高速線材表面結疤原因分析及消除措施

甘志濤， 王揚發， 鄭團星

（寶武集團廣東韶關鋼鐵有限公司， 廣東 韶關 512123）

結疤是線材盤條最常見的表面缺陷之一，通常定義為盤條表面與基體不完全緊密結合的點狀或片狀金屬層。盤條線材表面存在結疤缺陷，容易在下游工序的拉拔過程中造成鋼絲表面缺陷，導致鋼絲拉拔過程中在缺陷部位斷裂，或冷鍛時開裂，對于需要淬火熱處理的鋼絲，缺陷部位容易形成應力集中，導致淬火后斷裂。因此，盤條出現結疤時，在不能通過修磨、修剪等手段完全清除的情況下，只能降級使用或者判次判廢處理，導致結疤在線材的廢降品量比重很大。2017 年韶鋼線材由于結疤缺陷降級判廢占總表面缺陷降級判廢量的14.7%，是線材生產中需要重點控制的缺陷。

1 結疤的類型及產生的原因

所謂結疤指的是線材盤條表面上與本體粘合一頭或者不粘合的金屬層，一般呈舌狀，厚薄不均、大小不一。結疤的定義較為寬泛，是多種類型表面缺陷的統稱。缺陷的特征不同，其產生的原因也不同，盤條表面的結疤既有線材工序造成的，也有坯料的缺陷造成的[1]。目前寶武集團廣東韶關鋼鐵有限公司（以下簡稱韶鋼）高速線材在生產過程中通常見到的結疤主要有點狀結疤、塊狀結疤、鋸齒狀結疤等幾種類型。

1.1 點狀結疤

1）點狀彌散型細小結疤。線材盤條表面彌散分布著面積較小（0.5～2.0 mm2）的細小薄片，在盤條上分布無明顯規律，局部往往連續幾個點出現，用棉紗布擦拭略刮手，稍用力擦拭即脫落，無明顯深度。一般是由較輕的坯料表面清理不良（剝皮后存在較深溝痕、局部修磨過深、倒角有毛刺、角部過于尖銳等等）造成的，見圖1。

圖1 點狀彌散型細小結疤

2）點狀壓入結疤（呈方向性）。盤條在酸洗前難以發現，酸洗后呈點狀壓入性特征，大多具有方向性，拖有線狀尾部。盤條上通條分布。產生的原因為預精軋及前面道次的軋槽嚴重毛糙，經過后續較多道次軋制形成，見圖2。

圖2 方向性點狀壓入結疤

3）連續性點狀結疤。呈局部連續的點狀，缺陷部位一般有明顯銹點。將銹點擦拭后可見小的翹皮或凹坑。酸洗后缺陷部位有劃傷特征，并且通常是在某一條精軋線上連續出現。產生原因估計為軋制過程中張力不穩定等原因造成局部劃傷，經后續軋制形成，見下頁圖3。

圖3 連續性點狀結疤

1.2 塊狀結疤

1）塊狀無根結疤。片狀翹皮，黏附在盤條表面，與基體不相連，無根。產生原因為軋件的材質異常造成的掉皮落在軋制線的導槽等部位、軋件抖動或對中不良造成的拉刮絲等，在后續軋制過程中黏附在盤條表面，見圖4。

圖4 塊狀無根結疤

2）翹皮狀有根結疤。面積稍大（一般大于2 mm2）的片狀，翹起或緊貼于盤條表面，其中一側與基體相連。部分擦拭可脫落，有時要用力才能撕脫，留下片狀凹坑。產生原因可能：較嚴重的坯料表面清理不良（坯料表面結疤、凹坑、針孔等缺陷未清理干凈，倒角有毛刺、角部過于尖銳等等）；軋制過程中冷卻水控制不當，軋件表面局部激冷，產生裂層，見圖5。

圖5 翹皮狀有根結疤

3）周期性塊狀結疤。翹皮壓入性結疤，嚴重時不經酸洗即可發現。具有較明顯的周期性，盤條上通條分布，且結疤的外觀形貌和大小基本一致。一般是由軋輥嚴重橫裂、輥環掉肉、過鋼件孔洞形成的前面道次的凹坑、壓痕等缺陷經過后續軋制形成，見圖6。

圖6 周期性塊狀結疤

1.3 鋸齒狀結疤

鋸齒狀結疤。一側與基體相連，一側翹起或壓合在盤條表面，邊緣成連續鋸齒狀。產生原因可能：坯料表面裂縫、折疊等缺陷未清理干凈，經過多道次軋制延伸呈鋸齒狀；線材軋制過程中出現耳子、折疊缺陷或較深的劃傷，經過多道次軋制延伸呈鋸齒狀，見圖7。

圖7 鋸齒狀結疤

2 防止結疤產生的措施

2.1 坯料自身缺陷造成結疤的預防措施

由于坯料存在角部橫裂紋或縱裂紋或坯料表面上有小塊結疤等缺陷，在軋制過程隨著軋件的延伸在軋件表面呈點狀分布，形成通常所謂的小結疤；當坯料表面存在裂縫時，在軋制過程形成折疊，再經過后續多個道次軋制后，折疊頂部較薄的部分出現撕裂，呈鋸齒狀粘附在成品表面，形成通常所謂的鋸齒形結疤；當坯料面上或角部存在大塊無根結疤，經后續軋制被壓入軋件，形成通常所謂的塊狀無根結疤，若大塊結疤為有根的，形成通常所謂的塊狀有根結疤。坯料造成的結疤缺陷基本形貌特征為在盤條上分布的位置無規律、形貌不一致，這也是區別軋制結疤的重要依據。

通過以上分析可知，坯料的角部或表面裂紋、結疤等缺陷，會造成盤條表面結疤。因此，煉鋼工序通過穩定連鑄坯的拉速、降低鋼水的過熱度、提高鋼水質量及連鑄操作水平等措施，減少坯料的角部或表面裂紋、結疤等缺陷，是解決盤條表面結疤缺陷的有效手段之一[2]。

就線材工序而言，可以通過做好鋼坯入爐前的檢驗，降低盤條表面結疤缺陷的發生。檢驗人員需把肉眼可見的有翹皮、結疤、耳子、折疊、裂縫、夾雜、縮孔、氣囊、尾孔、重接等缺陷的坯料剔除，禁止入爐[3]。

2.2 軋制過程造成結疤的預防措施

在軋制過程中，由于軋槽表面掉肉，在軋件上造成凸塊，被后續軋機壓入軋件表面所致，此種結疤缺陷通常周期性分布；在軋制過程料型控制不佳，出現耳子和倒鋼后產生折疊或微裂紋進一步延伸而形成結疤；軋件在軋制過程中由于導衛對中不佳，料型控制不佳等發生拉絲、劃傷，也是形成結疤的重要原因[4]。

通過以上分析可知，在軋制過程中，槽面掉肉、料型控制不佳及軋制中心線不對中，均會造成盤條表面結疤。

1）改善槽面質量，制定合理的軋槽額定噸位，確保軋槽冷卻效果良好。

2）嚴格按標準化料型組織生產，并在生產過程中做到勤卡量、勤調整。

3）確保軋制中心線對中。利用年修期間，測量、校正整條產線的軋制中心線，并且在平時生產時，導衛、出口等過鋼通道的安裝需確保對中。這樣可以有效地控制盤條由于軋制原因造成的結疤缺陷。

另外，加熱時坯料局部過熱，坯料溫度不均勻，會造成晶粒的粗大，晶間結合力的下降，塑性降低，在軋制過程中很容易產生裂紋源，也會在成品形成結疤。因此，制定合理的坯料加熱制度，保證坯料加熱溫度的均勻性，也能很好地消除盤條成品表面的結疤缺陷。

3 結語

本文就韶鋼的高速線材盤條表面產生的結疤缺陷進行了分析、探討，并對如何消除其缺陷提出了看法。隨著國內高速線材產品比重越來越大，同時未來工業用盤條對盤條表面質量的要求越來越高，韶鋼必須促進產品質量的提高，才能得到用戶的認可、占領更大的市場份額。