热轧卷板边部线状缺陷的解决措施

2019-11-27王景宁

中国金属通报 2019年10期

王景宁

（河钢承钢板带事业部，河北承德 067002）

热轧卷板边部线状缺陷一般存在于上下表面距边部，是热轧产品日常检验常见的问题，此类缺陷也被称为边部裂纹、边部线状裂纹以及边部黑线等，通常分布在卷板上下表面单侧距边部或者两侧距边部一定范围之内，在产品上呈现轧向分布条片状、细线状或带状线状缺陷。在我国，常见的热轧卷板厂都存在着边部线状缺陷问题。因此，相关企业必须详细分析在工业生产过程中出现的热轧边部线状缺陷，并找出其具体原因，然后对现场工艺生产技术和流程做出正确的指导，以此降低产品缺陷发生率[1]。

1 热轧卷板边部线状缺陷外貌分析

1.1 宏观形貌

我国热轧厂在监测热轧产品整体形貌时，通常利用热轧表面检测系统，采取在线检验结合离线复查的方法来检测边部线状缺陷情况。热轧卷上表面边部线状缺陷呈现出明显的凹凸感，且线裂长短不一，一般分布在上下表面距离边部的20mm范围左右，上表面线状缺陷问题通常严重于下表面，且热轧卷板边部上表面线状缺陷边裂细纹分布情况约为10条左右，呈现相对密集的情况。从缺陷数量上分析，不同热轧卷板之间的缺陷数量差别相对较大，本文以在线检测系统缺陷图片数计算，统计，某钢厂在2017年3月至2019年1月之间热轧卷板边部线状缺陷数量，见下图1。

图1 边部线状缺陷数量分布规律

从宏观形貌上分析，热轧板边部线状缺陷有两种常见形貌：边部黑线、边部线状翘皮。边部黑线缺陷通常分布在带钢上下表层两侧，成直线状态，分布一条或多条，线状宽度约为1mm到2mm。边部现状翘皮缺陷与边部黑线有着一直的分布特征，但其缺陷严重性要远远大于边部黑线，一般表现为热轧边部两侧表面沿轧制方向裂开，呈现翘皮形态，宽度至少在3mm到5mm之间，情况相对严重，对产品及用户的影响也非常严重。

1.2 微观形貌——金相分析

观测热轧卷边部线状缺陷微观形貌的方法为：截取一小段上表面线状缺陷裂纹，之后去其进行磨制，利用质量分数为3%的硝酸酒精溶液侵蚀取样产品，通过BX51M金相显微镜观察该产品内部组织。在显微镜观察下，热轧卷边部线状缺陷的深度为至之间，宽度为160左右。通过观察和计算得出：热轧上表面裂纹处缺陷周围晶粒度大约为8.5级，表现为正常珠光体与铁素体组织，在边裂处未发现脱碳或高温氧化等化学特征。

除此之外，本文采样热轧上表面线状缺陷裂纹处横截面，详细分析其成分发现，缺陷处主要元素含量也处于正常范围内。通过利用相关扫描仪，对缺陷部位以及附近位置进行能谱扫描，详细分析和计算扫描结果与数据，均未发现异常元素。综上，笔者推断出热轧卷板边部线状缺陷形成原因并不是由某元素偏析或者夹杂情况造成的[2]。

2 热轧卷板边部线状缺陷形成机理与原因

2.1 黑线

黑线通常出现在粗轧中间坯距离卷板边缘10mm至20mm的范围内，通过取样分析粗轧中间坯样发现，线状黑线有着一定的普遍性，且严重影响着成品质量，降低产品成材率。我国目前关于热轧卷板边部黑线缺陷问题的研究相对较少，本文就某钢在4300mm轧机调试中发现的边部黑线裂纹为例，并对其具体形成机理进行了详细分析。

（1）不同规格热轧卷板对比试验。通过分析相关资料得出：不同规格厚度的热轧卷边产生的黑线裂纹距离也不一样，详细见下表1，300mm厚铸坯不同规格热轧卷板的边部黑线位置。

表1 不同规格热轧卷板裂纹缺陷位置（mm）

此外，生产出不同规格的热轧卷板，其裂纹缺陷位置也不同。一般来讲，铸坯越薄，则边部黑线距离边部越远，铸坯越厚，距离越近。在同一时期内，不同铸机生产出不同厚度铸坯4300轧制，下表2为不同厚度铸坯生产热轧卷板缺陷改判率情况。

表2 不同厚度铸坯生产热轧缺陷改判率（%）

（2）模拟实验。进一步验证热轧卷板边部黑线与铸坯角部缺陷之间的关系，现场做了以下模拟实验。通过在铸坯内弧角部进行钻孔，轧制后将钻孔翻转到热轧卷板上表面距边部20mm至30mm处。

2.2 形成原因

在轧制铸坯时，该裂纹变形形状与轧制压下量有着一定的关系：压下量较大，轧制力会直接渗透到铸坯芯部，当芯部温度较高时就很容易发生变形，铸坯上下表面变形量小于中间变形量，窄边中间会向外突出，则为单鼓变形。压下量较小，轧制力无法渗透到铸坯芯部，使得铸坯中间变形量小于上下表面变形量，上下表面呈现向外鼓形态，则为双鼓变形。

由于铸坯边角部金属为二维传热，因此在轧制时通常处于低温状态，且塑性相对较差。当发生单鼓变形时，边角部金属被压平，从而形成与其他组织形态不同的组织，导致轧件边部出现“黑线裂纹”缺陷。