熱軋帶鋼邊部缺口缺陷分析及改進

任超，劉小軍，郭勇，李孝明

（新疆八一鋼鐵有限公司）

1 前言

八鋼熱軋產線生產的品種覆蓋碳素結構鋼、優質碳素結構鋼、低合金高強度結構鋼、管線鋼、高耐候性結構鋼、汽車大梁用鋼、焊瓶鋼以及不銹鋼系列產品。熱軋產品對表面要求質量高，但每年熱軋產品由于帶鋼邊部缺口造成的降級改判時有發生，用戶也多次提出質量異議，嚴重影響了企業的形象，給企業造成了重大的經濟損失。熱軋帶鋼邊部缺口產生主要是因為熱軋板道設備在軋制過程中對帶鋼邊部造成的刮擦。文章對熱卷箱卷形、精軋區域側導板襯板和飛剪前導輪磨損以及側導板短行程控制方面對邊部缺口造成的影響進行分析，并介紹了改進優化措施，現場實施后取得了良好的效果。

2 邊部缺口缺陷的形貌及分析

熱軋帶鋼邊部缺口缺陷主要集中在厚度3.0mm、寬度1310mm以下，缺陷主要集中在距離帶鋼邊部30mm范圍、長度50～100mm，缺陷呈斷續分布，通常一塊帶鋼有一到兩處缺口。缺口呈“凹”形或者鋸齒狀，沿著軋件長度方向斷續分布。缺陷宏觀照片見圖1，通過調取缺陷鋼卷表面檢測儀圖譜，觀察缺陷形貌及位置信息對比實物缺陷。帶鋼表面檢測儀檢測的缺陷圖譜見圖2。

圖1 邊部缺口宏觀形貌

從缺口處的形貌可以看到缺口處沒有異物，露出了沒有氧化的新鮮發亮的界面，這也證實了該缺陷并非鋼質缺陷。如果是煉鋼的氧化物、硫化物以及保護渣等形成的缺陷在剝離后與帶鋼本體顏色不一樣[1]。同時在缺陷位置所在截面制成金相試樣，拋光態下進行金相觀察，裂紋內部明顯氧化鐵，裂紋周圍未見二次氧化現象，見圖3所示。將截面樣品經硝酸酒精浸蝕后進行組織觀察，裂紋周圍未見明顯程度脫碳現象，金相檢驗照片見圖4。

圖2 邊部缺口表面檢測儀圖譜

圖3 開裂位置截面拋光態金相形貌

圖4 開裂位置浸蝕態金相組織

從檢測分析結果可以看出，裂紋內部為氧化鐵，裂紋尾端周圍未見明顯二次氧化顆粒，裂紋兩側組織未見明顯程度脫碳現象，初步判斷該缺陷為軋制缺陷。同時缺口位置在帶鋼的傳動側和操作測均有發生。認為缺口的產生應該是由精軋區域的板道磨損超標引起，由于熱卷箱的鋼卷卷形不良以及工作輥道的磨損使得帶鋼在開卷過程中存在跑偏現象，帶鋼跑偏后在熱卷箱無芯移送過程中擠壓導板導致帶鋼邊部拉絲，形成帶入精軋機軋制延伸的宏觀形貌。為此對精軋熱卷箱和精軋板道點檢、工作輥道的磨損狀態以及精軋側導板的短行程控制等狀態進行跟蹤檢查。技術人員在熱卷箱保溫側導板、飛剪前導輪以及精軋側導板襯板處均發現了與帶鋼邊部刮擦后殘留的拉絲。同時也發現了精軋區域的板道有不同程度的磨損。

3 改進措施

3.1 熱卷箱卷曲和開卷不良以及控制措施

1750mm熱連軋產線熱卷箱設備位于粗軋機與精軋機之間,其作用是將中間坯卷取和開卷，用熱卷箱后可以減少中間帶坯的頭尾以及寬度方向的溫降,縮短粗軋至精軋之間距離和降低中間帶坯報廢的功能,從而提高產品質量和成材率。[2]熱卷箱在使用過程中經常出現卷形不良和開卷跑偏等異?，F象，卷形不良主要是松卷、蛋卷、面包卷等，在熱卷箱開卷過程中對帶鋼的邊部質量造成影響。

熱軋技術人員測量了熱卷箱區域輥道的磨損情況，發現輥道均有不同程度磨損，大多數輥道磨損已經超過10mm的工藝要求范圍。表1為熱卷箱輥道磨損情況統計表。

表1 熱卷箱區域輥道磨損情況

為此，通過標定熱卷箱彎曲輥使實際測量值和顯示數值偏差小于2mm。檢查熱卷箱導板、恢復設備的功能精度、測量熱卷箱托卷輥水平度并進行調整，如將熱卷箱保溫側導板收縮時序調整到卷徑剩余950mm；同時制定了側導板的磨損標準和更換周期，要求熱卷箱區域輥道的輥徑磨損大于10mm或者上機使用時間大于2年必須進行更換。這些措施的實施大大改善了熱卷箱的卷形以及開卷跑偏情況。表2為1750mm熱軋熱卷箱功能精度管理項目標準。

3.2 側導板以及飛剪前導輪磨損的點檢維護

精軋機側導板作用是誘導軋件順利進入軋輥并保證軋件對中，飛剪前側導板導輪作用是保證帶鋼在熱卷箱開卷運行過程中的對中，防止帶鋼跑偏。技術人員通過檢查側導板襯板和飛剪前導輪的狀態發現側導板磨損嚴重，出現了帶鋼拉出的槽子，導輪由于工作環境復雜以及潤滑不良也出現了卡阻現象，帶鋼與導輪接觸過程中對導輪造成啃傷，圖5為側導板襯板和導輪的磨損圖片。

圖5 側導板襯板和導輪的磨損

表2 1750mm熱軋熱卷箱功能精度管理標準

更換精軋機側導板襯板以及飛剪前導輪之后，帶鋼邊部缺口的缺陷大大降低。技術人員通過認真分析事故原因，制定了板道點檢制度。板道點檢為日常點檢、異常點檢、計劃停車點檢和檢修點檢四類。其中生產大班負責日常點檢和異常點檢，作業區管理計劃停車點檢，檢修點檢由作業區管理，生產大班實施。日常點檢負責正常生產時板道點檢及停機40分鐘點檢內容。異常板道是指發生生產、設備故障時，為保證后續正常生產，對狀態恢復后重點檢查和確認的項目。計劃停車板道主要內容是指停車60分鐘以上或定修檢查落實的項目。表3為1750mm停車點檢內容。

表3 1750mm熱軋熱卷箱停車點檢內容

對飛剪前導輪采取強制潤滑和集中冷卻，大大延長了導輪的使用壽命，加強對生產班組人員培訓，要求生產班利用停車時間認真檢查側導板的磨損情況，輕微打磨，嚴重的及時更換。跟蹤表面檢測儀檢測結果，對發現類似缺陷必須及時進行檢查和整改。

3.3 側導板短行程控制優化

側導板短行程SSC控制系統將側導板開口度按帶鋼頭、中、尾三部分進行設定，實現側導板開口度多次擺位控制方法下，根據帶鋼跟蹤信號，側導板的開口度設定值需隨帶鋼軋制的不同位置而變化：防止帶鋼在軋制過程中發生跑偏，有效控制板形調整。

根據帶鋼跟蹤信號，側導板的開口度設定值需隨帶鋼軋制的不同位置而變化：（1）帶鋼進入軋機前，側導板開口度為帶鋼實際寬度加人工修正值a；（2）帶鋼頭進入軋機后，側導板開口度為帶鋼實際寬度加人工修正值b；（3）帶鋼尾快離開軋機時，側導板開口度為帶鋼實際寬度加人工修正值c。修正值“a、b、c”在L1控制程序中編制固化保持不變。通過在側導板KMI畫面SSC Offset Head、SSC Offset Body和SSC Offset Tail。操作工根據生產現場的實際情況對側導板的開口度（傳動側與操作側）通過HMI鍵入合適的修正量，保證了帶鋼軋制的穩定性[3]。側導板短行程控制方案的優化，減少了帶鋼的跑偏軋爛，控制了帶鋼沿軸向竄動，同時帶鋼的邊部缺口缺陷也得到了有效控制。

4 結語

針對熱軋帶鋼邊部缺口出現的問題，通過調整熱卷箱保溫側導板收縮時序、延長飛剪前導輪的使用壽命，規范了設備的點檢標準和功能精度管理，同時優化精軋機側導板短行程控制。熱軋板帶鋼邊部缺口的質量封鎖率由0.36%降低到目前的0.05%。目前帶鋼邊部缺口缺陷得到了有效控制，創造了可觀的經濟效益。

[1]楊志爭，李廣強，等.SS400熱軋板結疤缺陷的成因分析[J].武漢科技大學學報，2008,31(6):610～612.

[2]焦景民.熱卷箱技術在熱連軋帶鋼廠的應用[J].軋鋼,1997,(3):28～32．

[3]張智，李鑫.熱軋精軋側導板控制方法的改進[J].新疆鋼鐵，2010，（3）.