圆钢表面质量缺陷与优化措施

沈 荣，冯昊苏，吴振忠

（安徽富凯特材有限公司，安徽 宣城 245300）

1 主要质量问题

圆钢表面缺陷中的折叠、裂纹、麻点、翘皮、耳子及公差出格等，是影响圆钢后续加工的主要因素，我厂在2020年中收到投诉无数，退货近1000吨，退货率占比5%以上，针对客户投诉提出的质量问题，对整个轧制过程进行工艺调整及设备改进，着重对现有的缺陷开展攻关，采取强有力的措施逐个突破。对缺陷类别进行统计，并绘制帕累托图如图1。

图1 圆钢表面缺陷的帕累托图

2 原因分析及优化措施

2.1 折叠

特征：沿轧制方向呈直线状分布，外形似裂纹，边缘有时呈锯齿状，连续或断续分布，深浅不一，内有氧化皮，在横截面上看，一般呈折角。如图2。

图2 折叠

原因：

（1）孔型设计固有缺陷及轧机调整不当。

（2）孔型磨损严重后料形不正、扭转产生飞边或刮伤被压入。

（3）原料表面有尖角、裂纹及夹杂等缺陷。

措施：

（1）完善孔型设计，加强轧机调整工艺，防止前道次产生耳子经后道次被压入，要求每炉钢对各道次卡量记录，同时用竹片烧红钢进行检测，并关注主控各机架张力是否正常。

（2）对轧制槽孔设定轧制量，每天停机对槽孔磨损观察，并采用现场样板进行核对，避免料形不正产生扭转飞边及刮伤等缺陷。

（3）严格控制好加热工艺，保证钢坯加热均匀，减小阴阳面在轧制过程弯曲擦伤产生折叠。

（4）对轧线导卫板进行材质改造，使用球墨铸铁材质，防止导板粘铁划伤轧件后被压入产生折叠。

（5）严格控制坯料进炉检查标准，制定专人负责制，并设定进钢人员复查，发现不合格品进行奖励来解决钢坯表面质量造成轧制后折叠现象。

2.2 裂纹

特征：沿轧制方向一般呈直线状，有的呈Y状，有通长的也有局部的，有规律的也有无规律的，还有横向和其他方向的，一般肉眼很难发现。如图3、图4。

图3 纵向直线裂纹

图4 横向开裂

原因：

（1）钢坯纯净度，内部气孔、有害元素、夹杂物等。

（2）连铸坯质量不好，包括成分偏析、脱碳、表面振痕皮下气泡等。

（3）加热工艺不完善，坯料温度不均匀，使轧制变形不一致，轧制时钢温过低，塑性变差，过热或过烧。

（4）冷却方式过快或过缓，导致坯料热应力过大或产生严重析出相等。

措施：

（1）轧制钢坯需夹杂物降到所要求的水平，从炼钢工艺操作改进，通过钢包精炼、时间控制，并要求无渣出钢，采用合理脱氧技术，减少钢水氧含量，在浇注过程进行全程保护浇注，防止钢水被二次氧化。

（2）连铸生产中，正确选用合理保护渣，浇注过程把控好浇注速度和过热度，完善好配料成分，提升连铸表面质量。

（3）严格执行加热工艺，确保坯料加热质量；轧制时控制好节奏，时刻关注各到此料形有无缺陷，禁止轧制低温钢。

（4）根据钢的性能采用不同冷却工艺，例如本厂轧制钢种，S32750圆钢成品温度950°左右进行快速水冷，减少内部析出；而17-4圆钢成品防止内裂采取坑冷方式。

2.3 麻点

特征：圆钢表面有成片的凹凸不平的粗糙面，局部的、连续的或周期性的出现在圆钢表面，而在加工后，无法消除，保留在零件表面，呈麻点状。如图5。

图5 麻点

原因：

（1）加热时间过长，炉内氧化气氛严重导致。

（2）轧槽磨损严重导致，如轧辊本身材质不良，轧槽使用时间过长，轧辊冷却不到位等。

（3）成品圆钢上冷床冷却速度不过，产生二次氧化现象。

（4）除磷不良，氧化铁皮被压入轧件表面，轧制脱落后形成麻面。

措施：

（1）合理制定轧钢计划，优化加热工艺，调整好空燃比例。

（2）控制购买轧辊质量，定期检查槽孔表面，并制定槽孔使用量，加强轧辊冷却力度，确保冷却到位。

（3）严格控制终轧温度及上冷床温度，工装上改造冷床冷却系统，来减小轧件被二次氧化程度。

（4）出炉口增加除磷设备以解决氧化皮压入轧件造成麻面。

2.4 翘皮

特征：呈鱼鳞状或分层翘起的薄皮，绝大的多是生根的，也有不生根的，有通条的，也有局部的，甚至有点状的。如图6。

图6 连续性翘皮

原因：

（1）推钢式加热炉内炉筋管对坯料形成的划伤或划痕，及输送辊道对高温轧件造成的刮伤，经后续轧制形成的。

（2）轧槽严重磨损（损坏），及轧件在槽孔内打滑，形成点状金属堆积，经轧制形成的。

（3）孔型不合理，轧机及导卫调整不当，侧壁挤出、倒料等，经后道次轧制形成的。

（4）加热时间长，氧化过严重，产生的翘皮。

（5）坯料不合格，如；表面粗糙、凹坑、凸块、夹杂等，经轧制形成的。

措施：

（1）检修期间对加热炉内炉筋管上滑块进行斜角打磨，减小坯料接触面积，对坯料在滑块位置进行局部打磨，减小摩擦。

（2）炉口辊道，650三辊轧机辊道，剪机前后辊道进行同步改造。

（3）孔型设计优化，轧机、导卫安装到位，尺寸符合工艺，制定标准作业流程，建立检查考核制度。

（4）加热工艺优化，标准制定，特殊情况对在炉过长坯料进行拉炉处理。

（5）对坯料修磨加强管理，严禁不合格料进炉轧制。

2.5 耳子及公差出格

特征：一般呈现在圆钢表面哈夫侧，有双边耳子、单边耳子、整条耳子、局部耳子等，公差出格是指圆钢表面几何尺寸不符合国家标准的统称；如图7、图8。

图7 耳子

图8 公差出格（椭圆）

原因：

（1）成品孔型设计不当。

（2）轧机调整不当，前道次料形过大或过小导致下道次耳子或尺寸超差。

（3）轧机导卫调整不合理，引起单边耳子或错位耳子，如进口偏大也会造成错位及圆钢截面不正。

（4）主控张力调整不当，造成堆拉不正常，引起轧件过大或过小，尺寸也会出格，甚至造成通根或局部耳子。

（5）坯料的缺陷，如缩孔、分成、夹杂及偏析，引起轧件变形不正常。

措施：

（1）优化孔型设计，尤其孔型开口度的完善。

（2）优化调整工艺，确保各道次尺寸，并依据实际进行微调。

（3）导卫安装要牢靠，与槽孔对中正确，导轮尺寸符合工艺要求。

（4）主控调整要精准，要求每支钢进行关注，做好正常轧制各数据记录。

（5）进炉坯料进行把关，严禁不合格坯料进炉。

3 结论

通过对生产实践中产生的问题，逐一分析研究总结，找出了问题根源，进行了设备改造、工艺调整、标准化作业制定及操作标准等手段，大幅度的提高了圆钢表面质量；近期对外销售客户一致好评，为企业生存可持续发展打下了基础，大大的降低了公司成本，同时也说明了我们在生产实践中采取措施是有效的。