冷軋基料邊部裂口原因分析及控制措施

摘 要：某1 250 mm熱連軋生產線冷軋基料帶鋼邊部裂口缺陷影響下游冷軋客戶切邊，針對冷軋基料邊部裂口缺陷，從板坯質量、加熱工藝、設備精度方面進行排查，發現板坯角裂、過燒、加熱爐耐熱滑塊硌傷板坯角部、導衛襯板刮傷等是造成該缺陷的主要原因，通過逐步整改最終將缺陷率由原來的2.13%降至0.3%以內。

關鍵詞：冷軋基料；裂口；角裂；側導板；過燒；硌傷

ANALYSIS AND CONTROL MEASURES OF EDGE CRACKS IN COLD ROLLED BASE MATERIALS

Li Aibin Liang Guangcheng Zheng Yuhang

（Guangxi Shenglong Metallurgical Co.， Ltd. Fangchenggang 538000， China）

Abstract：The edge crack defect of the cold-rolled base material strip on a 1，250 mm hot rolling production line affects the cutting edge of downstream cold-rolled customers. In response to the edge crack defect of the cold-rolled base material， an investigation was conducted from the aspects of slab quality， heating process， and equipment accuracy. It was found that the main causes of the defect were slab corner cracks， overburning， damage to the corners of the heating furnace heat-resistant slider， and scratches on the guide lining plate. Through gradual rectification， the defect rate was ultimately reduced from the original 2.13% to within 0.3%.

Key words： cold-rolled base material; cracks; corner cracks; side guide plates; overburning; cutting damage

0 引 言

低碳SPHC和Q195熱軋鋼帶是目前產量較大、使用較為廣泛的冷軋用鋼板[1]，某1 250 mm熱軋帶鋼生產線Q195、SPHC鋼種占總生產量的80%以上，主要供下游客戶冷軋，冷軋客戶首先將帶鋼進行表面酸洗和切邊，再進行軋制加工，由3.0 mm厚度軋制成0.12～0.5 mm厚度。2019年8月開始，冷軋客戶陸續反饋鋼卷邊緣沿軋制方向的單側或兩側出現破裂，缺陷呈裂口狀。熱軋帶鋼邊部缺陷在冷軋切邊過程經常出現斷邊絲，嚴重影響生產效率，并多次以質量異議形式反饋給該廠，直接影響經濟效益和質量口碑。針對此問題，廠內成立攻關小組從板坯質量、加熱工藝、軋制工藝和設備精度等多方面開展工作，全方位查找影響邊部質量的因素，提出相應整改措施，控制冷軋基料邊部裂口缺陷，以滿足冷軋廠需求，提升品牌形象。

該生產線工藝流程如圖1所示。

1 缺陷原因分析

1.1 缺陷形貌觀察和金相分析

通過對2019年11月數據統計分析表明，鋼卷邊部質量缺陷情況有較大差異（見表1）。頭中尾均存在該類缺陷，頭部裂口的發生率顯著高于其他部位，同時在傳動側存在缺陷。

成品鋼卷邊部裂口形貌如圖2、圖3、圖4所示，缺陷主要集中在距離帶鋼邊部30 mm范圍、頭部10～200 mm，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[2]。從宏觀發現邊部缺陷分兩種，一種呈拉長狀的邊部損傷，另一種無明顯的撕扯痕跡。

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均未發現夾雜物[2]。1號樣品裂口處無氧化原點（圖5）；2號樣品觀察到明顯氧化原點（圖6）。此外在裂紋區域的晶粒組織呈現粗大且分布不均。由此可判斷此類缺陷為綜合性缺陷，隨即對板坯和軋鋼工藝、設備進行排查。

1.2 板坯質量

通過對下線板坯邊部質量進行檢查，發現個別板坯角部存在肉眼可見的角裂紋缺陷，取板坯角部進行酸洗（圖7），偶爾有邊部滲鋼缺陷（圖8）。此類板坯缺陷在軋后極大的影響了帶鋼的邊部質量。

1.3 加熱工藝及加熱爐設備影響

當質檢人員反饋鋼卷邊部出現裂口時，技術人員跟蹤生產現場，在粗軋機軋制一道次之后，板坯上表面邊角部有明顯亮白色的缺陷，通過分析確認此缺陷為角部裂口。再經查板坯生產對應時間的酸洗角樣報告并未發現有角裂缺陷，由此再對加熱工藝進行排查。

該生產線兩座加熱爐均使用高爐煤氣燃燒加熱，熱值穩定。無熱卷箱，穿帶速度540 m/min，軋制速度720 m/min，正常情況下頭部溫度設定值在860～880 ℃。但冷熱坯混裝入爐和軋制不穩定狀態降低穿帶速度時均會出現頭部100 m終軋溫度820～840 ℃，溫度低于設定下限，出現混晶情況。為防止下游冷軋客戶在軋薄過程中因混晶導致邊部呈現鋸齒狀的開裂，所以硬性規定終軋溫度不得低于860 ℃。生產廠為保證頭部溫度命中率，將頭部的燒鋼溫度提高了20～30 ℃，對此批溫度異常產品進行取樣做晶粒度評級發現帶鋼邊部晶粒粗大7級，而中間部位晶粒度在10～11.5級，由此判斷溫度超工藝規程20 ℃導致過燒或過熱現象從而致使鋼卷頭部軋制時開裂。

在檢查回爐坯邊角部質量時發現部分板坯兩側下表面間斷性的存在凹陷（圖9），但檢查板坯庫下線板坯均未發現有此缺陷，由此判斷該缺陷為加熱爐內產生，經過仔細觀察出鋼過程發現，出鋼機進加熱爐端坯子時，板坯操作側和出鋼臂的凸臺有磕碰。對板坯凹陷缺陷用卷尺進行間距測量發現凹陷處除與出鋼臂有對應關系外還與加熱爐內爐梁有對應關系，在停爐檢修期間進爐內檢查發現該加熱爐爐梁頂部滑塊出現明顯的凹凸不平（圖10）。在三加和均熱段板坯高溫時，對板坯硌傷，當硌傷在板坯中間位置時通過軋機的軋制基本可以消除該缺陷，但邊角部的硌傷程度較中間明顯，在軋制時缺陷不能完全消除，最終影響鋼卷的邊部質量。

1.4 設備精度

為更好的保證帶鋼邊部質量，對軋線與帶鋼邊部有接觸的部位進行系統性的檢查，發現粗軋推床在襯板銜接的位置偶爾有結瘤現象（圖11），精軋入口側導板傳動側磨損超標且有粘結的問題（圖12），卷取導尺襯板偶爾有磨損較嚴重的溝槽。這些設備與帶鋼邊部直接接觸都極大的影響了帶鋼的邊部質量，導致鋼卷邊部在軋制過程中產生刮傷，嚴重影響鋼卷再加工和使用。因此，定期對設備進行維護、校準和升級，確保設備精度和穩定性，對于提高鋼卷邊部質量至關重要。

2 采取的具體措施

一是通過穩定拉速、減少液面波動、優化對弧精度和二冷水工藝制度等措施降低板坯角裂缺陷，同時增加板坯角樣酸洗頻率，發現角裂深度超過5 mm的下線進行修磨后再進行軋制。

二是優化加熱工藝，利用加熱爐大修期間對熱電偶進行校準，給操作工提供可靠的燒鋼依據。同時，嚴肅工藝紀律的檢查，嚴格執行冷軋基料加熱溫度控制制度，及時關注熱值波動情況[3]，發現違規操作時嚴格落實考核，保證燒鋼工藝的執行。

三是大修期間將出鋼機凸臺部位由直角改造成圓弧角過渡，同時對出鋼臂進行標定防止凸臺位置接觸到板坯，并更換加熱爐內爐筋管和滑塊，使滑塊高度基本一致減少高溫段板坯硌傷深度。

四是推進軋線關鍵設備的精細化管理工作，定期進行檢查，制定嚴格的點檢制度和導衛襯板，導尺襯板更換制度，每次換輥期間檢查與帶鋼邊部相接觸的工藝件，發現有結瘤、粘鋼的部位進行打磨，精軋導衛襯板和卷取導尺襯板磨損深度超5 mm進行更換。

3 采取措施后的效果

一是通過控制板坯質量和加熱爐溫度后，在粗軋機軋制一道次后的板坯上，未再發現板坯角部裂口情況。

二是對加熱爐出鋼臂改造修理后觀察出鋼過程，不再對板坯形成磕碰傷。

三是加熱爐內滑塊，未全部更換，但整體水平度有明顯提高，輕微的硌傷痕跡跟蹤軋制后鋼卷質量正常，不影響帶鋼質量。

四是通過及時打磨設備結瘤和制定更換標準后，帶鋼邊部刮傷造成的開裂現象得到了明顯的控制。

4 結 語

1）該廠冷軋基料邊部裂口缺陷主要是因為加熱工藝執行不到位和設備管理不善而產生，通過制定嚴格的工藝檢查制度和設備點巡檢、更換制度使工藝和設備處于可控狀態。

2）通過對冷軋基料邊部裂口缺陷形成原因進行分析，制定一系列措施，最終將缺陷率降低至0.3%以內，提高了熱軋產品合格率和冷軋產品生產效率，減少了質量異議損失，實現互作共贏的發展模式，促進雙方業務增長，也為雙方帶來更廣闊的市場機遇和更深層次的戰略合作，持續深化合作，共同迎接挑戰，實現更長遠的發展目標。

參考文獻

[1] 馬鑫，楊吉春，李彬.錳硫比對SPHC薄板邊部裂紋的影響[J].包鋼科技，2018，44（1）：49-53.

[2] 任超，劉小軍，郭勇，等.熱軋帶鋼邊部缺口缺陷分析及改進[J].新疆鋼鐵，2018（1）：24-26.

[3] 趙啟帆，向浪濤，汪濤，等.冷軋基料爛邊缺陷分析及應用[J].甘肅冶金，2018，40（1）：33-36.

第一作者：李愛彬，男，41歲，工程師