高表面質(zhì)量中厚鋼板表面麻點(diǎn)缺陷的成因與預(yù)防措施探討

顧禎

江南造船有限責(zé)任公司 上海 201913

某鋼廠常年生產(chǎn)高表面質(zhì)量鋼板，在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，先經(jīng)過彎型、噴砂拋丸處理、焊接及裝配等處理，然后在鋼板表面噴涂金屬漆，所以，其對(duì)鋼板表面質(zhì)量具有非常嚴(yán)格的要求，無論是上表面，還是下表面，均不能出現(xiàn)修磨情況，而且也不可存在缺陷，比如壓入氧化鐵皮、麻坑等；另外，不管是在拋丸前，還是此操作后，都不能有蜘蛛網(wǎng)狀、魚鱗狀花紋出現(xiàn)，且麻坑數(shù)量需＜3處/m2，尤其是不規(guī)則麻坑，其深度不能超過0．5mm，面積不能超過3mm2。本文圍繞此鋼廠，研究其所生產(chǎn)高表面質(zhì)量中厚鋼板表面麻點(diǎn)缺陷產(chǎn)生的原因，提出具體的改進(jìn)措施，現(xiàn)對(duì)此作一探討。

1 缺陷分析

該鋼廠高表面質(zhì)量中厚板年均供貨量大千余批，尤其是2018年全年供貨1271批，總重達(dá)2萬噸，最小厚度為6mm，最大60mm，低硅成分設(shè)計(jì)，而且還將高表面質(zhì)量相關(guān)要求考慮在內(nèi)。依據(jù)鋼板性能臺(tái)賬統(tǒng)計(jì)與成分，經(jīng)計(jì)算得出高表面質(zhì)量中厚板（用于工程機(jī)械）冶煉成分均值為C為0．17wt，Si為0．15wt，Mn為1．20wt，S 為 0．010wt，P 為 0．017wt，Ai為 0．026wt。拉伸性能均值為Re334MPa，Rm為5．4MPa，標(biāo)距50mm內(nèi)A為49．2%。

2 缺陷產(chǎn)生原因

2.1 加熱缺陷

在對(duì)板坯進(jìn)行加熱時(shí)，板坯表面接觸高溫爐氣，會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈且持續(xù)性的氧化反應(yīng)，最后會(huì)生成大量的一次氧化鐵皮；需要指出的是，此種鐵皮產(chǎn)生數(shù)量不僅與鋼的化學(xué)成分有密切關(guān)聯(lián)，而且還受到其它因素的綜合影響，比如爐氣成分、加熱時(shí)間及加熱溫度等，通過匯總既往加熱參數(shù)得知，升溫速度越快，加熱溫度越高，加熱時(shí)間愈長，那么氧化鐵皮的最內(nèi)層會(huì)有越多的FeO生成量；針對(duì)此情況，在接下來的生產(chǎn)工序當(dāng)中，若有著欠佳的除磷效果，那么氧化鐵皮在受壓作用下，會(huì)被壓入到鋼板表面，形成麻坑、花斑等缺陷[1]。

2.2 除鱗控制

現(xiàn)階段，針對(duì)中厚板軋機(jī)而言，通常采用高壓水進(jìn)行除鱗。在噴射高壓水過程中，板坯的表面會(huì)被冷卻，另外，金屬基體、氧化鐵皮在遇冷后，會(huì)出現(xiàn)差異性的收縮率，因而會(huì)出現(xiàn)破碎氧化鐵皮的情況。當(dāng)氧化鐵皮發(fā)生破碎情況后，高壓水會(huì)沿著裂縫，流入到金屬基體與氧化鐵皮之間處，對(duì)其進(jìn)行持續(xù)性的鏟除與破碎處理。除磷效果不僅與氧化鐵皮情況緊密相關(guān)，而且還受其它因素的影響，比如噴嘴結(jié)構(gòu)、集管配置以及除鱗水的噴水量、壓力等。比如本文根據(jù)各因素影響程度，繪制了帕累托排列圖。從中得知，在對(duì)除鱗效果造成影響的各類因素中，最主要因素為噴嘴流量與壓力。而通過高壓水除鱗實(shí)驗(yàn)得知，在加熱過程中，清除低合金鋼產(chǎn)生一次氧化鐵皮所需要的高壓水打擊力區(qū)間為195-244kPa，而將二次再生氧化鐵皮清除掉所需要的打擊力為48-77kPa。如果流量伴隨除鱗時(shí)間的增加歲隨之減小，那么會(huì)降低系統(tǒng)壓力，最終對(duì)除磷效果造成直接影響。所以，需要依據(jù)具體的工藝制度，對(duì)噴嘴流量、單道次最長除磷時(shí)間、集管流量等加以明確，設(shè)定最大流量，為高壓水除磷的最小打擊力提供切實(shí)保證。

2.3 板坯缺陷

針對(duì)板坯所存在的諸如皮下氣泡、結(jié)疤、氧化鐵皮等缺陷，經(jīng)精整、軋制及加熱處理后，大部分都能得到清除，但仍有一小部分會(huì)殘留下來。當(dāng)板坯還未被送入爐之前，若未能較好精整，那么位于表面的氧化鐵皮，其于加熱爐高溫環(huán)境下，會(huì)被融化，并在板坯表面形成結(jié)疤，進(jìn)而產(chǎn)生麻點(diǎn)，存在此種缺陷的鋼板在經(jīng)過拋丸噴砂后，會(huì)形成魚鱗紋，或者是麻坑[2]。

3 具體的改進(jìn)措施

①優(yōu)化加熱制度。為了能夠最大程度減少氧化發(fā)生，在裝胚料時(shí)，需要將胚料高溫狀態(tài)下的停留時(shí)間給縮短，通常情況下，可將其控制在0．7分鐘/mm；為了能使?fàn)t壓始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，需要避免冷空氣進(jìn)入到爐膛當(dāng)中；另外，還需要對(duì)爐氣成分施加控制，最大程度減少氧化性氣氛。②除鱗系統(tǒng)。針對(duì)高壓水流量來講，需要能夠從根本上滿足軋機(jī)、鱗箱多點(diǎn)除磷方面的各項(xiàng)需要，并且還需要保持管路始終處于通暢狀態(tài)；對(duì)噴嘴的工作狀態(tài)及是否存在異常進(jìn)行定期性檢查，軋機(jī)機(jī)身除鱗壓力需要大于18MPa，而除鱗箱壓力需大于25MPa，單道次除鱗的時(shí)間需控制在5秒內(nèi)，除鱗道次的間隔時(shí)間需要控制在80秒內(nèi)，并將除磷時(shí)間給予盡可能減少，以此來減少軋件溫降。③連鑄坯精整。對(duì)于逐塊板坯而言，不僅要檢驗(yàn)其上表面，而且還需要檢查其下表面，用砂輪對(duì)凹坑、裂紋、割渣、毛刺等進(jìn)行磨削清理，對(duì)砂輪速度進(jìn)行適當(dāng)控制，并對(duì)其清理時(shí)間也進(jìn)行相應(yīng)控制，防止坯料表面局部出現(xiàn)溫度迅速升高而出現(xiàn)應(yīng)力開裂情況。對(duì)于位于坯料表面上的氧化鐵皮而言，可采用鹽酸酸洗方法進(jìn)行清除。④對(duì)軋制工藝進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)用除鱗箱對(duì)坯料進(jìn)行除磷處理后，粗軋機(jī)首先選用小于5mm的小壓下量，開展一次雙道往復(fù)軋制操作，以此來破碎、剝離底層氧化鐵皮，后實(shí)施軋制，并對(duì)進(jìn)行機(jī)身水除鱗，而在除鱗道次上，需≥4次；為了能使中間坯氧化時(shí)間盡可能縮短，在精軋期間，其開軋溫度需保持在880℃以上，并將除鱗道次盡可能減少，需＜2道次，防止鋼板表面有條紋水印情況出現(xiàn)[3]。

4 結(jié)語

綜上，針對(duì)鋼板表面麻點(diǎn)，通常情況下，是由多因素共同或相互作用下表而形成，尤其是在控制氧化鐵皮上，更是存在密切關(guān)聯(lián)，而軋鋼過程與除鱗系統(tǒng)為其核心工序。為了能夠減少缺陷，對(duì)于高錳型低合金及中碳、低硅類型的高表面質(zhì)量鋼板，需減少一次氧化鐵皮產(chǎn)生，并設(shè)定最合宜的加熱工藝參數(shù)；另外，為了使二次氧化減少，需將軋鋼工序當(dāng)中的除鱗道次減少，并盡量將待溫軋制時(shí)間縮短，以此來減少或預(yù)防相關(guān)缺陷的發(fā)生。