問題出現(xiàn)的主要原因就是由于在其實(shí)際生產(chǎn)的軋鋼過程匯總難甩尾而導(dǎo)致輥面打傷以及軋件掉塊而造成的。同時(shí),軋輥或者夾送輥表面沾有異物也容易導(dǎo)致鋼表面出現(xiàn)壓痕問題,影響熱軋帶鋼的表面平整度,進(jìn)而導(dǎo)致熱軋帶鋼的生產(chǎn)質(zhì)量無法達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)。

        第四,隆起問題。熱軋帶鋼的隆起問題主要是針對帶材邊部位置,一般情況下會(huì)在該位置形成一條呈現(xiàn)為條狀的隆起,沿著帶材的軋向分布,并且會(huì)在帶鋼的上下表面同時(shí)存在,嚴(yán)重影響熱軋帶鋼的使用質(zhì)量。而導(dǎo)致熱軋帶鋼邊部隆起問題出現(xiàn)的主要原因就是由于工作輥、夾送輥或者助卷輥的局部位置存在磨損問題,導(dǎo)致帶鋼邊部受磨損間隙影響而出現(xiàn)隆起。因此,隆起問題也是當(dāng)前熱軋帶鋼生產(chǎn)過程中較為常見的質(zhì)量問題,要想提升熱軋帶鋼的生產(chǎn)質(zhì)量,就必須注重對隆起問題的解決與處理,避免因?yàn)闊彳垘т摰倪叢柯∑鸲斐蓭т摕o法使用。

        4 熱軋帶鋼生產(chǎn)過程中常見質(zhì)量問題的解決措施

        針對當(dāng)前熱軋帶鋼生產(chǎn)過程中常見相關(guān)質(zhì)量問題,要想進(jìn)一步提升熱軋帶鋼的生產(chǎn)質(zhì)量,保證鋼廠的經(jīng)濟(jì)效益,就必須根據(jù)其生產(chǎn)問題的產(chǎn)生原因落實(shí)相應(yīng)的解決措施,以此保證熱軋帶鋼的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)工藝流程的科學(xué),為新時(shí)期熱軋帶鋼的市場競爭發(fā)展奠定基礎(chǔ)與保障。針對當(dāng)前熱軋帶鋼生產(chǎn)過程中的常見問題,其解決措施主要包含以下方面:

        第一,裂紋問題的解決措施。裂紋作為影響熱軋帶鋼質(zhì)量的關(guān)鍵因素,在對熱軋帶鋼質(zhì)量問題處理的實(shí)際過程中,就需要對其問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行深入分析。根據(jù)上述文中對熱軋帶鋼生產(chǎn)過程中裂紋產(chǎn)生原因的分析,要想避免熱軋帶鋼生產(chǎn)中鑄坯縱裂問題的產(chǎn)生,就必須注重對連鑄工序設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng),避免其設(shè)備在生產(chǎn)中出現(xiàn)鍍層剝落的問題,并需要高度重視對保護(hù)渣使用體系的完善,并加強(qiáng)對分鋼種以及規(guī)格的錐度表及流場區(qū)域的摸索與研究,以此提升熱軋帶鋼的生產(chǎn)質(zhì)量。

        第二,斑紋問題的解決措施。斑痕問題作為影響熱軋帶鋼表面質(zhì)量的重要生產(chǎn)問題,在實(shí)際過程中,需要根據(jù)其出現(xiàn)的主要原因進(jìn)行問題的判斷并加以解決。實(shí)際過程中,要保證板坯的加熱時(shí)間科學(xué),避免板坯加熱時(shí)間過長而導(dǎo)致一次氧化鐵皮無法去除干凈。同時(shí),要根據(jù)熱軋帶鋼的生產(chǎn)工藝需求進(jìn)行除鱗水壓力的控制,比建立定期檢修計(jì)劃,對除鱗水噴頭狀況加以檢驗(yàn),避免出現(xiàn)掉嘴、噴嘴堵塞等情況[4]。并需要保證熱軋帶鋼生產(chǎn)加工中軋輥使用的科學(xué),避免軋輥噸位過高或過低,過高容易導(dǎo)致一次氧化鐵被壓入板坯而出現(xiàn)斑痕,過低又無法保證熱軋帶鋼的生產(chǎn)質(zhì)量。

        第三,壓痕問題的解決措施。熱軋帶鋼的壓痕主要是由于軋輥、夾送輥或者卷輥造成的。在對熱軋帶鋼生產(chǎn)中的壓痕問題進(jìn)行處理時(shí),就需要從這個(gè)角度落實(shí)解決措施。實(shí)際過程中,可以根據(jù)壓痕的大小以及面積進(jìn)行軋輥、夾送輥以及卷輥的磨損情況,如果磨損較輕,可對軋輥、夾送輥或者卷輥進(jìn)行修磨處理,如果壓痕較為嚴(yán)重,就需要對軋輥、夾送輥或者卷輥進(jìn)行更換處理。

        第四,隆起問題的解決措施。為避免熱軋帶鋼生產(chǎn)中隆起問題的產(chǎn)生,應(yīng)優(yōu)化軋輥凸度,加強(qiáng)軋輥的磨削精度和使用制度;加強(qiáng)水冷噴嘴的維護(hù),避免出現(xiàn)因噴嘴的堵塞、掉落等情況使軋輥出現(xiàn)不均勻磨損;同時(shí)也要及時(shí)打磨、更換助卷輥和夾送輥,避免磨損嚴(yán)重。

        5 結(jié)語

        綜上所述,現(xiàn)代市場發(fā)展中對于熱軋帶鋼的質(zhì)量要求愈加嚴(yán)格,要想保證熱軋帶鋼的生產(chǎn)質(zhì)量,就必須注重對其生產(chǎn)中常見問題及原因加以處理和分析,采用針對性的解決措施,全面提升熱軋帶鋼的生產(chǎn)質(zhì)量,以此推動(dòng)我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,提升鋼廠的經(jīng)濟(jì)效益,避免因?yàn)闊彳垘т撋a(chǎn)過程中的問題而影響其發(fā)展。

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