冷镦钢盘条表面缺陷分析及解决措施探究

王钟炜

（上海宝山钢铁股份有限公司，上海 201900）

冷镦开裂是冷镦钢盘条在实际施工过程中表面缺陷问题，这一问题在所有质量问题占据95%以上。基于此，加强冷镦钢盘条质量缺陷问题分析，找出开裂主要原因，有针对性的采取相应的措施，解决钢盘条表面缺陷问题，让冷镦钢盘条质量得到提高，继而带动有关产品性能质量都会得到大幅度提升。

1 冷镦钢盘条质量缺陷问题分析

根据某钢铁股份有限公司生产冷镦钢盘条主要工艺流程来看，一共分为：步进梁式加热炉加热、高压水除磷、高速线材轧机轧制、散卷控冷、收集、打包、称重、挂牌、卸卷、入库。在实际检测中，盘条钢表面热划伤缺陷分为两种，分别为：表面线状缺陷、表面金属折叠缺陷。

（1）表面线状缺陷

表面现状缺陷还可以分为表面热划伤和纵向裂纹两种，后者有可能是铸坯固有的，也有可能是轧制过程中产生的缺陷。表面热划伤应该属于轧制温度控制不当造成的一种裂纹缺陷，从两种缺陷来看，缺陷处没有杂质和高温氧化物，因此，在实际应用中要对轧制温度进行控制。

（2）表面金属折叠缺陷

盘条钢表面质量问题主要是因为铸坯、轧制引起的，其中后者造成的表面质量问题更为严重，这是因为如果是轧钢造成的问题，那么一整批的冷镦钢盘条表面都有可能存在质量问题。在进行线性轧制的过程中，如果某一程序中出现了严重的轧件过满，那么在进入下一工序时，就会出现表面金属折叠的缺陷，最终导致整体质量出现下降[1]。

2 冷镦钢盘条表面缺陷原因分析

通过对冷镦钢盘条表面质量检测分析，针对冷镦钢盘条工件表面问题进行详细的研究，最终发现，造成冷镦钢盘条表面缺陷原因有以下六种。

第一，钢坯缺陷。钢坯表面如果存在气泡、结疤、裂纹等缺陷，就会遗传到冷镦钢盘条成品上。比如：钢坯存在缺陷，整体形状不够规则，那么后续冷镦开裂情况就会较为严重，且开裂周围还会出现脱碳现象。因为钢坯造成的缺陷，具体会呈现出连续块状，和盘条基体分离，不同钢坯造成的钢坯表面缺陷各不相同。

第二，压入缺陷。根据铁皮压入缺陷深度的情况来看，冷镦钢盘条的表面缺陷也各不相同，一般情况下为圆弧形。铁皮压入缺陷会对后续的清理工作造成影响，而在随后轧制的过程中，会导致缺陷进一步恶化，尤其是轧辊表面质量的恶化问题，会产生皲裂现象，一些冷镦钢盘条的表面还会呈现出发纹状。

第三，折叠缺陷。在对冷镦钢盘条进行在试轧或调整尺寸过程中，如果轧机辊缝没有得到合理的调整，就容易出现折叠缺陷[2]。这是因为上一道工序中的孔型尺寸过大或者过小都会对后续工序产生影响，如果尺寸过大，就会出现耳子，继而导致缺陷的发生。不仅如此，如果轧槽老化严重，也会引发尺寸过大的情况，也会导致缺陷的发生。折叠缺陷常见于中轧区域，如果出现折叠缺陷，那么冷镦钢盘条的表面就会出现开裂，且开裂的缝隙附近还会出现起皮现象。根据形成原因的不同，折叠缺陷可以分为五个方面，分别为：单侧或圆周对面出现的对称缺陷、辊错缺陷、单侧折叠、平行折叠缺陷、划伤折叠缺陷。

第四，划伤缺陷。划伤缺陷和折叠缺陷较为相似，但是区别在于划伤缺陷造成表面裂缝的宽度比值大于2，而且此类缺陷为宏观缺陷，常见于终轧附近区域。造成划伤缺陷的主要原因在于轧制温度变化、张力调整不当等，虽然划伤缺陷在一般情况下，对冷镦钢盘条表面造成的负面影响较少，但是最终依然会对产品性能产生负面影响。

第五，组织缺陷。冷镦钢盘条在吐丝后，搭接点与非搭接点之间存在冷却速度差异，尤其是在一些大规格盘条中，表现尤为明显，如果局部冷却不均匀，那么盘条内部组织也会出现不均匀的情况，严重的情况下还会产生马氏体等硬脆缺陷组织。受到这一缺陷的影响，冷镦钢盘条之间会产生脆性开裂，而且裂的角度和冷镦方向呈45°。

第六，修剪不干净。除了上述几个方面，如果盘条头尾修剪不干净，那么也会对后续的工序产生影响，按照正常标准修剪头尾，就会造成冷镦开裂。体现在实际应用过程中，金相组织中观察此类缺陷呈无规则形状，裂纹尖部通常呈发散状。

3 冷镦钢盘条表面缺陷解决措施

（1）优化轧制规程

通过上述分析内容来看，造成冷镦钢盘条表面缺陷的主要原因是因为轧制规程不够合理。冷镦钢本身质地较软，轧辊摩擦系数较大，在实际应用的过程中，如果轧件宽展量较大，那么在孔型系统中，就会出现孔型过满的情况，最终导致折叠缺陷。因此在进行冷镦钢盘条轧制的过程中，必须要收集大量的数据，同时对数据进行全面的处理，以此制定出最为合适的轧制规程。首先要加强对修磨工序的管理，在实际生产前，对冷镦钢坯进行质量检查，以鞍钢线材厂为例，采用了磁粉探伤的方式，判断冷镦钢坯的质量，同时采用了全部修磨和局部修磨两种工艺，尽可能的消除缺陷，为后续工序的开展奠定良好的基础。其次合理控制冷镦钢上料顺序，不同钢制的化学成分不同，因此在高温状态下变形抗力也各不相同，如果上料顺序存在问题，那么变形程度就会受到影响，一般情况下要按照从变形抗力从小到大的方式编排钢种轧制顺序，以此减少钢种之间的变形抗力差距，降低不必要的缺陷。除此之外，在实际应用的过程中，除了变形抗力之外，还要对轧制尺寸、调整方式进行设计，在上料顺序的基础上，进一步消除变形抗力对轧制变形的影响。最后还要加强过程中的数据收集，缩短轧制过程中的轧制量，避免轧槽老化，对表面质量造成负面影响，而通过数据收集，明确表面质量较优状态下的各种工艺参数，从而生成冷镦刚生产控制预案，有效解决了冷镦不合格的问题。以鞍钢线材厂为例，冷镦钢盘条合格率得到显著提升，表面缺陷问题发生概率得到大幅度降低。

（2）规范轧制操作

除了优化轧制规程之外，规范轧制操作也是一种质量控制措施。根据对冷镦钢盘条的检验分析可知，表面质量缺陷会受到设备故障或者不规范操作造成，可以通过改进NTM、RSM轧辊换修磨工艺，来改变表面质量缺陷问题，加强对轧辊环质量的控制，定期采用样本检查轧辊环，保证轧辊换质量合格，可以从根本上避免大规模质量表面缺陷问题。除此之外，轧制冷镦钢等软线的过程中，要对导卫、导轮、起套辊等装置进行检查，并且定期更换，在生产组织过程中，安排在专业人员对导卫、导轮、起套辊等装置进行检查更换，以此保证质量问题。除了上述两个方面之外，实际生产过程中，每个生产出来的冷镦钢盘条也要经过严格的检查。以四川某钢铁厂为例，该工厂中的工作人员将每一个冷镦钢盘条都进行了取样处理，并且做好标记，送去质检部门，进行酸洗检测，并且会样品贴上标签和批号、钩号等信息，从而根据实际检测结果与实物一一对应。该公司明确规定，如发现冷镦钢盘条样品出现黑线及冷墩开裂的情况，对应的实物要另行堆放，以此最大程度减少不良产品出厂，杜绝不良产品对后续有关产品的生产造成负面影响[3]。不仅如此，该工厂还会组织专业的工作人员对出现问题的样品、实物进行分析，明确此次生产过程中，产生黑线的轧制原因，从更好的调整轧制设备，保证生产质量。除了该公司的方式之外，想要优化规范轧制操作，还可以基于过往生产经验，对减定径机工艺参数进行总结，利用大数据技术分析每次生产中参数的调整规范情况，从而对现场操作规程进行分析，以此保证冷镦钢盘条实现标准化作业。又比如：某钢铁厂就根据实际生产工作经验，制定了导轮和活套辊等的定期检查、维护及更换制度，最大程度规避生产质量问题。除了上述内容之外，工厂还可以加强工艺纪律执行、检查和考核力度，比如：落实厂内质量异议经济责任制度，培养绩效、考核制度，让工作人员提高对产品质量的重视程度。

3 总结

综上所述，冷镦钢盘条表面缺陷主要体现在线状划痕、金属折叠这两个方面，造成这两方面缺陷的根本原因在于轧制规程不严谨、规范轧制操作不合理。想要从根本上避免这一问题，就要在轧制过程中，对主要工艺参数艺术进行分析，及时调整轧制规程，从根本上避免表面缺陷问题。