熱軋帶鋼異物壓入缺陷分析及改進措施

供稿|王鵬建 / WANG Peng-jian

內容導讀

本文介紹了寶鋼1580 mm熱軋異物壓入典型形貌及分布特征，分析了異物壓入的五種成因：手清坯遺留的生根毛刺引起的帶鋼兩側掉落和軋入；咬鋼和甩尾時的振動引起的銹蝕和異物的掉落和卷入；帶鋼頭部的翹起或反面的擠壓造成的卷入；帶鋼與側導板的接觸形成的鐵屑卷入；WR冷卻水造成的異物卷入。制定了鋼種替代、設備點檢、重點清洗改進等措施，降低了異物壓入缺陷發生率和冷軋孔洞發生率，提高了帶鋼表面質量。

寶鋼1580 mm熱軋自1996年投產以來，隨著薄規格(厚度2.01 mm及以下)鍍錫板等產品生產比例的提高，異物壓入類缺陷逐漸升高，下游工序冷軋發生孔洞缺陷及返修率同步上升，隨著冷軋孔洞儀、酸洗表面缺陷儀和熱軋表面檢測等在線檢測手段的不斷完善，發現熱軋卷異物壓入缺陷是導致冷軋孔洞的原因之一[1-3]。因此在熱軋生產過程中必須控制異物壓入缺陷的發生，這對熱軋生產提出更高的質量控制要求[4-5]。

異物壓入缺陷

異物壓入缺陷典型形貌

1580熱軋異物壓入缺陷典型形貌主要有如圖1所示的四種。前三種缺陷如程度較重，則后續工序產生孔洞缺陷的風險較大。圖1(a)所示缺陷為帶鋼局部凹陷但幾乎沒有延伸，凹陷中可以看到黑褐狀的異物。該典型異物壓入主要是F6～F7之間的機架上落下的異物(氧化鐵皮或鐵粉的塊狀物)在軋鋼過程咬入造成的。圖1(b)所示缺陷為異物附著，但因熱卷沒有凹陷，又幾乎未被壓下，后續工序發生孔洞的風險較低。該典型異物壓入主要是在精軋后的HRT(熱輸出輥道)和卷取PR(夾送輥)周圍因異物落下壓入造成的。圖1(c)所示缺陷為鐵屑壓入，熱軋卷取SG(側導板)周邊發生頻率較高。該典型異物壓入主要是熱卷從卷取SG槽逸出時邊部遭切割但又未被卷取而殘留在周邊的切削屑，如被卷取的話，就會發生異物壓入缺陷。圖1(d)所示缺陷在熱卷上面積較小，深度較淺，主要是在精軋后機架和卷取附近較小的腐蝕物落下后壓入造成的。

圖 1 異物壓入缺陷典型形貌

異物壓入缺陷分布

據統計，熱軋帶鋼頭、尾部的異物壓入概率占壓倒性的多數，異物壓入缺陷不僅僅主要發生在熱軋卷的上表面，而且在下表面同樣存在較多的分布。

異物壓入的成因分析

手清坯遺留的生根毛刺引起的帶鋼兩側掉落和軋入

部分板坯為防止軋制時產生裂紋，故需要手工清理并倒角，理論上，手工清理熱軋坯(簡稱手清坯)的表面質量不會像未清理坯的表面一樣光滑，板坯檢查能夠消除一些大的可見缺陷，如大面積的生根毛刺拔除，但仍有部分缺陷遺留，熱軋加熱過程不能完全燒除，在軋制過程掉落在鋼卷表面兩側且還有很多小的鐵屑由于目前檢測能力不足從而形成異物壓入、掉肉等缺陷，此類熱卷帶缺陷冷軋軋制產生孔洞缺陷風險較高。

咬鋼和甩尾時的振動引起的銹蝕和異物的掉落和卷入

帶鋼軋制時在軋機咬鋼或甩尾時的沖擊引起的振動，造成軋機上部結構(配管、軟管、橫梁等)掉落異物(氧化鐵皮、鐵粉的塊狀物)后軋入形成異物壓入缺陷；卷取的PR也有可能發生同樣的情況。

帶鋼頭部的翹起或反面的擠壓造成的卷入

在帶鋼表面的異物可能會被卷入到后續板中；未掉落在板上的異物殘留在活套或側導底板等軋制線附近時，被后續的通板材頭部翹起卷入或擠壓在通板材反面形成異物壓入缺陷。

帶鋼與側導板的接觸形成的鐵屑卷入

帶鋼在與軋機或卷取PR前的側導板接觸時，帶鋼邊部被切削的碎片作為異物掉在板上或黏附在側導板上的異物脫落掉到板上形成異物壓入缺陷。尤其是卷取PR前的側導板如壓得過緊，側導板磨損過深形成磨損鐵屑，一旦脫離深溝，形狀像切削屑的異物就很容易掉落板上并被壓入。

WR(工作輥)冷卻水造成的異物卷入

WR冷卻水混雜異物或冷卻水一邊卷入周圍殘存的異物，一邊壓入帶鋼表面形成異物壓入缺陷。這也是帶鋼上下表面均出現異物壓入的原因之一。

改進措施及實施效果

通過以上的分析，確定帶鋼異物壓入缺陷主要由以上五方面原因導致，針對這些原因制定了相應的控制措施。

減少手清坯生產量，加大不清坯替代量

降低因板坯手清質量不良導致的熱軋異物壓入、鐵屑壓入等缺陷造成的孔洞缺陷，對T5料(鍍錫板)采用不清坯替代手清坯。

按工序開展設備點檢

當有異物壓入缺陷情況發生或冷軋廠傳來信息證明其有上升趨勢時，按工序開展設備點檢，如表1。

按工序開展設備日常清洗點檢

關于清洗與點檢相同也沒有制定標準，但隨著異物壓入缺陷有增加傾向而制定的清掃計劃中，應采用高壓清洗機進行大規模的清掃，按工序開展設備日常清洗點檢時機見表2。

表 1 熱軋生產各工序開展點檢的設備

表 2 高壓清洗機進行大規模清掃的日常清洗點檢時機

按工序實施重點清洗區域：粗軋、精軋區域見表3；精軋后儀表區域見表4；HRT冷卻水箱及卷取機見表5。

措施及效果

(1)采用熱送熱裝不清坯替代手清坯后，熱軋異物/鐵屑壓入等缺陷呈顯著降低趨勢。

(2)表6為粗軋、精軋、卷取清洗前后的對比，清洗、點檢盡管不能將異物壓入缺陷徹底消除，但相對清洗、點檢不足而言，清洗、點檢后在生產過程中能夠將掉落在帶鋼上的異物和鐵皮灰及時吹掃掉，減少了異物壓入帶鋼表面的可能。

(3)在管理上，增加異物壓入評判標準；在設備改造上，卷取機前增加頭部頂吹水，以減少異物壓入帶鋼表面的可能。

結束語

1580熱軋異物壓入主要成因是手清坯遺留的生根毛刺引起的帶鋼兩側掉落和軋入、咬鋼和甩尾時的振動引起的銹蝕和異物的掉落和卷入、帶鋼頭部的翹起或反面的擠壓造成的卷入、帶鋼與側導板的接觸形成的鐵屑卷入、WR冷卻水造成的異物卷入五方面。針對性地制定了鋼種替代、設備點檢、清潔生產等措施，降低了異物壓入缺陷發生率和冷軋孔洞發生率，提高了帶鋼表面質量。

表 3 粗軋、精軋重點清洗區域

表 4 重點清洗的精軋后儀表區域

表 5 HRT冷卻水箱及卷取機重點清洗區域

表 6 各工序清洗前后的對比