热轧板材质量缺陷分析

热轧板材质量缺陷分析许国超2007-7-5摘要：在热轧厂，对于企业板材的轧制板材质量直接关系到经济利益，同时也是轧钢的水平的体现，轧制板材质量在各钢厂故十分重视，对于热轧板材的质量成因分析便十分必要，在经验及理论总结上，做出适当的分析十分必要的，本文是提供参考。

关键字：热轧板材板材缺陷板材质量热轧板材质量影响主要有以下几种：因近年来国家钢铁行业形势，热轧板材线也先后上了不少，预计未来的产能在板材中占有主导地位。

特别是先进的轧线应用不但大大提高了钢铁行业的整体装配水平，也提升了技术水平，缩短了与国外先进技术的差距，但是也为热轧工作的工人素质提出了更高的要求，对于掌握并吸收先进技术的程度也有了更高的要求。

对于轧制出的产品质量控制也有了更高的要求，热轧板材主要的质量问题有：卷形不良、氧化铁皮卷、折边、辊印、划伤、边裂、浪形、规格偏差、其他等。

1.卷形不良1.1塔形卷塔形卷是一种带钢边部卷绕不平齐，一处或多处呈螺旋状出边的不良卷形。

主要分为头塔和尾塔两种。

头塔是由于带钢头部偏离轧制中心线或2—3圈后从轧制中心线偏离导致的。

尾塔是由于带钢尾部偏离轧制中心线或2—3圈后从轧制中心线偏离导致的。

1.2塔形卷形成原因(1) 带钢自身原因来料镰刀弯、楔形、异常凸度以及波浪、气泡、头部温度低，材质硬度大等都容易产生头部塔形。

对策是要求精轧调压下水平，卷取操作方面应尽早打开助卷辊，(2)操作上的原因导板夹力过大，带钢弓起，运行不平稳，以及带钢中心偏离导板中心进入卷取机，对策是采用适当的夹紧力、夹紧方法，以及适当的导板开口度。

(3) 设备上的原因侧导板的部分松动以及动作不一致，夹紧力不足、侧导板偏心、下夹送辊不水平、夹送辊左右辊缝不平衡。

由于带钢尾部从精轧抛出时，带钢张力比正常状态低，因此，平时因为高张力而未能表现出来的使带钢横向移动的力就变得明显，使带钢横向移动后卷取，有时可以通过改变减速点来达到控制尾部张力。

1.3松卷松卷是指钢卷没有卷紧，处于松散状况的缺陷卷根据带钢的厚度、宽度、材质、卷取温度、卷取速度设定合适的张力。

1.4锯齿卷指整个钢卷的端面不规则大量出边2.氧化铁皮卷氧化铁皮是影响热轧带钢表面质量的重要因素之一，氧化铁皮压入的板材酸洗后，严重影响后工序冷轧板的表面质量，造成产品质量下降。

2.1 一次氧化铁皮钢坯表面与高温炉气生成的炉生氧化铁皮称为一次氧化铁皮, 一次氧化铁皮压入缺陷呈小斑点、大块斑痕和带状条纹形式不规则地分布在带钢上，常伴有粗糙的麻点状表面.2.1.1一次氧化铁皮压入产生的原因(1)加热方面的原因:加热温度高加热时间长；炉内气氛不好，供入风量过大；炉内形成负压，吸入冷风；炉内加热温度低于规程规定的最低温度过多。

在加热过程中，若出现上述情况的一种或数种，在出钢轧制时，氧化铁皮便会粘在钢坯、钢板上，不容易被清除掉，从而形成一次氧化铁皮压入缺陷。

(2)除鳞设备方面原因高压水压不足；喷嘴磨损严重，能力小；高压水嘴堵塞；高压水未能集中喷射到钢坯表面上；除鳞喷嘴（喷嘴角度）装配不当；喷射距离不佳；除鳞时序不当；设备投入不足。

(3)板坯化学成分的影响，如含硫、硅、铝过多这里主要是钢坯本身性质决定的，应该加强上一工序精炼及连铸水平(4) 生产指挥不当(5) 轧制计划安排不合理2.2二次氧化铁皮在轧制过程中表面氧化铁皮脱落，热的金属表面与水和空气接触，会生成新的氧化铁皮，称为二次氧化铁皮二次氧化铁皮呈颗粒状压入，分布多象分散的盐.2.2.1二次氧化铁皮压入产生的原因二次氧化铁皮产生的主要原因为开轧温度过高，除鳞时序不当，及精轧、粗轧除鳞设备（除鳞设备原因上同）原因。

无法高速轧制，在精轧机内进行轧制时间长，加快氧化铁皮的增长2.3轧辊磨损氧化铁皮在精轧机内由于轧辊的表面氧化形成的氧化铁皮称为轧辊磨损氧化铁皮。

轧辊磨损氧化铁皮呈黑褐色，小舟状，相对密集、细小、散沙状、细摸有手感。

2.3.1轧辊磨损氧化铁皮压入产生的原因⑴轧机在轧制过程中，出现辊面氧化膜剥落被碾入带钢表面；⑵剥落后的粗糙辊面对带钢表面产生类似犁沟作用，促进带钢自身表面氧化铁皮形成；⑶精轧机组每架或部分轧机之间无清除氧化铁皮装置。

（4）温度和机械疲劳造成工作辊表面微裂纹，会导致氧化铁皮的积累此外轧辊控制不当，比如轧辊落水、温度和机械疲劳造成工作辊表面微裂纹，会导致氧化铁皮的积累，这些氧化铁皮粘在轧辊上，然后传到并压在带钢表面上；有无使用轧制油轧制等等，都影响到氧化物的产生。

3. 规格偏差3.1宽度超差宽度超过标准范围（0—+20mm）从设备上看粗轧机组是决定宽度的基准，也是轧制中宽度变化最大的地方，在控制上良好一般超差不会在这里，粗轧机组各种工艺参数和设备参数的变动以及中间坯沿长度方向上尺寸、温度不同,都会引起带钢宽度的变化，立轧机是对宽度中的重要设备，现在一般是液压伺服控制，精度比较高，AWC控制技术也成熟。

精轧机组各种工艺参数和设备参数的变动以及中间坯沿长度方向上尺寸、温度不同,都会引起带钢宽度的变化。

精轧机组影响宽度变化的主要因素有:(1) 水平轧制矩形件引起的宽度增加。

由中间坯轧制成成品带钢, 随着厚度的不断减小, 必然要伴随着一定量的自然宽展。

(2) 精轧机架间张力引起的宽度减小。

带钢因宽厚比值很大, 轧制时对拉应力极为敏感, 易被过渡拉伸而变窄。

实践表明, 只要轧制时带钢的单位张力超过13～17M Pa, 带钢将出现明显的拉窄。

在精轧机组中, 由于各种因素造成的轧机速度不平衡和活套套量变化, 机架间张力都要发生波动, 从而引起宽度变化。

(3) 板凸度对宽度的影响。

板凸度变化时要伴随着一定量金属横向流动, 尤其是薄板,宽度随板凸度变化更加明显。

(4) 水印的影响。

沿板坯长度方向水印处的温度低, 与板坯其它部位的温差可达50～100℃。

由于水印处变形抗力大且板宽方向温差大, 使它在精轧机组水平轧制过程中宽展量增加。

(5) 当在精轧机组前设置小立辊时, 其宽度压下和随后的水平辊轧制将引起宽度变化。

精轧宽度自动控制技术是最新的热连轧宽度控制技术, 它是整个热连轧宽度控制系统的补充和完善。

在精轧宽度自动控制系统中, 机架间设置了测宽仪, 利用宽度变化预测模型估算机架出口宽度, 通过控制机架间的张力来调节各个机架的出口偏差。

该技术的应用大大地改进了带钢宽度精度, 有效地利用金属资源, 提高经济效益。

与防止边部减薄技术及轧连技术相结合, 可望实现生产无需切边的热轧带钢。

因此, 精轧宽度自动控制技术具有广阔地应用前景。

3.2厚度超差厚度超过标准范围（见标准）从设备上：AGC板厚自动控制是基于对板厚偏差大小和方向的估测，处理成消除厚度偏差所需要的校正信号，通过执行机构动作，达到所要求的厚度精度的过程。

调节量可以是辊缝、张力和轧制速度。

轧制过程中，影响板厚的主要因素有以下四大类：①辊系因素。

轧辊偏心、轧辊磨损、轧辊弯曲、轧辊热膨胀、油膜厚度变化等；②来料因素，来料厚度、宽度、硬度变化、轧制区摩擦系数变化；③轧制过程参数变化。

轧制力、张力、轧制速度的变化；④控制模型误差和检测仪表误差。

针对以上因素，发展出了以下几种AGC控制方式：反馈式、厚度计式、前馈式、直接辊缝检测式、张力式和秒流量计式等厚度自动控制系统。

可根据工艺需求选择或改进。

3.3长度偏差板坯尺寸误差、进入精轧机组前切头飞剪切头切尾过大，都会造成长度偏差。

4、板形问题通常指板带的平直度（波浪形和瓢曲）和凸度（横向厚度）4.1波浪形浪形分为边浪、中间浪、特殊浪形主要由于轧辊的热膨胀及轧辊本身的弹性变形边浪：轧辊中间呈凹形，易产生带钢侧边浪形（单边浪、双边浪）中间浪：轧辊中间呈凸形，易产生中间浪4.2 瓢曲带钢不同截面一边凸一边凹的变形，主要是由于钢板两侧冷却不均加上最后机架压延量过小造成。

4.3凸度指钢板中心轴线或者是凸峰处由于两侧的厚差。

影响热凸度的主要原因：1）当轧机停轧一段时间又重新开动时，在极端情况下轧辊没有热凸度，实际产生中虽然通常通过烫辊等措施使轧辊有一定的热凸度，但仍较稳定值小得多。

只有轧制数卷后，才形成热凸度。

2）如果某机架工作辊损坏，必须更换新辊，在极端情况下也没有热凸度。

3）不同产品常常要求由一种轧制规程变到另一种轧制规程，随之而来得是热凸度需要由一个稳定状态过渡到另一个稳定状态。

其一、张力改变对轧辊热凸度发生影响，特别是后张力影响更大，因而调整张力是控制板形的手段之一。

其二、张力对轧制压力发生影响，根据轧制理论，由于张力变化，特别是后张力变化，对轧制压力有很大影响，而轧制压力变化必然导致轧辊弹性变形发生变化，所以必然对板形产生影响。

其三、张力分布对金属横向流动发生影响。

这个问题今年来已引起人们的广泛注意。

研究表明，当张力沿横向分布不均时，会使金属发生明显的横向流动，即使对于板材轧制这种宏观看来近于平面变形的情况也是如此。

在一定的高向板形下，横向流动的结果必然改变横向的延伸分布，因而必然改变板带的板形。

与板形这一概念密切相关的另一个重要的概念是所谓的板凸度（Cro wn）。

热轧及冷轧板带材往往具有共同的特点，除板带边部外，90％的中间带材断面大致具有二次曲线的特征，而在接近边部处，厚度突然迅速减小，这种现象称为边部减薄（Edge dorp），其实质是钢板轧制时，宽度上的各处在厚度方向上不均匀压缩塑性变形，或由于带钢冷却不均而导致其在宽度方向上纤维产生不均匀延伸。

由于各纤维内部相互制约，形成了轧件内部的拉压应力,因而造成带钢不平，出现质量问题。

一般所指的板凸度，严格来说，是针对除去边部减薄区以外的部分。

边部厚度是以接近边部但又在边部减薄区以外的一点的厚度来代表，板凸度即为板中心处的厚度与边部代表点处的厚度之差。

5、辊印辊印主要是由于轧辊表面有缺陷而造成的。

主要有沾肉和掉肉两种（网纹也归入其中）。

辊印的判断主要是根据带钢表面的缺陷形状来进行的。

如果是有规律的缺陷（这里一般是缺陷的间隔长度一定），那么一般都是轧辊上产生的，再可以根据间隔的长度来判断是什么样的轧辊产生的。

工作辊、夹送辊、助卷辊、托辊。

在周期性载荷作用下，材料会发生疲劳磨损。

该过程包括在受压工具表面下剪切应力的产生。

重复加载导致微裂纹产生，常常也是出现在表面以下，在随后的加载和卸载过程中，微裂纹会扩展。

当裂纹达到一定的尺寸后，它会改变方向扩展到达材料的表面，从而出现扁平片状粒子的剥离(起层)，如果分离的粒子很大，则称为剥落(Spalling)。

小规模的表面疲劳叫做微腐蚀(Micropitting)。

在热轧中会出现被称为开裂或热裂的破坏性热疲劳，该过程会产生交错镶嵌的裂纹网，就是网纹。

6、划伤划伤为带钢轧制过程中与硬物接触，带钢表面（下表较容易产生）产生一条或多条痕迹。