中厚板折叠缺陷研究

肖志余 程晓茹 詹胜利

(1.武汉科技大学材料与冶金学院 湖北 武汉:430081;2.武汉钢铁集团公司热轧总厂 湖北 武汉:430083)

折叠是中厚板生产过程中产生的一种常见外观缺陷。它是由坯料的某些初始缺陷在后续轧制过程中而形成的,或是轧制时边部金属流动不均匀、板坯边部不适当变形而造成的钢板表层金属相互折合。折叠导致中厚板不良品率升高、综合合格率和重点原品种合格率下降,也是造成表面修磨量增加,降低中厚板产品质量和经济效益的重要原因。发生在武钢中厚板的折叠缺陷,依据其形状特征,主要有呈现直线型、或断续的呈曲线、锯齿形分布在表面上的折叠;及表面呈“舌”状,或连续“山峰”状、条状的折叠等;典型的宏观形貌如图1的a、b。

图1 典型折叠缺陷宏观形貌

1 中厚板折叠缺陷分析

1.1 折叠缺陷废品分析

中厚板轧制过程中产生两类外观缺陷,一类由钢质引起的缺陷,如裂纹、夹杂、分层、结疤、探伤不合、气泡等。另一类是由操作引起的缺陷,如合同富余、铁皮、折叠、轧废、尺寸、辊印、过烧、计划带出、勒伤、镰刀弯、压痕、瓢曲、撞伤、取试长不足、试验不合、修磨、其它等,这类缺陷是由轧制过程中操作不当引起的。从某厂中厚板2010年1～6月份废品统计数据得出,折叠造成的废品量为70.256吨,占产品量的0.019%,是仅次于裂纹的第二大类缺陷。从现场实验数据出发,运用轧制理论,对折叠产生原因进行相关分析,制定相应的预控措施,减少折叠的产生,具有非常重要的研究意义。

图2 各种外观缺陷废品率统计

1.2 折叠废品与钢种的关系

折叠废品分布情况统计见表1。

表1 某厂中厚板2010年1～6月份折叠废品统计

折叠废品与钢种的关系见图3所示。由图可知桥板的折叠废品比例最高,为产量的0.0294%;其次是低合金板,为产量的0.0203%;第三位为容器板,为产量的0.0181%;而出口材,船板、普板、优结板的折叠废品量相应较少。中厚板各钢种在轧制过程中均有折叠废品产生,折叠的产生与钢种未见一定规律性联系。

图3 折叠废品与钢种关系

1.3 折叠废品与规格关系

折叠废品与规格的关系见图4,厚度大于50mm时,折叠废品率较少,为0.0022%;厚度在20～49mm之间,折叠废品率增加,为0.0052%;厚度小于20mm时,折叠废品率大幅增加,为0.008%。这说明规格小于20mm时产生折叠缺陷的敏感区段,越薄的中厚板,产生折叠的几率就越大,这可能与轧制道次有关。

1.4 折叠废品与坯料来源关系

据大量的统计资料分析,不同钢厂的坯料,其轧制成品相应的折叠缺陷比例也不相同,见表2。显然,A钢厂的折叠比例要高于装备和工艺技术水平先进的B钢厂。

图4 折叠废品与规格关系

表2 折叠按钢厂分布情况

1.5 折叠缺陷在成品钢板上的分布

根据某厂中厚板生产线Q345A生产情况,记录统计了135块钢板的折叠分布情况,见表3。图5统计分析可知,折叠缺陷20.322%分布在距头部200mm至400mm范围内,19.354%分布在距尾部200mm至 400mm范围内。图 6统计分析可知, 35.463%分布在距左右边部50mm至100mm范围内。中厚板折叠缺陷分布在成品钢板头尾部,接近边部位置。

表3 折叠缺陷分布统计 (长度单位:mm)

2 折叠缺陷产生的工艺因素影响分析

各类折叠缺陷样本用电子探针分析表明,在折叠基体上有氧化铁存在,成品表面折叠缺陷均由坯料初始缺陷在轧制变形中演变而来。轧制现场跟踪表明,加热和轧制工序都有不同程度的影响。加热工序中由于加热炉结构不合理,造成坯料表面划伤,出炉时与缓冲器撞击造成坯料初始缺陷;加热过程中炉内气氛控制不当,造成坯料表面麻点;上下表面温度不均导致坯料轧制过程中头部下弯与辊道撞击产生初始缺陷。轧制工序中由于轧件转钢与牌坊撞击造成撞击部位缺损导致初始缺陷产生。坯料初始缺陷在后续轧制过程中造成钢板表面金属重叠形成折叠。优化加热与轧制工艺,避免坯料初始缺陷产生,可以减少折叠缺陷的产生。

图5 折叠缺陷沿轧件长度分布

3 结论

(1)折叠缺陷是中厚板主要外观缺陷,各钢种在轧制过程中均有折叠废品产生;

(2)中厚板折叠缺陷位于成品钢板的头尾接近边部,轧制规格越薄越易产生;

(3)中厚板表面折叠缺陷均由坯料初始缺陷在轧制变形中演变而来。

图6 折叠缺陷沿轧件宽度分布

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