高速線材表面結(jié)疤原因分析及消除措施

甘志濤， 王揚發(fā)， 鄭團星

（寶武集團廣東韶關(guān)鋼鐵有限公司， 廣東 韶關(guān) 512123）

結(jié)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(jié)合的點狀或片狀金屬層。盤條線材表面存在結(jié)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(dǎo)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(yīng)力集中，導(dǎo)致淬火后斷裂。因此，盤條出現(xiàn)結(jié)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(dǎo)致結(jié)疤在線材的廢降品量比重很大。2017 年韶鋼線材由于結(jié)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(chǎn)中需要重點控制的缺陷。

1 結(jié)疤的類型及產(chǎn)生的原因

所謂結(jié)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(jié)疤的定義較為寬泛，是多種類型表面缺陷的統(tǒng)稱。缺陷的特征不同，其產(chǎn)生的原因也不同，盤條表面的結(jié)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(guān)鋼鐵有限公司（以下簡稱韶鋼）高速線材在生產(chǎn)過程中通常見到的結(jié)疤主要有點狀結(jié)疤、塊狀結(jié)疤、鋸齒狀結(jié)疤等幾種類型。

1.1 點狀結(jié)疤

1）點狀彌散型細小結(jié)疤。線材盤條表面彌散分布著面積較?。?.5～2.0 mm2）的細小薄片，在盤條上分布無明顯規(guī)律，局部往往連續(xù)幾個點出現(xiàn)，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(jié)疤

2）點狀壓入結(jié)疤（呈方向性）。盤條在酸洗前難以發(fā)現(xiàn)，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(chǎn)生的原因為預(yù)精軋及前面道次的軋槽嚴重毛糙，經(jīng)過后續(xù)較多道次軋制形成，見圖2。

圖2 方向性點狀壓入結(jié)疤

3）連續(xù)性點狀結(jié)疤。呈局部連續(xù)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(xù)出現(xiàn)。產(chǎn)生原因估計為軋制過程中張力不穩(wěn)定等原因造成局部劃傷，經(jīng)后續(xù)軋制形成，見下頁圖3。

圖3 連續(xù)性點狀結(jié)疤

1.2 塊狀結(jié)疤

1）塊狀無根結(jié)疤。片狀翹皮，黏附在盤條表面，與基體不相連，無根。產(chǎn)生原因為軋件的材質(zhì)異常造成的掉皮落在軋制線的導(dǎo)槽等部位、軋件抖動或?qū)χ胁涣荚斐傻睦谓z等，在后續(xù)軋制過程中黏附在盤條表面，見圖4。

圖4 塊狀無根結(jié)疤

2）翹皮狀有根結(jié)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(cè)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(chǎn)生原因可能：較嚴重的坯料表面清理不良（坯料表面結(jié)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(chǎn)生裂層，見圖5。

圖5 翹皮狀有根結(jié)疤

3）周期性塊狀結(jié)疤。翹皮壓入性結(jié)疤，嚴重時不經(jīng)酸洗即可發(fā)現(xiàn)。具有較明顯的周期性，盤條上通條分布，且結(jié)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(huán)掉肉、過鋼件孔洞形成的前面道次的凹坑、壓痕等缺陷經(jīng)過后續(xù)軋制形成，見圖6。

圖6 周期性塊狀結(jié)疤

1.3 鋸齒狀結(jié)疤

鋸齒狀結(jié)疤。一側(cè)與基體相連，一側(cè)翹起或壓合在盤條表面，邊緣成連續(xù)鋸齒狀。產(chǎn)生原因可能：坯料表面裂縫、折疊等缺陷未清理干凈，經(jīng)過多道次軋制延伸呈鋸齒狀；線材軋制過程中出現(xiàn)耳子、折疊缺陷或較深的劃傷，經(jīng)過多道次軋制延伸呈鋸齒狀，見圖7。

圖7 鋸齒狀結(jié)疤

2 防止結(jié)疤產(chǎn)生的措施

2.1 坯料自身缺陷造成結(jié)疤的預(yù)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(jié)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(jié)疤；當坯料表面存在裂縫時，在軋制過程形成折疊，再經(jīng)過后續(xù)多個道次軋制后，折疊頂部較薄的部分出現(xiàn)撕裂，呈鋸齒狀粘附在成品表面，形成通常所謂的鋸齒形結(jié)疤；當坯料面上或角部存在大塊無根結(jié)疤，經(jīng)后續(xù)軋制被壓入軋件，形成通常所謂的塊狀無根結(jié)疤，若大塊結(jié)疤為有根的，形成通常所謂的塊狀有根結(jié)疤。坯料造成的結(jié)疤缺陷基本形貌特征為在盤條上分布的位置無規(guī)律、形貌不一致，這也是區(qū)別軋制結(jié)疤的重要依據(jù)。

通過以上分析可知，坯料的角部或表面裂紋、結(jié)疤等缺陷，會造成盤條表面結(jié)疤。因此，煉鋼工序通過穩(wěn)定連鑄坯的拉速、降低鋼水的過熱度、提高鋼水質(zhì)量及連鑄操作水平等措施，減少坯料的角部或表面裂紋、結(jié)疤等缺陷，是解決盤條表面結(jié)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(jié)疤缺陷的發(fā)生。檢驗人員需把肉眼可見的有翹皮、結(jié)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(jié)疤的預(yù)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(xù)軋機壓入軋件表面所致，此種結(jié)疤缺陷通常周期性分布；在軋制過程料型控制不佳，出現(xiàn)耳子和倒鋼后產(chǎn)生折疊或微裂紋進一步延伸而形成結(jié)疤；軋件在軋制過程中由于導(dǎo)衛(wèi)對中不佳，料型控制不佳等發(fā)生拉絲、劃傷，也是形成結(jié)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(jié)疤。

1）改善槽面質(zhì)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(chǎn)，并在生產(chǎn)過程中做到勤卡量、勤調(diào)整。

3）確保軋制中心線對中。利用年修期間，測量、校正整條產(chǎn)線的軋制中心線，并且在平時生產(chǎn)時，導(dǎo)衛(wèi)、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(jié)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(jié)合力的下降，塑性降低，在軋制過程中很容易產(chǎn)生裂紋源，也會在成品形成結(jié)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(jié)疤缺陷。

3 結(jié)語

本文就韶鋼的高速線材盤條表面產(chǎn)生的結(jié)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(nèi)高速線材產(chǎn)品比重越來越大，同時未來工業(yè)用盤條對盤條表面質(zhì)量的要求越來越高，韶鋼必須促進產(chǎn)品質(zhì)量的提高，才能得到用戶的認可、占領(lǐng)更大的市場份額。