热轧钢板表面翘皮缺陷研究

白智博

（唐山中厚板 河北 唐山 063000）

1 引言

热轧和冷轧钢板表面出现缺陷都会影响成品的合格率，是目前质量异议重点关注的问题。这类问题在2～3mm规格热轧钢板表现明显，表面翘皮和线性条纹经常出现，对于这两种缺陷的形成原因没有统一的说法。为了避免这类缺陷的出现，我们需要对这类现象进行详细研究，找出问题产生的真正原因。

1.1 典型性翘皮特征

典型性翘皮也就是典型的轧钢表面翘皮缺陷所具有的形态特征，主要表现为翘皮出现的区域位于材料折叠的部分，缺陷的下方和机体连接在一起，但是逐渐呈现开口形状，在钢坯的表面连续存在，出现的区域通常集中在距离角部10～20毫米的位置，从纵向角度看，其规律不甚明显，在整炉钢坯中可能会出现大量翘皮缺陷。

1.2 过钢件磨损导致的翘皮特征

这一类的翘皮表面特征大体上与典型性翘皮特征相同，但也存在其他特征。这类缺陷分的分部有一定的规律性，出现的密集程度较低，不如典型的翘皮出现的密集。根据该缺陷的规律可以发现该缺陷的出现和轧辊存在密切的关系。另外，在出现翘皮的附近钢坯上存在有锯齿状的痕迹。

1.3 异物黏附导致的类翘皮特征

从翘皮的定义而言，该类翘皮与典型翘皮的特征也是基本符合的，并且其分布特征的规律性较典型性翘皮的规律性更为明显，但其密集程度要较典型性翘皮较低。在外力的影响下容易剥落。这类翘皮出现时钢坯的表面往往会同时出现较多的凹坑。

2 翘皮缺陷的成因分析

2.1 典型性翘皮形成机理

典型性翘皮出现在轧钢的过程中是由两个因素的共同作用导致的，其一是有外来物存在于坯料表面，或坯料表面存在边缘翘起的情况；其二是外来物在一定轧制力的作用下嵌入钢坯之中。

为了研究方便，我们选用经孔型轧制初轧机逆轧而成的连铸坯，其尺寸参数为410mm×315mm，分别向钢坯的四个方面施压，最终形成设计的尺寸。这样的情况下产生翘皮缺陷的可能有两种。首先，在轧制前缺少除磷措施，在钢坯的轧制过程中会存在一定数量的二次氧化铁皮附着在钢坯上。这样的氧化物具有很强的黏附性与基体结合紧密，钢坯经过翻钢和平扎的时候位于钢坯中部的氧化铁皮大部分会被除去，但是有部分会留在钢坯的角部区域形成翘皮。特别是对于进入成品道次的钢坯受断面尺寸偏大的影响，在较大轧辊挤压力的作用下就容易出现角部氧化铁皮嵌入基体的情形，最终导致翘皮。其次，通常来说，中间方钢坯或者成品更容易受到第一天初轧机轧制作用的影响，呈现出较大幅度的变形，当第一道工序完成以后，钢坯的角部一般会形成尖锐状，当这样的钢坯进入两架轧机加工时就会因折叠而形成缺陷，最终导致翘皮。同时，受角部凸起或尖锐不均匀的影响，最终导致翘皮呈现出断连续的状态。

2.2 过钢件磨损导致的翘皮形成机理

当初轧机的孔型因为长期的作业造成轧辊磨损程度不断加深而导致缺陷存在时，被称之为过钢件磨损，凹坑、黑疤或锯齿状痕迹都是该类缺陷的常见表现形式。其中，孔型的侧壁部位是该类缺陷的高度集中区，这主要是由于过高的轧制负荷导致的。在生产中，一旦轧辊出现锯齿状缺陷，锯齿就会像锋利的刀刃一样，这些锯齿高度一般为3～5mm，不规则的存在孔型的内壁，从而引起钢坯表面的擦划损伤，呈现出卷曲状的小翘皮。所以，轧辊的锯齿状缺陷极易引发钢坯在近角区域就会出现规律性分布的小翘皮，更换轧辊后这样的翘皮便会消失。

2.3 异物黏附导致的类翘皮形成机理

对于典型性翘皮和过钢件翘皮而言，其缺陷集中体现在钢坯的表面，主要是因初轧轧制机制导致的。与前两类翘皮不同的是，异物黏附翘皮缺陷集中于出现在经连轧机轧制后的小方坯中，而这些钢坯几乎都是由在线热火焰清理工艺清理过的。

在生产制造低碳钢的时候，钢坯经过初轧机后未进行在线热火焰清理前表面并没有黏附物存在。一旦开始进入连轧机的加紧辊开始加工，导致大量黑色鳞状物质集中出现在钢坯的角部。所以认为该类缺陷主要是受到热火焰清理工艺的影响。

在线热火焰清理工艺的工作原理在于对钢坯表面的金属用烧嘴进行熔融，并用高压气体将熔融金属吹散，实现对钢坯表面一定深度的有效清理。但也因此而产生大量的熔融金属和熔渣，这个时候钢坯角部表面具有较大的张力，大部分的杂质会黏附在角部，最终形成类翘皮缺陷。

这样的缺陷不同于典型性翘皮的形成原理，连轧机没有进行逆式轧制和翻钢操作，其缺陷位置主要受到熔渣残留位置的影响，对于钢坯表面中间位置而言，也无法有效避免该类缺陷的出现。另外，因该类钢坯含碳量较低，钢质较软，因此在连轧机强度较低的情况下也会将异物压入到基体之中，但是这样的异物一般和基体的联接力较小。

3 减少类翘皮缺陷的改进措施

钢产品质量直接受到类翘皮缺陷的影响，因此有必要不断提高工序的精整度，考虑到类翘皮缺陷的出现都是批量性的，会产生较大的改正工作量，对常规生产产生影响。因而对有效防范类翘皮缺陷提出更高的要求。

3.1 优化初轧机轧制规程

（1）采取有效措施对存在于钢坯不同表面和角部的氧化铁皮进行有效清除，实现初轧机对鳞状杂质的有效清除。

（2）铸坯经1号轧制机轧制，开始2号初轧机作业，这时要严格控制初轧机的断面大小，尽量精确控制断面。如果断面尺寸较大，在接下来的流程中钢坯角部受到挤压，如果前期存在氧化铁皮，就极容易导致翘皮缺陷。

3.2 制定完善的轧辊维护措施

（1）提升初轧机轧辊表面的硬度，使得轧辊更具耐磨性。

（2）以2号初轧辊辊径为标准，施行细化分类管理。

（3）装配轧辊以及开始生产前，首先应检查轧辊的表面，对于凸起和锯齿痕迹超过一定限度的，要及时采取修磨措施。

4 结语

集中研究了热轧钢坯翘皮缺陷的类型及其产生原因，可以对现场的生产活动进行指导，帮助他们针对不同的翘皮缺陷采取相应的措施，从而减少或避免翘皮的产生，降低精整环节的工作量，提升产品的综合质量，降低公司成本。另外，截止目前，学界关于热轧钢坯翘皮的研究还比较缺乏，该研究有助于对热轧钢坯表面缺陷领域研究内容的进一步丰富，进而更好地指导实践。