热轧带钢表面质量

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1、热 轧 板 带 质 量 管 理,热轧部生产技术室,主要内容,热轧带钢质量概述 板坯质量缺陷及危害 常见热轧板带产品的质量缺陷 热轧带钢质量缺陷产生的原因及预防措施 质量管理的意义,一 热轧带钢质量概述：,热轧带钢产品质量指标主要包括尺寸与形状精度、表面质量、力学性能三个方面。随着厚度自动控制系统、宽度自动控制系统和板形控制系统的实用化,尺寸与形状精度日益提高;在力学性能方面,通过炼钢的成分控制和热轧控轧工艺的研究,其各项性能指标也已得到很大提高。目前,困扰热轧带钢产品质量进一步提高的问题之一是表面质量问题,特别是随着热轧带钢产品直接应用于结构件外表面,如轿车的外覆件等,对其表面质量提出了更为苛

2、刻的要求。从目前热轧带钢厂的情况看,热轧钢卷封锁量有80 %以上是由于带钢表面质量问题造成的。其存在的主要问题有翘皮、辊压痕、麻点、划伤、氧化铁皮等。由此可见，提高热轧钢卷的表面质量对提高热轧带钢的市场竞争力有很重要的影响。,二 板坯质量缺陷及危害,1 板坯外部质量缺陷（尺寸、公差、表面质量等）。 2 板坯内部质量缺陷（成分、夹杂等）。,连铸坯生产工艺流程：,钢包中间包 结晶器及振动装置(结晶器是无底的，浇铸时才安装） 电子搅拌器 二冷区支导装置 拉矫机切割装置辊道轧件,铸坯质量主要由以下几方面决定：,1)表面裂纹。主要是由于结晶器内铸坯坯壳生长不均匀所致。安装电磁搅拌器以后，铸坯的纵裂纹有明

3、显改善。2)表面冷隔。这是水平连铸坯特有的标记。采用合理的拉坯制度可以减轻冷隔，安装电磁搅拌器也能明显改善铸坯表面质量。3)热裂纹。是与冷隔相平行的一种横裂纹。主要是由于凝固收缩应力集中，使坯壳薄弱处开裂形成的。为此应适当增加反推，以补偿收缩，可以避免横裂纹的发生。4)重皮。钢液流入结晶器与铸坯之间的间隙造成的。有可能是由于分离环损耗严重，或者拉一停时间过长，坯壳收缩过大所致。5)铸坯中心有明显的琉松、缩孔和中心偏析，采用电磁搅拌技术可得到改善。,中间包的浇铸,冷区支导及拉矫,切割成轧件,1 外 部 缺 陷,（1）板坯尺寸不精确：易出现在浇铸冷却阶段，直 接影响最终成品尺寸及外形。（2）表面质

4、量不达标：易出现在二次冷却区及板坯切割段 （例如：毛刺、裂纹、局部的熔化）。影响板带头尾及其边部质量（例如发生边裂、烂尾、等现象）。,纵向边部毛刺：浇铸槽连接不紧密或连接嘴管有问题。,板坯横向毛边：火焰切割时造成的。,边部及靠近边部的隐藏型横向裂纹：边部过度的冷却产生过大热应力造成的。,隐藏的纵向裂纹：过高的浇铸温度和不规则、不稳定的边状物引起的热应力过大。,纵向狭长裂纹：长度方向上冷却水量不足容易产生此缺陷。,边部厚度方向上裂纹,板坯切割处的金属粘连：火焰切割时产生的。,火焰切割处水珠状熔化：在火焰切割时由于氧气等气体含量过高或火焰切割的速度太快所造成的。,2 板 坯 内 部 质 量 缺 陷

5、,（1）成分不足或过量：合金等元素含量不足或超标会影响整个轧制工艺，最终产品性能达不到要求（合金钢中易出现）。（2）气体夹杂的混入：气体或夹杂物的混入（浇铸时容易 产生）极易造成板坯在轧制的过程中被轧破。仅从板 坯外观往往不易查出。（3）浇铸不均匀：脱氧操作不恰当或铸模、喷嘴等设备损坏。,板坯破坏：主要由于火焰切割温度过低或冷却不正确造成。,非金属夹杂：在脱氧过程中，由于切割产生的熔化物流到钢的内部产生夹杂所造成的。,外 部 的 气 孔：主要由于潮湿而使切割时的焊剂与 熔化物的流出所造成的。,孔洞：主要由于钢的脱氧不充分造成的。,三常见热轧板带产品的质量缺陷：,首先，要区分清楚轧制中的缺陷与伪

6、缺陷：伪缺陷是在于正常表面差异大到足够被系统检测的目标，但它不是一个真正的表面缺陷。如带钢表面的水滴或污垢，这两个都不是表面缺陷。其次，属于同一类的缺陷还可能有不同的视觉表现。,热轧缺陷,单一缺陷：轧破、孔洞、划伤、翘皮、M型缺陷、边裂、压入脏物、纵向裂缝、板坯边部缺陷、粘结裂痕等。面缺陷：重度氧化铁皮、中度氧化铁皮、红铁皮等。周期性缺陷：擦伤、辊印、头部辊印、剥落等。,1 单一缺陷：轧 破,分布在带钢的上下表面 形态特征：轧机等坚硬材料留下的突起或凹坑，间隔出现在有限区域，在钢卷起始和末尾出现几率大；有时以材料重叠形式出现。 形态类似缺陷：翘皮,孔 洞,分布在带钢的上下表面 形态特征：完全穿

7、透带钢的开口，常和其他缺陷一起出现（如轧破）。 原因：材料在滚动过程中受拉力过大或存在裂缝 形态类似缺陷：无,孔洞类缺陷,划 伤,分布在带钢的上下表面 形态特征：沿滚动方向纵向线性缺陷；具有狭窄的、明确的、规则的边界；常沿带钢宽度方向和整个长度方向分布。 原因：粘辊，轧线上夹有金属片。 形态类似缺陷：翘皮，暗线，裂缝,划伤缺陷,翘 皮,分布在带钢的上下表面 形态特征：夹杂着非金属物质的不规则的重叠薄片；常沿带钢辊道方向伸长；可能开口（严重）或不开口（轻微） 原因：铸造过程中非金属物质在表面出现 形态类似缺陷：划伤，暗线，搭接,一组翘皮累缺陷的比较,M 型翘皮,分布在带钢的上下表面 形态特征：M

8、型翘皮 来源：板坯间摩擦，热轧 原因：铸造中的切割不完全，推式加热炉的大型划伤 形态类似缺陷：无,M型缺陷,边 裂,分布在带钢的上下表面形态特征：在钢卷边部从表面到表面材料的不连续性;局限在局部或沿钢卷全长分布来源：轧钢，板坯重加热，热轧工艺,边裂缺陷,压入脏物,分布在带钢的上下表面 形态特征：由于压入任何形状的外部金属或非金属物质形成的表面缺陷 原因：金属或非金属物质生产时压入带钢表面 形态类似的缺陷：翘皮、轧破,压入脏物图片,纵向裂缝,分布在带钢的上下表面 形态特征：轧制方向上线型的纵向缺陷 原因：铸造和轧制速度的不一致；冷却 形态类似的缺陷：翘皮、脏物、划伤,纵向裂缝缺陷,2 周期性缺陷

9、：面缺陷,重度氧化铁皮中度氧化铁皮红铁皮,（1）重度氧化铁皮,分布在带钢的上下表面 形态特征：表现为在大块表面上大面积的压入氧化铁皮，有点状、条纹状、面状。 典型原因：除鳞机没有除尽轧件表面的全部氧化铁皮,重度氧化铁皮图片,（2）中度氧化铁皮：,点状氧化铁皮 压入氧化铁皮 M型 椒盐型氧化铁皮 小舟型氧化铁皮,点状氧化铁皮,形态特征：点状氧化铁皮是随机分布在整条带钢上的压入次级氧化铁皮，特征为暗色的斑点加上暗色的尾部 原因：如精轧链中压入二级铁皮,压入氧化铁皮,形态特征：可能以小斑点、碎片状区域和条纹来覆盖一个范围的表面，可能不规则的分布在整个带钢的长度和宽度范围内，可能出现在带钢的上表面和下

10、表面。 原因：如在精轧加工中轧辊磨损,M型氧化铁皮,形态特征：压入次级缺陷，形如M，分散分布在带钢表面，带钢两面都可能受影响（下表面更为普遍） 原因：在最后的轧机程序中滚轮磨损,椒盐型氧化铁皮,形态特征：椒盐状，带钢两面都能出现。原因：如精轧中的二级压入氧化铁皮,小舟型氧化铁皮,形态特征：由压入带钢表面的微粒产生，这一类型包括轮廓形成小船形状的小条纹型一级氧化铁皮，缺陷不规则地分布在整个带钢长度和宽度范围并出现在带钢的上下表面。 原因：氧化铁皮微粒压入带钢表面,红铁皮,形态特征：暗的和亮的条纹。单独的点或条纹状图案或大块区域。在带钢长度和宽度范围内不规则分布。 原因：如带钢表面温度不均 形态类

11、似缺陷：翘皮，划伤，暗条纹。,（3）周期性缺陷,擦伤辊印头部辊印剥落,擦伤,擦伤的形态特征：在带钢的上下表面表现为一些隆起，通常在钢卷纵向间隔连续出现。其形状一般为卵形或圆形。原因：由于一些轧辊轻微损坏或倾斜。根据角度和方向的不同，这些印记可能会伴随氧化铁皮而被过度压轧。通过测量两个缺陷间的距离可以确定造成缺陷的轧辊。,辊 印,形态特征：在带钢上下表面表现为印凹痕，通常在钢卷纵向间隔连续出现。原因：由于轧辊上的凸起点和粘附在轧辊上的材料引起，测量两个缺陷间距离可以确定造成缺陷的轧辊。,头部辊印,形态特征：一般为横向低对比度的缺陷。 原因：由于带钢和轧辊产生碰撞引起。并在轧辊上留下缺口，由此在带

12、钢上留下印记。最后一道轧机的最后一个轧辊最易引发此种缺陷,剥 落,剥落的形态特征：表现为带钢上下表面的突起，其主要方向横切于滚动方向，可包含连续的一个或多个缺陷。剥落产生的原因：由于滚轮上脱落的大块材料造成，测量两缺陷间的距离可以确定引起缺陷的滚轮。,四 热轧带钢质量缺陷产生的原因及预防,热轧板带的常见质量问题可以分为两大类： 第一类是外在质量问题，指板带几何尺寸、外形和表面质量方面的问题； 第二类是内部质量问题，指板带的化学成分和组织性能方面的问题。,外在质量问题绝大多数是由不合格板坯或生产工艺当中的某一环节操作不当所造成的。一般来说 针对于表面质量有问题的板坯要求我们在平时学习和实际生产中

13、多发现、多总结，便于及时查找与对比。对于不合格的原料坚决查找并不予入炉。同时还要熟悉生产工艺过程，以便分析如压氧、划伤等缺陷产生的原因。而内在的组织性能上的缺陷除与板坯来料有关以外还与加热段的生产工艺有直接关系。,无论是哪一类缺陷基本可以归纳为由以下两方面所引起的：,1 板坯原料方面2 工艺生产方面,1 板坯原料方面,无论是板坯表面质量还是内部组织存在质量问题时都将直接影响最终产品的质量。尤其是当内部组织存在问题时不容易检查到。因为对于连续化生产来说，绝大部分板坯都是直接热装入炉。,预防办法：,针对于表面质量有问题的板坯来说要求我们在平时学习和实际生产中多发现、多总结，便于及时查找与对比。对于

14、不合格的原料坚决查找并不予入炉。针对于内部组织有问题的板坯来说要我们加强学习，除了利用现有仪器帮助识别外还要学会根据现象判断缺陷类型。,2 工艺生产方面,（1） 加 热 炉 区 域 ：过烧、过热等缺陷。（2） 粗 轧 区 域: 压氧、翘皮等缺陷。（3） 精 轧 区 域：压氧、甩尾、边裂、麻面等缺陷。（4） 卷 曲 区 域：塔形、粘钢等缺陷。,（1）加热炉区域易产生的缺陷：,过热、过烧、裂纹、氧化、脱碳、粘钢等缺陷。产生过热、过烧的主要原因有加热温度过高，加热时间过长和氧化性气氛过量等，为了防止过热、过烧必须对加热温度和加热时间加以严格限制，适当减少炉内的过剩空气量。如停轧时炉子必须降温。,粘钢

15、: 粘钢是指加热温度过高或加热时间过长所引起钢坯表面的熔化。由于熔化的氧化铁皮（熔点1300-1350）流入钢坯之间的缝隙，在推钢机的作用下，很容易造成粘钢。特别是钢坯进入均热段以后，温度下降，氧化铁凝固。防止其发生的主要方法是控制好加热温度、加热时间和减少炉内的过剩空气。,钢的脱碳: 炉气中氧化性气体与钢的表面上碳的作用，降低表面层含碳量的现象。脱碳过程的反应如下： Fe3C+2H2=3Fe+CH42Fe3C+O2=6Fe+2COFe3C+CO2=3Fe+2COFe3C+H2O=3Fe+H2+CO含碳量高的钢最容易脱碳，如高碳钢工具钢弹簧钢等。,脱碳的危害与防止：,脱碳会降低钢材的表面硬度。

16、例如：高速钢脱碳会失去其红硬性。弹簧钢脱碳会降低弹性和缩短使用寿命。为了防止脱碳的发生，可采用专门的保护气体，避免加热温度过高，保温时间过长，在高温区快速加热，炉气保持中性或还原性气氛，避免空气吸入炉内。,钢的氧化:,当炉气中充满氧化性气体（O2、CO2、H2O、SO2)时，钢坯表面就将氧化而形成氧化铁皮。防止方法是采用快速加热的方法。使高温集中在加热段，采用微正压操作，减少冷空气从出钢口的吸入；在均热段要采取减少空气量，造成不完全燃烧，以获得还原性或中性气氛。,加热段总体要求：,为了防止以上加热缺陷的产生，加热温度要考虑钢种、原料及断面尺寸大小等。此外，还必须考虑轧制工艺的要求。如，当轧制道次多，轧制温降大时可适当提高加热温度;对于一些大规格钢种，要适当提高加热温度。,（2）粗 轧 区 域:,压氧、翘皮等缺陷是在粗轧区域比较容易产生的。所谓压氧是指板坯由于过热、过烧等缺陷导致板坯表面氧化铁皮除鳞不理想，轧辊压入氧化铁皮。,典型的重度氧化铁皮的压入,原因及防止措施：,加热炉区造成的板坯过热、过烧或粗轧区除鳞设备的损坏等都有可能造成压氧缺陷。为了防止此类缺陷，除要求粗轧区加强与加热炉段的联系外还要对设备包括除鳞机和轧辊表面做及时检查。,