热轧带钢平整挫伤缺陷原因分析及控制

李建军

（河钢集团唐山钢铁股份有限公司，河北 唐山 063016）

随着经济社会的快速发展，市场对热轧带钢的需求量逐渐提升，基于市场竞争的加剧，热轧带钢的表面质量和产品性能等成为了钢铁企业关注的焦点，在热轧带钢的生产工艺中，平整设备是影响热轧带钢表面质量的关键设备，是影响热轧带钢平整度的关键。鉴于此，本文结合笔者多年工作经验，对热轧带钢平整挫伤缺陷原因分析及控制提出了一些建议，仅供参考。

1 热轧带钢、平整、挫伤的相关概述

1.1 挫伤定义及特征

挫伤指的是钢板表层出现比轧制面低的各种划痕，以各种状态布局在干板的表层，高温挫伤痕迹底部存在较薄的氧化铁层，颜色为暗青色。冷态挫伤痕迹中能够发现金属光泽，痕迹底部颜色为灰白色。通常会出现在钢板的中间位置，上表层与下表层均会以不规则的状态出现，不过带钢的末端三十到四十米的位置比较显著，个别钢卷可能出现通卷挫伤，软钢和三毫米以下的钢卷比较明显，随着带钢强度与厚度的改变，挫伤程度会发生变化。

1.2 热轧平整机组的工艺流程

平整机组作为热轧轧制技术的收尾流程，其能够有效的确保热轧操作之后板形与表层的效果。此操作期间实际用到的原料钢种为碳素构造钢、优质碳素结构钢、汽车生产用钢、焊接气瓶用钢板、高耐候性结构与高强度钢等。通常情况下，经过热轧流程的碳素钢和汽车生产用钢需要开展平整操作，提升板面的效果与板形，优化板材的相关性能，同时能够当作钢卷分切设备进行应用。平整机组的操作工艺比较繁琐，必须严格依照其设计的环节进行操作，进而保证操作效果。

2 挫伤缺陷形貌及分布规律

挫伤问题指的是带钢表层出现银白色的划痕，通常表现成簇状与片状，大多集中布局，挫伤的顶部相对锋利。挫伤通常是因为带卷滚动引起的，带钢的上表层与下表层一起产生。挫伤问题通常发生在厚度不超过三毫米的钢卷，在厚度较大的带钢上基本上不会发生此问题。挫伤位置具有较高的规律性，纵观挫伤可见，通常发生在距离顶端与末端几十米的位置，同时顶端与末端位置伤痕程度较深；并且通常情况下顶端出现的概率高于末端，严重程度也要高于末端。横向可见，挫伤问题通常发生在中间位置，周边位置基本上不会发生。上表层与下表层都会发生挫伤问题，同时带卷紧邻层的上表层与下表层相应方位的挫伤问题会一起发生，同时相对延伸。

3 热轧带钢平整挫伤缺陷原因分析

3.1 松卷

3.1.1 带卷芯部松卷

带卷中间位置各层的间距较大，调节开卷机之后现象能够改善，但是最中心的缝隙不能彻底解决。芯轴上方承载带卷的作用力，此位置的卷带之间的缝隙较小，当时别的方位的间隙则较大。因为紧邻的卷层碰触位置较少，同时作用在其的压力较小，因此紧邻的卷层其静态摩擦力偏小。若是开卷张力与开卷速率出现表换，其静态摩擦力与带卷的转动惯量无法相抵，进而出现层间滑动的问题。

3.1.2 薄规格松卷

厚度较小的带钢容易发生松卷问题，主要是因为带钢刚度与支撑作用较低，在冷却期间以及出现波动期间，带卷因为重力原因可能出现滑动，进而造成松卷。应用带钢顶端在所有位置的硌痕当作标注，做出标记的位置代表出现松卷的卷带发生相对滑动。

3.2 扁卷

扁卷的带卷顶端展现为椭圆状，调整开卷机芯轴之后通常无法良好的优化带卷的椭圆度，在此种情况下带卷中间位置和芯轴呈现接触情况，开卷期间带卷和芯轴可能出现相对滑动，同时增加带卷中间位置松卷的状况，导致较重的挫伤问题。并且，带卷周向的各种情况，芯轴和带卷的滑动，造成开卷效率有效的提升，从而造成开卷张力发生变化，带卷出现互动，进而出现挫伤问题。

3.3 宽度方向挫伤分布的原因分析

因为管控带钢版型凸度，所以带钢中间位置卷力高于周边位置，且缝隙较小，造成带钢表层边缘位置和中心位置呈现各种程度的氧化铁皮。钢卷中心位置承载的层间压力大于边缘位置，所以若是发生滑动期间，中心位置的损坏程度较高，容易出现挫伤问题。中浪的最高位置与最低位置位于层间滑动期间压力较大的区域，所以可能出现挫伤。钢带周边所有的缝隙，就算钢带发生边浪同时发生周向层间滑动，边缘位置一般不会发生挫伤问题。

3.4 带钢板形和卷形

厚度较小的带钢容易出现中浪与双边浪问题，平整能够良好的处理浪形。但是浪形的出现既提升了相邻带钢的缝隙，同时加剧了相邻带钢的摩擦力，造成挫伤问题出现的比较严峻。

3.5 开卷张力和速度

图1 挫伤缺陷

因为带钢厚度较小、钢质较差，各个钢层有较大的缝隙，若是施加张力期间，相邻钢带之间出现相对滑动，挫伤程度会随着速度的增加而提升。通常情况下，需要尽量缩小开卷张力，并且逐步管控开卷速度，逐步趋于标准参数。

4 热轧带钢平整挫伤缺陷的控制措施

4.1 原料方面

热轧带钢头、尾涉与工作辊弯辊力以及平衡力的转变，板形不好，既可能造成相邻带钢之间缝隙较大，同时浪形的最高位置与最低位置可能出现挫伤。所以，需要不断的改进板形管控程度，使得平衡力和弯辊力基本相同。厚度较小的热轧带钢可能发生扁卷，能够应用合理提升卷取张力、缩减卷取温度的方式进行改善。

4.2 平整开卷操作

板形与卷形等状况能够改善，不过别的导致板面出现问题的条件不能良好的进行管控。所以，需要以改善层间滑动的层面进行管控。

4.2.1 上卷操作

钢卷安装到开卷机芯轴位置，在芯轴扩大的瞬间，施工工作者推动开卷机实现正转，若是芯轴正转到钢卷外围位置，需要及时终止转动，将芯轴调整到最初的方位。将此步骤反复三到五次，确保带钢各层间隙缩小。

4.2.2 张力控制

理论上平整开卷机的张力必须比热轧卷取机的工作力度小，不过因为厚度较小可能出现松卷，因此事实上开卷张力严重低于卷取张力。并且，需要防止张力出现较大变动。特别是开卷建张期间，张力需要缓慢的变动，必须应用二到三秒方能从无提升到规划的指数。

4.2.3 速度控制

针对厚度较小的带钢开展平整操作期间，开卷操作速度较快，容易出现开卷问题。张力出现较大的裱花，进而造成卷带发生层间滑动。所以，平整效率需要合理的缩减。

4.3 其他措施

（1）缩减穿带速率，提升穿带操作质量。经过实际操作可见，缩减钢卷穿带速率能够有效的改善钢卷的松卷情况，因此在不干扰施工效果的基础上，缩减穿带速率能够良好的改善挫伤；此外因为仪器与操控，能够导致穿带失败情况的发生，从而导致钢卷重复穿带，进而导致松卷挫伤问题的发生，所以需要改善此种状况出现带来的后果。

（2）借助仪器功能的完善。由于较小的开卷张力能够良好的管控松卷钢卷的挫伤问题，应用的开卷张力较小可能导致带钢在平整接触位置出现偏离状况，因此能够借助张力辊的技术原则，把平整接触位置的矫直辊与深弯辊辅助应用，逐渐进行建张，进而实现缩减张力的目标。

（3）稳定操作者的施工习性。在具体操作期间，在相同的仪器与技术状况下，所有工人的工作效果均不相同，因此在改进技术和仪器之后，应该针对操作者的习性进行管控。

4.4 尾部操作的调整

在平整操作的末端一百米位置，持续提高轧制力，此作用力的提升能够在一定程度上提升板面效果，同时逐渐降低前张力直至消失，从而良好的管控板面挫伤。生产期间需要助力张力调节，期间必须迟缓的应用调控按键，并且钢卷带末端位置应用的张力为0，尽量降低挫伤程度。

4.5 芯轴膨胀力的调节

芯轴膨胀力较低期间，板卷芯位置在平整口接触位置开卷机位置存在问题，在此种状态下，若是建立张力则能够造成钢卷由于中间出现较大间隙出现错动，导致板带表层发生挫伤，因此合理的选用芯轴膨胀力能够良好的降低挫伤的出现。芯轴膨胀力提升之后，可能造成板卷芯位置尽可能的在平整接触位置开卷机上充满，进而降低其间隙，良好的避免板卷中间部位出现错动，同时挫伤数量会因为芯轴膨胀力的提升显著的降低。具体操作期间可见，将卷芯轴的膨胀力控制在100bar期间，板面效果能够得到改善。

5 结语

综上所述，得出以下结论：

（1）挫伤缺陷的发生是由于挤压啮合在一起的两层带钢出现相对滑动时，啮合部位的塑性变形达到临界值，相互挤压的部分产生剪切滑移并形成金属屑，此后，金属屑的刮削和积累相互促进，使得挫伤缺陷迅速形成并恶化。

（2）热轧带钢由于头、尾失张而导致板形较差，易使带卷出现层间滑动，局部接触压力大，出现挫伤的几率大。带卷头、尾和芯轴扇形板边缘使带卷各圈的曲率半径出现突变，存在层间滑动时易导致局部压力过大而出现挫伤。

（3）平整工序避免挫伤的主要方法是减少开卷时带卷各层之间的相对滑动。