劉鴻智 孫開宇 趙瑛珺

摘 要：針對(duì)本鋼1700線現(xiàn)有工藝設(shè)備存在的氧化鐵皮問題，分別從加熱溫度、除鱗系統(tǒng)、精軋機(jī)組負(fù)荷等方面進(jìn)行分析和優(yōu)化，并提出改進(jìn)措施。使得本鋼1700線產(chǎn)品表面質(zhì)量得到了提升，各類氧化鐵皮缺陷產(chǎn)品占比降低明顯。

關(guān)鍵詞：熱軋板;氧化鐵皮;表面質(zhì)量;工藝控制

中圖分類號(hào)：TG335.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）19-0064-02

0 引言

隨著中國制造業(yè)的發(fā)展，無論是要求嚴(yán)格的汽車面板還是機(jī)器零部件，對(duì)于鋼板表面質(zhì)量要求越來越看重，這對(duì)作為基礎(chǔ)原料的熱軋帶鋼表面質(zhì)量提出了更高要求。常見的熱軋產(chǎn)品表面質(zhì)量缺陷包括：氧化鐵皮不易去除、氧化物壓入、表面紅銹、帶狀“麻點(diǎn)”及“麻面”等問題[1，4]，熱軋帶鋼氧化鐵皮缺陷一直是最主要也是最難以控制的表面質(zhì)量缺陷。

本鋼1700線由于設(shè)備超期服役，部分設(shè)備設(shè)計(jì)老舊、能力弱等原因，鐵皮缺陷更為突出。氧化鐵皮缺陷會(huì)導(dǎo)致熱軋商品帶鋼表面噴漆后出現(xiàn)色差，冷軋或車輪鋼等酸洗后會(huì)留下麻點(diǎn)、麻坑或色差，對(duì)產(chǎn)品的表面質(zhì)量影響較大，每月導(dǎo)致大量的鐵皮缺陷降級(jí)和返修產(chǎn)品，并造成非計(jì)劃換輥，影響全線生產(chǎn)正常運(yùn)行。氧化鐵皮缺陷嚴(yán)重影響本鋼熱軋產(chǎn)品的產(chǎn)品形象，并且對(duì)生產(chǎn)線成本控制及客戶使用都造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

1 氧化鐵皮形成分析

熱軋帶鋼的氧化鐵皮一般分為爐生氧化鐵皮（一次鐵皮）、粗軋氧化鐵皮（二次氧化鐵皮）及精軋機(jī)在機(jī)、卷取前氧化鐵皮（三次氧化鐵皮）。如圖1所示，為典型的氧化鐵皮結(jié)構(gòu)。

在連鑄坯經(jīng)過加熱爐及軋機(jī)軋制過程中，鋼坯上下表面的氧化鐵皮粘在鋼坯或鋼板上，經(jīng)過除鱗后不能徹底與鋼分離、脫落，氧化鐵皮冷卻后硬度大于熱坯硬度，在軋制過程中，被壓入鋼板中，使得帶鋼表面形成各種形貌的氧化鐵皮缺陷，從而影響帶鋼表面質(zhì)量。一次氧化鐵皮壓入缺陷呈小斑點(diǎn)、大塊斑痕和帶狀條紋形式，不規(guī)則地分布在帶鋼上，常伴有粗糙的麻點(diǎn)狀表面;二次氧化鐵皮呈顆粒狀壓入，多為分散的鹽狀分布;三次氧化鐵皮缺陷主要是軋輥磨損造成，氧化鐵皮呈黑褐色，小舟狀，相對(duì)密集、細(xì)小、散沙狀、細(xì)摸有手感。針對(duì)不同類型的氧化鐵皮，本鋼1700線根據(jù)對(duì)加熱，軋制和冷卻三方面進(jìn)行改善和控制。如圖2所示，為本鋼1700線帶鋼表面氧化鐵皮形貌，通過圖片可以看出，帶鋼氧化鐵皮嚴(yán)重。

2 采取的主要控制措施

2.1 優(yōu)化加熱工藝

針對(duì)不同鋼種、規(guī)格重新制定更細(xì)致的加熱時(shí)間、加熱溫度制度，并要求提高溫度控制精度及縮小溫度爐間差，以達(dá)到優(yōu)化加熱工藝防止加熱溫度超工藝要求或均熱段急火燒鋼導(dǎo)致的一次氧化鐵皮缺陷，同時(shí)均勻的燒鋼溫度也是后續(xù)保證穩(wěn)定軋制和消除軋機(jī)震蕩的必要條件。

將各鋼種規(guī)格的出爐溫度目標(biāo)值進(jìn)行細(xì)分，出爐溫度目標(biāo)值在±10℃范圍內(nèi)調(diào)整，極限范圍為±20℃。明確規(guī)定冷料最短在爐時(shí)間161分鐘、熱料最短在爐時(shí)間150分鐘，爐間差確保出R3平均溫度差≤20℃。當(dāng)連鑄上料故障或長時(shí)間處理設(shè)備問題時(shí)，要求厚度≤3.0mm薄規(guī)格不允許留空位。酸洗板、O5板及車輪鋼等高表面級(jí)別鋼種不允許留空位。對(duì)于普通中碳類Q235B、SS400及SPHT2等同級(jí)別鋼種及Q345B同級(jí)別普通用途商品帶鋼，厚度≤3.0mm規(guī)格終軋溫度目標(biāo)設(shè)定保證在880℃以上。

2.2 優(yōu)化除鱗水系統(tǒng)

對(duì)除鱗機(jī)內(nèi)輥道標(biāo)高進(jìn)行重新測(cè)量，同時(shí)測(cè)量下排除鱗水嘴距標(biāo)高的距離，測(cè)量邊部水嘴距標(biāo)高98mm，中部為94mm，可以看出輥道磨損4mm，從而導(dǎo)致中間坯在除鱗箱內(nèi)發(fā)生傾斜，影響除鱗效果，同時(shí)除鱗箱輥道磨損或輥道不水平也會(huì)造成除鱗要求高度發(fā)生變化。本鋼1700線利用檢修期間，優(yōu)化水嘴和集管的高度，利用每次檢修對(duì)各除鱗箱輥道和水嘴進(jìn)行檢查并進(jìn)行及時(shí)更換，保持輥道標(biāo)高和水嘴的噴射角度和壓力。同時(shí)，利用停機(jī)時(shí)間進(jìn)行除鱗打板測(cè)試，保證噴射角度、噴射重疊量和水嘴投入狀態(tài)的完好。如圖3所示，為除鱗機(jī)調(diào)整后打板測(cè)試結(jié)果，從圖中可以看出打擊痕跡清晰，且成一定角度，重疊量8mm，負(fù)荷工藝要求。

另外，對(duì)精軋機(jī)組的水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，包括：軋輥冷卻水、側(cè)噴水、輥縫水、機(jī)架間冷卻水等。軋制線水溫直接影響工作輥冷卻水的冷卻效果和機(jī)架間冷卻水的效果，軋輥溫度過高會(huì)增加氧化膜的厚度導(dǎo)致易脫落。增加軋輥冷卻水水溫報(bào)警，當(dāng)水溫超過30℃時(shí)，數(shù)字變紅提示。操作工要溝通調(diào)度室通知水廠，水廠將加轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)對(duì)水溫進(jìn)行降溫。1700線的機(jī)架間冷卻水噴水為模型自動(dòng)控制，在FTC2模型中對(duì)每個(gè)機(jī)架間的噴水量自動(dòng)控制，以達(dá)到軋機(jī)速度和終軋溫度的控制。合理的利用機(jī)架間冷卻水，可以控制上游機(jī)架軋件的溫降，可有效控制三次氧化鐵皮的產(chǎn)生，利用這點(diǎn)特性，攻關(guān)組又在模型中加入了噴水的手動(dòng)控制（手動(dòng)優(yōu)先），模型在手動(dòng)的基礎(chǔ)上對(duì)軋機(jī)速度和終軋溫度再次計(jì)算，即保證了帶鋼表面質(zhì)量又保證了終軋溫度指標(biāo)。厚度≤2.1mm薄規(guī)格產(chǎn)品穿帶時(shí)不投入機(jī)架間冷卻水。

2.3 優(yōu)化精軋機(jī)組負(fù)荷

氧化鐵皮壓入缺陷是熱軋帶鋼和中厚板生產(chǎn)中易于出現(xiàn)的表面缺陷。由于加熱坯料及軋制道次間除鱗不凈，造成鋼板表面的氧化鐵皮在軋制力的作用下殘留氧化鐵皮壓入到帶鋼基體中;同時(shí)鋼板殘留氧化鐵皮在軋制過程中會(huì)對(duì)軋輥表面的氧化膜造成破壞，加劇軋輥表面質(zhì)量的惡化，在持續(xù)的軋制過程中造成軋輥氧化膜脫落，又會(huì)進(jìn)一步造成表面鐵皮壓入缺陷[5]，如圖4所示，為殘余氧化鐵皮與軋輥?zhàn)饔煤?，壓入型氧化鐵皮形成原因。因此，軋機(jī)負(fù)荷的分配不合理，軋機(jī)震蕩等情況都會(huì)增加鐵皮壓入情況的發(fā)生。

通過優(yōu)化精軋機(jī)組各機(jī)架負(fù)荷，來調(diào)整各機(jī)架的軋制力，同時(shí)控制軋機(jī)震蕩的發(fā)生。在二級(jí)模型中對(duì)F2-F4機(jī)架的最大壓下率均進(jìn)行了限制，分別限定為45%，40%，40%范圍內(nèi)。同時(shí)明確規(guī)定軋制過程中絕不允許出現(xiàn)軋機(jī)震蕩情況，如現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生軋機(jī)震蕩，則需要立即減小F2-F4相應(yīng)震蕩機(jī)架負(fù)荷，提高加熱溫度甚至采用減少冷卻水投入等調(diào)整措施。

3 結(jié)語

通過對(duì)加熱溫度、除鱗系統(tǒng)、精軋機(jī)組負(fù)荷等的優(yōu)化，2018年本鋼1700線鐵皮缺陷降級(jí)品較比去年降低86%。鐵皮缺陷返修品降低了50%，因鐵皮缺陷造成的非計(jì)劃換輥次數(shù)較比以前降低了83%。目前，本鋼1700線生產(chǎn)的1.8-1.9mm厚度薄規(guī)格商品卷產(chǎn)品、高強(qiáng)度出口卷、車輪鋼產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)批量穩(wěn)定生產(chǎn)。

由于氧化鐵皮在熱軋生產(chǎn)的不同過程中，其結(jié)構(gòu)、厚度和分布狀態(tài)都會(huì)不同且影響因素較多，氧化過程與氧化鐵皮除去控制技術(shù)的研究與開發(fā)是一個(gè)漫長而細(xì)致的過程，不僅需要現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)企業(yè)對(duì)各種軋制工藝參數(shù)以及設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，還需要科研機(jī)構(gòu)對(duì)其形成機(jī)理進(jìn)行進(jìn)一步分析和討論。從而最大限度地降低后續(xù)加工成本，或取消相關(guān)工序，降低生產(chǎn)成本，提高制造效率，也可為環(huán)保生產(chǎn)、綠色制造提供有力支撐。

參考文獻(xiàn)

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