厚規(guī)格鋼板熱處理過(guò)程表面質(zhì)量缺陷分析與控制

肖微

摘 ? ?要：隨著時(shí)代的發(fā)展和科技水平的不斷提升，我國(guó)近些年厚規(guī)格鋼板生產(chǎn)量持續(xù)不斷增加，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，熱處理過(guò)程比較容易出現(xiàn)劃傷和麻坑等質(zhì)量缺陷，大大降低了產(chǎn)品質(zhì)量，給企業(yè)形象也帶來(lái)了一定的負(fù)面影響。本文就這方面有關(guān)問(wèn)題及控制措施進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：厚規(guī)格;鋼板;熱處理;表面;質(zhì)量缺陷;控制

1 ?表面缺陷原因分析

1.1 下表面麻坑

厚規(guī)格鋼板熱處理過(guò)程中小表面出現(xiàn)麻坑現(xiàn)象，往往都是爐底輥結(jié)瘤造成的。在氮?dú)夂透邷刈饔孟?，爐底鋼板和輥面局部黏附的小片氧化鐵皮之間發(fā)生氧化反應(yīng)，使氧化鐵皮數(shù)量越來(lái)越多，隨著氧化反應(yīng)的持續(xù)不斷發(fā)生，氧化產(chǎn)物在爐底不斷疊加、附著、壓實(shí)、積累，輥面結(jié)瘤逐漸變大，最終出現(xiàn)了爐底輥表面坑洼不平的狀態(tài)，在淬火和正火的時(shí)候，鋼板必須處于高溫狀態(tài)，一般需要控制在880[℃]～930[℃]之間，此時(shí)鋼板表面硬度降低，被爐底輥上黏附的結(jié)瘤物壓出麻坑。

（1）拋丸不干凈造成氧化鐵皮或鐵銹殘留.厚規(guī)格鋼板在軋制冷卻之后，其表面會(huì)保留一層氧化鐵皮，這部分鐵皮的主要成分為Fe3O4，由于外界環(huán)境潮濕或者探傷等因素影響，部分鋼板表面會(huì)出現(xiàn)一定的鐵銹，鐵銹主要成分為Fe2O3，這兩種氧化物都會(huì)給爐底的輥結(jié)瘤狀況造成一定的影響。我國(guó)目前鋼板在入爐之前都還需要進(jìn)行拋丸處理，其實(shí)就是利用拋丸機(jī)去除鋼板表面的氧化物，將輥道結(jié)瘤減至最少，有效提升鋼板表面的光滑度。由于拋丸過(guò)程會(huì)受到支撐輥道和彈丸自身重量的影響，通常情況下鋼板上表面的處理效果要比下表面好一些。

（2）鋼板邊部經(jīng)火焰切割后氧化留渣.如果鋼板邊部的氧化鐵皮沒有清除干凈，或者是火焰切割殘留了一部分氧化殘?jiān)?，在爐內(nèi)熱處理的時(shí)候也都會(huì)出現(xiàn)一定量的爐底輥結(jié)瘤。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，結(jié)瘤物主要集中于距離爐底兩邊800mm～1500mm的周邊位置。

（3）拋丸后未及時(shí)入爐鋼板在潮濕環(huán)境下生銹.鋼板在拋丸處理之后最好是及時(shí)入爐生產(chǎn)，可是在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，大多數(shù)企業(yè)都會(huì)預(yù)留一部分已經(jīng)拋丸處理之后的鋼板，以確保為生產(chǎn)活動(dòng)提供充足的材料，如果鋼板放置環(huán)境比較潮濕的話就很容易生銹。

（4）爐內(nèi)混入氧氣。熱處理爐內(nèi)混入氧氣也會(huì)給鋼板表面質(zhì)量造成不良影響，爐內(nèi)的氧氣主要來(lái)源于以下兩個(gè)方向：一，鋼板持續(xù)不斷入爐、出爐，需要頻繁抬起爐門，此時(shí)爐內(nèi)的空氣壓力就會(huì)降低，致使一部分空氣進(jìn)入爐內(nèi)，尤其是針對(duì)厚規(guī)格鋼板來(lái)說(shuō)，出爐時(shí)間比較長(zhǎng)，是熱處理爐尾部殘氧含量偏高。二，輻射管局部破損，爐膛內(nèi)進(jìn)入大量空氣，爐內(nèi)殘氧量過(guò)多。

（5）爐內(nèi)混入水汽。鋼板淬火過(guò)程中，淬火機(jī)有時(shí)高度標(biāo)定存在一定的偏差，致使導(dǎo)輥無(wú)法對(duì)鋼板進(jìn)行有效地約束，冷卻水就會(huì)沿著鋼板流入爐內(nèi)并形成水汽氧化鋼板表面。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，爐底輥結(jié)瘤往往主要集中于熱處理爐的保溫段和加熱段，相比較而言，結(jié)瘤主要集中于爐底輥輥身中間部位，兩邊相對(duì)比較少，而且鋼板的重量越大，加熱時(shí)間越長(zhǎng)，溫度越高，結(jié)瘤現(xiàn)象就愈加嚴(yán)重。

1.2 ?下表面劃傷

厚規(guī)格鋼板熱處理過(guò)程下表面出現(xiàn)劃傷一般情況下是由于爐內(nèi)輥卡頓、速度異常或者是彎曲所導(dǎo)致的，此類故障比較容易排查，下面就不再做詳細(xì)介紹。

但是爐輥道擺動(dòng)所造成的劃傷就比較尖銳，和上文所述的結(jié)瘤麻坑存在較相似的特征，也比較容易混淆，很多工作人員經(jīng)常忽略這部分缺陷。

爐底輥的運(yùn)行速度應(yīng)該控制在每分鐘0.3米以上，當(dāng)?shù)陀谶@一運(yùn)行速度的時(shí)候，輥道就會(huì)出現(xiàn)反向擺動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼板在以下幾種情況下會(huì)出現(xiàn)擺動(dòng)運(yùn)行：

①一級(jí)控制模式下，鋼板會(huì)在爐內(nèi)運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間，速度保持在每分鐘0.3米，系統(tǒng)也將按照這一速度控制鋼板在保溫區(qū)擺動(dòng)。②二級(jí)自動(dòng)控制模式下，當(dāng)鋼板運(yùn)行到預(yù)先設(shè)定位置的時(shí)候開始擺動(dòng)，以更好地滿足工藝溫度要求。③由于厚規(guī)格鋼板淬火節(jié)奏比普通的鋼板加熱節(jié)奏慢，所以容易造成鋼板在爐內(nèi)積壓擺動(dòng)。④人為因素或者出爐條件不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致鋼板擺動(dòng)。

鋼板和輥道在擺動(dòng)的時(shí)候一直反復(fù)循環(huán)勻速向前、減速、停止、向后加速以及勻速向后幾個(gè)動(dòng)作。爐內(nèi)輥道對(duì)鋼板所施加的作用力和其原運(yùn)動(dòng)方向相反，所以產(chǎn)生一個(gè)反方向的加速度，改變了其運(yùn)行方向。由于厚規(guī)格鋼板重量比較大，所需要的作用力也比較大，過(guò)大的摩擦力就會(huì)導(dǎo)致滑動(dòng)過(guò)程出現(xiàn)一定的劃傷。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用之后，爐底輥可以提供的摩擦力有限，鋼板就更加容易發(fā)生滑動(dòng)。研究表明，100mm的鋼板熱處理過(guò)程中爐內(nèi)擺動(dòng)時(shí)間一般為80min，位置偏差在1.2m以上。

2 ?控制措施

2.1 ?改善拋丸效果

（1）做好日常拋丸機(jī)械設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)工作，確保拋丸機(jī)設(shè)備各系統(tǒng)都處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。（2）根據(jù)實(shí)際情況選擇最為科學(xué)合理的拋丸工藝，比如：某品牌拋丸機(jī)運(yùn)行速度為每分鐘3m～7m，拋頭電流控制在30A～50A，如果鐵皮氧化較為嚴(yán)重且不易去除，則應(yīng)該將拋丸速度調(diào)整為每分鐘4m，電流調(diào)整為45A，并適當(dāng)增加彈丸的撞擊能力和密度。（3）準(zhǔn)備充足的彈丸量，否則彈丸撞擊密度就會(huì)降低，進(jìn)一步降低拋丸質(zhì)量。（4）根據(jù)需要合理選擇彈丸類型，我國(guó)目前常見的有合金丸、鐵丸、鋼絲切丸、不銹鋼丸和鑄鋼丸，直徑在1mm～1.4mm的不銹鋼彈丸應(yīng)用更為廣泛。（5）及時(shí)除塵，否則會(huì)降低拋丸效率。

2.2 ?控制爐內(nèi)氣氛

在開始熱處理之前就需要準(zhǔn)備一臺(tái)氧氣分析儀，對(duì)爐內(nèi)的氧氣量進(jìn)行密切監(jiān)測(cè)，并向爐內(nèi)注入高純度的氮?dú)?，確保爐內(nèi)氧氣含量在0.05%以內(nèi)，并給爐門安裝雙層門簾，在打開爐門的時(shí)候自動(dòng)注入氮?dú)猓瑴p少氧氣的進(jìn)入。除此之外，強(qiáng)化對(duì)輻射管和燒嘴的維護(hù)和保養(yǎng)，避免爆鳴現(xiàn)象的出現(xiàn)，在檢修的時(shí)候應(yīng)旋轉(zhuǎn)輻射管90[°]，確保其受熱的均勻性，有效降低燒穿和燒裂現(xiàn)象的發(fā)生。爐內(nèi)氧氣含量一旦超標(biāo)就應(yīng)該立即注入適量的氮?dú)?，并排查是否存在破損輻射管，與此同時(shí)啟動(dòng)燒嘴控制器向輻射管里面吹掃空氣，然后關(guān)閉燒嘴控制器，并將燒嘴電極取出，由專業(yè)人員對(duì)電極口的氧氣含量進(jìn)行檢測(cè)，如果檢測(cè)結(jié)果在5%以內(nèi)就說(shuō)明輻射管已經(jīng)出現(xiàn)破損現(xiàn)象。

2.3 ?加強(qiáng)入爐鋼板質(zhì)量管理

利用火焰切割鋼板之后應(yīng)該對(duì)氧化鐵皮和殘留渣進(jìn)行及時(shí)清理，在鋼板入爐之前還應(yīng)該對(duì)鋼板下表面拋丸質(zhì)量和火焰切割殘?jiān)M(jìn)行仔細(xì)檢查，否則在積水和潮濕環(huán)境下很容易生銹，需要再次拋丸。

2.4 ?優(yōu)化加熱工藝

在熱處理過(guò)程中，加熱時(shí)間越長(zhǎng)，溫度越高，鋼板表面的氧化率就會(huì)越高，也就更加容易結(jié)瘤。這就需要把控好淬火溫度、正火溫度還有保溫時(shí)間，并適當(dāng)提高鋼板的升溫速率，縮短加熱時(shí)間，這樣可以將結(jié)瘤發(fā)生幾率降至最低。

2.5 ?合理制定熱處理生產(chǎn)計(jì)劃

厚規(guī)格鋼板熱處理過(guò)程爐底輥結(jié)瘤現(xiàn)象在所難免，只能是想辦法降低其發(fā)生幾率，這就要求在開始作業(yè)之前就根據(jù)實(shí)際情況編制合理的生產(chǎn)計(jì)劃，采取正火、淬火還有回火交替進(jìn)行，先高溫高硬度后低溫低硬度，先厚后薄處理原則。在保障質(zhì)量前提下延長(zhǎng)輥面結(jié)瘤的處理周期，提高熱處理生產(chǎn)效率。

3 ?結(jié)束語(yǔ)

總之，本文就厚規(guī)格鋼板熱處理過(guò)程表面質(zhì)量缺陷和改進(jìn)措施進(jìn)行分析，希望可以為有關(guān)人士提供一定的參考。

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