热轧带钢异物压入缺陷分析及改进措施

供稿|王鹏建 / WANG Peng-jian

内容导读

本文介绍了宝钢1580 mm热轧异物压入典型形貌及分布特征，分析了异物压入的五种成因：手清坯遗留的生根毛刺引起的带钢两侧掉落和轧入；咬钢和甩尾时的振动引起的锈蚀和异物的掉落和卷入；带钢头部的翘起或反面的挤压造成的卷入；带钢与侧导板的接触形成的铁屑卷入；WR冷却水造成的异物卷入。制定了钢种替代、设备点检、重点清洗改进等措施，降低了异物压入缺陷发生率和冷轧孔洞发生率，提高了带钢表面质量。

宝钢1580 mm热轧自1996年投产以来，随着薄规格(厚度2.01 mm及以下)镀锡板等产品生产比例的提高，异物压入类缺陷逐渐升高，下游工序冷轧发生孔洞缺陷及返修率同步上升，随着冷轧孔洞仪、酸洗表面缺陷仪和热轧表面检测等在线检测手段的不断完善，发现热轧卷异物压入缺陷是导致冷轧孔洞的原因之一[1-3]。因此在热轧生产过程中必须控制异物压入缺陷的发生，这对热轧生产提出更高的质量控制要求[4-5]。

异物压入缺陷

异物压入缺陷典型形貌

1580热轧异物压入缺陷典型形貌主要有如图1所示的四种。前三种缺陷如程度较重，则后续工序产生孔洞缺陷的风险较大。图1(a)所示缺陷为带钢局部凹陷但几乎没有延伸，凹陷中可以看到黑褐状的异物。该典型异物压入主要是F6～F7之间的机架上落下的异物(氧化铁皮或铁粉的块状物)在轧钢过程咬入造成的。图1(b)所示缺陷为异物附着，但因热卷没有凹陷，又几乎未被压下，后续工序发生孔洞的风险较低。该典型异物压入主要是在精轧后的HRT(热输出辊道)和卷取PR(夹送辊)周围因异物落下压入造成的。图1(c)所示缺陷为铁屑压入，热轧卷取SG(侧导板)周边发生频率较高。该典型异物压入主要是热卷从卷取SG槽逸出时边部遭切割但又未被卷取而残留在周边的切削屑，如被卷取的话，就会发生异物压入缺陷。图1(d)所示缺陷在热卷上面积较小，深度较浅，主要是在精轧后机架和卷取附近较小的腐蚀物落下后压入造成的。

图 1 异物压入缺陷典型形貌

异物压入缺陷分布

据统计，热轧带钢头、尾部的异物压入概率占压倒性的多数，异物压入缺陷不仅仅主要发生在热轧卷的上表面，而且在下表面同样存在较多的分布。

异物压入的成因分析

手清坯遗留的生根毛刺引起的带钢两侧掉落和轧入

部分板坯为防止轧制时产生裂纹，故需要手工清理并倒角，理论上，手工清理热轧坯(简称手清坯)的表面质量不会像未清理坯的表面一样光滑，板坯检查能够消除一些大的可见缺陷，如大面积的生根毛刺拔除，但仍有部分缺陷遗留，热轧加热过程不能完全烧除，在轧制过程掉落在钢卷表面两侧且还有很多小的铁屑由于目前检测能力不足从而形成异物压入、掉肉等缺陷，此类热卷带缺陷冷轧轧制产生孔洞缺陷风险较高。

咬钢和甩尾时的振动引起的锈蚀和异物的掉落和卷入

带钢轧制时在轧机咬钢或甩尾时的冲击引起的振动，造成轧机上部结构(配管、软管、横梁等)掉落异物(氧化铁皮、铁粉的块状物)后轧入形成异物压入缺陷；卷取的PR也有可能发生同样的情况。

带钢头部的翘起或反面的挤压造成的卷入

在带钢表面的异物可能会被卷入到后续板中；未掉落在板上的异物残留在活套或侧导底板等轧制线附近时，被后续的通板材头部翘起卷入或挤压在通板材反面形成异物压入缺陷。

带钢与侧导板的接触形成的铁屑卷入

带钢在与轧机或卷取PR前的侧导板接触时，带钢边部被切削的碎片作为异物掉在板上或黏附在侧导板上的异物脱落掉到板上形成异物压入缺陷。尤其是卷取PR前的侧导板如压得过紧，侧导板磨损过深形成磨损铁屑，一旦脱离深沟，形状像切削屑的异物就很容易掉落板上并被压入。

WR(工作辊)冷却水造成的异物卷入

WR冷却水混杂异物或冷却水一边卷入周围残存的异物，一边压入带钢表面形成异物压入缺陷。这也是带钢上下表面均出现异物压入的原因之一。

改进措施及实施效果

通过以上的分析，确定带钢异物压入缺陷主要由以上五方面原因导致，针对这些原因制定了相应的控制措施。

减少手清坯生产量，加大不清坯替代量

降低因板坯手清质量不良导致的热轧异物压入、铁屑压入等缺陷造成的孔洞缺陷，对T5料(镀锡板)采用不清坯替代手清坯。

按工序开展设备点检

当有异物压入缺陷情况发生或冷轧厂传来信息证明其有上升趋势时，按工序开展设备点检，如表1。

按工序开展设备日常清洗点检

关于清洗与点检相同也没有制定标准，但随着异物压入缺陷有增加倾向而制定的清扫计划中，应采用高压清洗机进行大规模的清扫，按工序开展设备日常清洗点检时机见表2。

表 1 热轧生产各工序开展点检的设备

表 2 高压清洗机进行大规模清扫的日常清洗点检时机

按工序实施重点清洗区域：粗轧、精轧区域见表3；精轧后仪表区域见表4；HRT冷却水箱及卷取机见表5。

措施及效果

(1)采用热送热装不清坯替代手清坯后，热轧异物/铁屑压入等缺陷呈显著降低趋势。

(2)表6为粗轧、精轧、卷取清洗前后的对比，清洗、点检尽管不能将异物压入缺陷彻底消除，但相对清洗、点检不足而言，清洗、点检后在生产过程中能够将掉落在带钢上的异物和铁皮灰及时吹扫掉，减少了异物压入带钢表面的可能。

(3)在管理上，增加异物压入评判标准；在设备改造上，卷取机前增加头部顶吹水，以减少异物压入带钢表面的可能。

结束语

1580热轧异物压入主要成因是手清坯遗留的生根毛刺引起的带钢两侧掉落和轧入、咬钢和甩尾时的振动引起的锈蚀和异物的掉落和卷入、带钢头部的翘起或反面的挤压造成的卷入、带钢与侧导板的接触形成的铁屑卷入、WR冷却水造成的异物卷入五方面。针对性地制定了钢种替代、设备点检、清洁生产等措施，降低了异物压入缺陷发生率和冷轧孔洞发生率，提高了带钢表面质量。

表 3 粗轧、精轧重点清洗区域

表 4 重点清洗的精轧后仪表区域

表 5 HRT冷却水箱及卷取机重点清洗区域

表 6 各工序清洗前后的对比