中厚板热处理线抛丸钢板表面质量问题分析及解决

王文峰

摘 要： 目前，社會进步迅速，我国的钢铁企业的发展也日新月异。热处理是通过不同的加热温度、保温时间及冷却速度，使钢的成分与组织发生扩散、再结晶的过程，也可促进或阻止其组织与成分的转变、析出，以期达到所要求的各种性能。中厚板热处理的目的是提高钢板强度、改善韧性与焊接性、清除内应力、防止白点、降低脆性与表面硬度。热轧性能偏高时，热处理还可调整其性能，挽救性能不合格所造成的损失。热处理不当会造成钢板下表面划伤，冷却不均会引起钢板变形及淬火钢板的不平直。另外，还会增加能耗、提高成本费用等。

关键词： 中厚板热处理线抛丸钢板;表面质量问题分析;解决

【中图分类号】TG668     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）01-0191-01

引言：随着市场对高品质板材的需求日益增长，各中厚板生产厂家积极进行产品结构调整，提高高附加值产品，在这一背景下纷纷开始建设钢板热处理生产。为了保证钢板热处理的质量，一般在进入热处理炉之前需先对钢板表面进行处理，其中抛丸机是一个重要的关键设备，主要任务是清除钢板表面氧化铁皮，使钢板达到除锈、表面强化的目的。抛丸机对钢板表面清理的质量直接决定着入炉前产品的表面质量，特别是对具有高附加值的中厚板具有十分重要的作用。

1 中厚板生产线热处理系统综合比较

单纯采用控制冷却系统（高密度管层流冷却装置，冷却速度一般小于25℃/s）。高密度管层流冷却装置是在国外技术的基础上进行自我创新的新成果，该装置以水为介质进行冷却，水从一定的压力水嘴中流出，形成平滑水层，水流落到钢板表面以后，在一段距离内水仍保持平滑层流状态，可获得很强的冷却能力，冷却均匀。将冷却装置安装在中厚板轧机之后，热矫直以前，利用轧后钢板的余热，通过控制水的流量和钢板的移动速度可以控制钢板的冷却速度，达到控制轧制钢板的组织和性能，实现在线热处理（正火和调质），以此减少一次离线热处理工序，实现节能降耗。采用该系统，可以简化热处理工艺，从而达到节能降耗、降低生产成本目的。如通过轧后在线控冷工艺，取代常规的轧后离线正火热处理工艺，从而取消了再次加热的工序，使每吨钢降低成本200元～250元人民币（其中节约能源折合标煤40kg/t～45kg/t）;通过轧后控冷工艺还可以提高产品的质量，提高产品的性能合格率约1%左右。控制冷却+超快冷却（有直接淬火功能，冷却速度一般大于100℃/s）采用该方案，虽可生产超高强度钢板，但对同时要求高强度、高韧性的钢板来讲，还不能满足要求。控制冷却+超快冷却（直接淬火）+回火装置控制冷却：采用常规高密度层流冷却方式;淬火机：采用辊压式淬火机;回火装置采用辊底式回火炉。以上装备可处理要求高强度、高韧性钢板。

2 中厚板热处理线抛丸钢板表面质量问题的解决方案

①经现场测绘及比对图纸设计，改进抛头鱼电机连接方式，采用窄V带方式连接，同时与相应皮带轮进行改进，有效提高预紧力，发挥其速度和曲挠次数高、传递功率大的特点。②电机底座改为滑槽式，安装顶丝，随时可对电机位置进行调整，确保皮带的张紧力满足使用，增大传动扭矩，杜绝打滑现象。③抛丸机上下抛头安装位置进行调整修改，将水平角度调整到25°，同时远用高效电机，保证丸料最高抛射速度达约90m/s，提高打击力，以保证钢板最佳的抛丸表面质量。④调整抛丸机刷辊距离，抛丸时，将上刷辊静态相对标高+70mm降低20mm，提高清扫能力。针对不同厚度钢板，实时调整上下刷辊中心相对距离。⑤调整抛丸机箱前上刮板高度位置，根据实际钢板厚度，对刮板框架下调150mm，保证刮板下行程加大，对钢板表面的丸粒进行有效的清扫，为刷辊的最终清扫提供保证。⑥增加吹扫装置。在抛丸机尾部辊道上方设置一套独立的伞形吹扫装置，在装置空气管路上增设电磁阀，控制吹扫气路，可根据钢板位置跟踪信号、抛丸速度及到尾吹管安装位置等自动启闭切断阀，实现自动吹扫。为提高吹扫质量，吹扫管长度与抛丸机箱体宽度相同，在长度方向上每间隔100mm钻有一孔径为6mm的小孔作为其喷气口，安装时使喷气口与水平面夹角约为45°，将附着在钢板上表面的氧化铁粉清除。

3 明火加热与辐射管加热的比较

辊底式热处理炉的供热方式通常有2种，一种是明火加热，另一种是炉内通保护气体用辐射管加热，我厂热处理炉采用氮气作为保护气体。无论哪种加热方式，都要保证炉温的均匀性，并满足要求的加热时间和保温时间。在此前提下，明火加热要尽可能将炉内气氛控制为微氧化性气氛或接近还原气氛，以获得较好的钢板表面质量。辐射管加热要在炉内通入氮气等保护气体，在炉内形成惰性气氛，防止钢板氧化，以获得更好的钢板表面质量。从我厂的实际情况来说，钢板加热前还需通过抛丸机以清除其表面氧化铁皮，并可减少炉辊积瘤。

但明火直接加热辊底式炉易出现辊印、划伤、麻坑、氧化严重等表面缺陷。钢板下表面的辊印、划伤主要是炉底辊结瘤（高温氧化铁皮累积而成）引起的，重者会增加钢板修磨量，甚至发生辊印超深或修磨面积过大而导致钢板判废，直接影响企业的经济效益。表面氧化严重还会造成钢板麻坑、氧化铁皮增厚，尤其是船板抛丸处理后会出现麻点等缺陷。一些钢厂对于表面质量要求高、价格昂贵的钢板，采用加垫板来消除辊印的办法，但其弊端较多，如垫板浪费严重，增大热处理量，成本上升，生产率很低，分离不及时还会影响钢板性能。

结语：为了拓宽中厚板市场并占有一席之地，越来越多的中厚板企业会考虑新上热处理线。辐射管辊底式热处理炉、辊压式淬火机和正火快速冷却装置已成为当前中厚板厂新上热处理线的首选，相信在一套装备优良、设备先进的热处理线上生产出高质量、高性能、高附加值产品是最有保障的。技术人员对现场问题点充分调查，逐一解决，通过对每个细节的改进，最终达到了整个系统全面提升的目的，大大提高了设备作业率，降低了故障时间，节省了备件消耗费用，实现了抛丸机的高效运行，取得了良好的经济效益。后续还将在操作规程、作业指导书等方面进行修改和完善，杜绝因为人为的因素造成质量事故的发生。

参考文献

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