高速線材表面缺陷的產(chǎn)生原因及排除方法

喬明亮，肖立軍，王長生，張紅雁，周志軍

（山東石橫特鋼集團有限公司，山東 肥城271612）

高速線材表面缺陷的產(chǎn)生原因及排除方法

喬明亮，肖立軍，王長生，張紅雁，周志軍

（山東石橫特鋼集團有限公司，山東 肥城271612）

對高速線材常見的表面缺陷裂紋、折疊、耳子、劃痕、麻面、結(jié)疤產(chǎn)生的原因進行了分析，并提出了相應(yīng)排除方法。盡管缺陷不同，原因各異，但多和軋槽、導(dǎo)衛(wèi)、連鑄坯質(zhì)量及尺寸、冷卻水情況等有關(guān)，生產(chǎn)中應(yīng)定期檢查導(dǎo)衛(wèi)、軋輥、鋼坯及加熱、冷卻水情況，及時處理隱患。

高速線材；表面缺陷；原因分析；排除方法

1 概述

山東石橫特鋼集團有限公司高速線材生產(chǎn)線引進美國MORGAN公司4架平立交替超重負(fù)荷預(yù)精軋機組和超重負(fù)荷V型結(jié)構(gòu)精軋成型機組（8架精軋機＋4架減定徑機）及增強型溫度控制系統(tǒng)，實行全過程高精度軋制、熱機軋制和低溫軋制。設(shè)計年產(chǎn)量50萬t的優(yōu)質(zhì)高線，產(chǎn)品為φ5～φ22 mm無扭控冷熱軋圓盤條，φ6～φ10 mm無扭控冷熱軋帶肋鋼筋盤條，盤重2 t以上，生產(chǎn)鋼種有優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、焊絲鋼、焊條鋼、冷鐓鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼。軋制產(chǎn)品的尺寸精度、表面質(zhì)量及產(chǎn)品的檔次均要求較高，但是生產(chǎn)中時有線材表面缺陷發(fā)生，包括裂紋、折疊、耳子、劃痕、麻面、結(jié)疤（翹皮或鱗皮）。結(jié)合生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，分析了這類缺陷產(chǎn)生的原因及排除方法。

2 各類缺陷的原因分析及排除方法

2.1 裂紋

裂紋是指線材表面沿軋制方向有平直或彎曲、折曲，或以一定角度向線材內(nèi)部滲透的缺陷［1］。裂紋長度和深度不同，在線材的長度方向上都能發(fā)現(xiàn)。有的裂紋內(nèi)有夾雜物，兩側(cè)也有脫碳現(xiàn)象。

線材表面產(chǎn)生裂紋的主要原因在于鋼坯上有未消除的裂紋（無論縱向或橫向）、皮下氣泡及非金屬夾雜物，它們都會在線材表面造成裂紋。連鑄坯上的針孔如不消除，經(jīng)軋制被延伸、氧化、溶解就會造成成品的線狀發(fā)紋。針孔是連鑄坯的主要缺陷之一，不顯露時很難檢查出來，應(yīng)特別予以注意。高碳鋼線材軋制后冷卻速度過快，也能造成成品裂紋，還會出現(xiàn)橫向裂紋。軋后控冷不當(dāng)形成的裂紋無脫碳現(xiàn)象，裂紋中一般無氧化鐵皮。另外坯料清理不好也會產(chǎn)生此類問題。軋制過程中形成裂紋的原因主要有：1）軋槽不合適，主要是尖角和尺寸有問題，表面太粗糙或損壞。2）粗軋前幾道導(dǎo)衛(wèi)的劃傷。3）粗大的氧化鐵皮軋進軋件，通常在粗軋前幾道產(chǎn)生。4）導(dǎo)衛(wèi)尺寸太大。

若產(chǎn)生裂紋，應(yīng)從以下方面檢查，排除故障：1）高壓水除鱗是否正常，軋機軋輥的冷卻水路是否堵塞或偏離軋槽。2）導(dǎo)衛(wèi)是否偏離軋制線，有否氧化鐵皮堵塞在某個導(dǎo)衛(wèi)中。3）軋槽是否過度磨損或因處理堆鋼事故時損傷了軋槽。4）精軋機是否有錯輥，導(dǎo)衛(wèi)是否對中及尺寸是否對應(yīng)于所軋的規(guī)格。

2.2 折疊

線材表面沿軋制方向平直或彎曲的細(xì)線，以任意角度滲入線材的表面內(nèi)，在橫斷面上與表面呈小角度交角狀的缺陷多為折疊［1］。通常折疊較長，但亦有不連續(xù)的，在線材的長度方向上都有分布。折疊的兩側(cè)伴有脫碳層或部分脫碳層，折疊中間常存在氧化鐵夾雜。

坯料中如存在縮孔、偏析、夾雜等缺陷，或者坯料修整不好都有可能產(chǎn)生此類折疊缺陷。在軋制中可能產(chǎn)生折疊的原因有：孔型中過充滿、欠充滿；機架間張力太大；導(dǎo)衛(wèi)對中不好可出現(xiàn)單側(cè)充滿從而造成折疊；軋機調(diào)整不當(dāng)，軋件尺寸不符合工藝要求或?qū)l(wèi)磨損嚴(yán)重；坯料加熱溫度不均勻。

若產(chǎn)生折疊，應(yīng)從以下方面檢查，排除故障：檢查軋輥冷卻，粗軋機中氧化鐵皮堆積過多可能產(chǎn)生間斷折疊；是否有某個導(dǎo)衛(wèi)偏離了軋制中心線引起過充滿；導(dǎo)衛(wèi)故障，檢查滑動導(dǎo)衛(wèi)內(nèi)部是否有異物堆積或磨損超標(biāo)，滾動導(dǎo)衛(wèi)中導(dǎo)輥是否正常；軋件尺寸是否符合工藝要求，是否過充滿或欠充滿；檢查張力情況；檢查坯料出爐溫度，沿坯料長度上溫度不均也可導(dǎo)致間斷性過充滿。

2.3 耳子

線材表面沿軋制方向的凸起稱為耳子，主要是軋槽過充滿造成的［1］。壞料中如存在縮孔、偏析和夾雜等缺陷，會在軋制時導(dǎo)致軋件過充滿。

軋制中可能產(chǎn)生耳子的原因有：軋件尺寸不符合工藝要求或輥縫調(diào)節(jié)不當(dāng)；張力過大，導(dǎo)致線材頭尾出現(xiàn)耳子；成品軋機上導(dǎo)衛(wèi)對中不好或調(diào)整不當(dāng)；坯料溫度不均勻，高溫段成品尺寸合適，而低溫段則出現(xiàn)耳子；軋件抖動會產(chǎn)生斷續(xù)耳子，一段在線材的一側(cè)，另一段在線材的另一側(cè)。

若線材出耳子，應(yīng)從以下方面檢查：精軋機組入口軋件尺寸必須符合工藝要求；工作輥徑搭配、輥縫設(shè)定符合工藝要求；檢查軋機中的張力條件，如果速度適當(dāng)，入口軋件和工作輥徑正確，則精軋機中的張力應(yīng)當(dāng)是很小的；如果只是在線材一側(cè)有耳子，則檢查成品軋機入口導(dǎo)衛(wèi)對中、對正是否良好。

2.4 劃痕

劃痕是線材表面沿長度方向上的缺陷，其形狀和大小各不相同，有的劃痕溝側(cè)有翻起的重疊邊，也有很小的尖裂紋像劃痕，主要是成品通過有缺陷的設(shè)備，如導(dǎo)衛(wèi)、活套、水冷箱、夾送輥、吐絲機、散卷輸送線、集卷器及打捆機造成的［1］。

產(chǎn)生劃痕的原因有：導(dǎo)衛(wèi)中有堆積物；導(dǎo)衛(wèi)安裝不當(dāng)或?qū)л仈嗔?；?dǎo)衛(wèi)有毛刺；軋機或?qū)l(wèi)對中性不好；導(dǎo)衛(wèi)開口度較大。軋件若產(chǎn)生劃痕，應(yīng)從以下方面檢查，排除故障：每次軋機停機要檢查每個機架上的導(dǎo)衛(wèi)?？仔突?qū)l(wèi)對中性不好是產(chǎn)生劃痕的最常見原因，要定期檢查。

2.5 麻面

在放大鏡下能明顯地看出在線材表面連續(xù)分布著不規(guī)則的凸凹缺陷，即麻面。

產(chǎn)生麻面缺陷的原因有：軋槽冷卻不當(dāng)或嚴(yán)重磨損；冷卻水的pH值不合適，WC輥環(huán)中的黏結(jié)劑被腐蝕，從而使WC顆粒在軋制過程中脫落。

若產(chǎn)生麻面，應(yīng)從以下方面檢查，排除故障：嚴(yán)格按計劃更換軋槽；交接班時要全面檢查軋輥冷卻和軋槽表面的情況；定期檢查水質(zhì)；檢查軋輥的冷卻水管是否堵塞。

2.6 結(jié)疤（翹皮或鱗層）

線材表面與線材基體部分結(jié)合或完全未結(jié)合的金屬片層稱為結(jié)疤。前者是由成品以前幾道次軋件上的凸起物件軋入基體形成的，后者是已脫離軋件的金屬碎屑軋在軋件表面上形成的［1］。

坯料表面質(zhì)量不好，漏檢坯料上原有的結(jié)疤或連鑄坯表面未清除干凈的翹皮、飛翅等均可形成線材表面結(jié)疤。產(chǎn)生的原因有：坯料過熱；修磨不好；軋槽過度磨損；輥環(huán)“掉肉”；軋機導(dǎo)衛(wèi)有毛刺。

若產(chǎn)生結(jié)疤（翹皮或鱗層），應(yīng)從以下方面檢查，排除故障：坯料過熱會產(chǎn)生偏析，并且產(chǎn)生過量的氧化鐵皮，因此要控制好加熱溫度；軋制過程中較大塊的氧化鐵皮軋入軋件的表面形成結(jié)疤缺陷，因此要使用高壓水除鱗消除氧化鐵皮；偏析使坯料表面不平整，破裂碎片被軋入軋件內(nèi)，在軋制后期破裂形成結(jié)疤；軋機停穩(wěn)以后，要仔細(xì)檢查軋輥及導(dǎo)衛(wèi)表面是否有毛刺、磨損、“掉肉”等問題。

碳化鎢輥環(huán)破裂和“掉肉”原因有：碳化鎢輥環(huán)的自身特性，冷卻不當(dāng)很容易斷裂；輥環(huán)軋槽中的“掉肉”是由于冷卻不當(dāng)、輥環(huán)磨槽技術(shù)不當(dāng)?shù)仍斐?；冷卻水的酸堿度不合適。若碳化鎢輥環(huán)破裂和“掉肉”，應(yīng)從以下方面檢查，排除故障：每次停機時都應(yīng)檢查輥環(huán)的使用情況；在運輸與搬運時要小心輕放，要有適當(dāng)?shù)倪\輸和存放工具；線材表面如存在凸塊狀結(jié)疤，則要測量2個凸塊狀結(jié)疤的間距，以確定出現(xiàn)故障的架次，如果成品架次輥環(huán)有“掉肉”，則線材表面結(jié)疤會相當(dāng)明顯；輥環(huán)修磨不當(dāng)會造成輥環(huán)表面過熟，呈現(xiàn)“紫藍(lán)”色，這樣的輥環(huán)不應(yīng)使用，否則極易發(fā)生輥環(huán)“掉肉”；定期檢查軋機的冷卻水質(zhì)，控制懸浮物的含量，單純由鈷組成粘結(jié)相牌號的碳化鎢輥環(huán)冷卻水pH值應(yīng)保持在7.5～8.5，由鈷鎳鉻組成粘結(jié)相牌號的碳化鎢輥環(huán)冷卻水pH值應(yīng)＜7.5。

3 結(jié)語

高速線材表面質(zhì)量缺陷的形成原因及故障排除方法并不復(fù)雜，現(xiàn)場操作人員應(yīng)嚴(yán)格遵守工藝操作規(guī)程，做到勤觀察、勤調(diào)整并及時總結(jié)經(jīng)驗。定時對導(dǎo)衛(wèi)、軋輥、鋼坯及加熱、冷卻水等進行檢查，以減少出現(xiàn)表面質(zhì)量缺陷的次數(shù)，保證線材質(zhì)量。

［1］ 魏銘讓，喬德庸，李曼云.高速軋機線材生產(chǎn)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2003：397-400.

Causes Causing Surface Defects of High Speed Wire and Treatment Measures

QIAO Ming-liang,XIAO Li-jun,WANG Chang-sheng,ZHANG Hong-yan,ZHOU Zhi-jun
（Shandong Shiheng Special Steel Group Corporation,Feicheng 271612,China）

This article analyzed the reasons causing the common surface defects of high-speed wire,such as crack,pincher,rolling edge,nick,scratch mark,ripple mark and scab and put forward corresponding treatment measure.Although the causes were different,the defects referred to the groove,guide,the quality and sizes of the slab and the cooling water mostly.Therefore,the check as for the situations of the guides,rolls,slabs,heating and cooling water should be made termly and for treading hidden troubles in time.

high speed wire;surface defect;cause analysis;treatment measure

TG335.6+3

B

1004-4620（2010）04-0016-02

2010-04-13

喬明亮，男，1978年生，2000年畢業(yè)于東北大學(xué)金屬壓力加工專業(yè)。現(xiàn)為山東石橫特鋼集團有限公司軋鋼廠工程師，從事高線工藝及生產(chǎn)準(zhǔn)備工作。