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卷轧船板抛丸麻面缺陷的分析与控制

对中厚板卷厂生产的卷轧船板发生的条带状麻面、麻点麻面、通板大面积麻面等三类典型抛丸缺陷进行针对性分析 ,并提出相应的工艺控制要点 。结果 表 明 :通 过控制卷轧道次错位除鳞 、卷轧第一道次除鳞 、终轧温度 ≤80°C ,可以保证除鳞效果。工艺优化后 ,卷轧船板抛丸表面质量良好 。

1概况

船板是中厚板生产的重要品种之一,近年由于受全球金融危机的影响和船东对船板 表面质量 要求 日益提高 ,船板表面缺陷质量异议 的数量 激增 ,其中比例最大 的为抛丸麻面缺陷。抛丸麻面主要产生于轧制过程中的二次氧化铁皮压人,该类缺陷只有在 钢板抛丸后才能发现 。从生产到发 现缺陷周期时间长,并且分布广泛,手工打磨或者补焊困难 ,易造成打磨后尺寸仍不合格 。这些因素导致 船板用 户陆续 就此类缺陷提出质量异议要求索赔或退换货 ,使钢厂蒙受了巨大的经 济损失。 中厚板卷厂仅去年10月因新加坡吉瑞大批卷轧抛丸船板麻面退换货就造 成 直 接 损 失 达 千 万 元 以 上 。 因 此 ,深 入 研 究 抛 丸 船板麻面产生的各类形态及其对应 的工艺控制要 点,对指导卷轧船板生产过程和保证抛丸表面质量 具有重要意义 。

2 卷轧船板抛丸麻面分析及工艺控制

卷轧船板抛丸麻面主要分为条带状麻面、麻点 麻面、通板大面积麻面等三类。减少钢板表面麻面 产生的关键是控制钢板表面氧化铁皮组 织结构 与厚 度 。钢板氧化铁皮控 制手段主要可 以从如下 几方面 着手 :1优化成分设计 ;2控制炉内加热规程 ;3改 善除鳞效果 ;4优化轧制工艺。本文对三类卷轧船板抛丸麻面缺 陷进行针对性 分析并提 出相应 的工艺 控制要点 。

2.1 条带状麻面的原因分析及控制

2.1.1 原因分析

条带状麻面即为沿轧制方向110mm间距条带状 分 布 麻 面 ,如 图 1 所 示 。 中 厚 板 卷 厂 精 除 鳞 系 统 采用大、小流量两组除鳞 系统。四辊轧机出入 口除 鳞系统采用大、小流量喷嘴错位布置,除鳞工艺主要 采用卷轧前两道小流量除鳞 、倒数第二道轧机出口 大流量 和入 口小流量除鳞 的方 式 以保证 精除鳞 重合 度。但在现场生产过程中为保证轧制板形和终轧温 度的要求而取消了倒数第二道轧机出口大流量和入 口 小 流 量 除 鳞 ,仅 采 用 卷 轧 前 两 道 轧 机 入 、出 口 小 流 量 除 鳞 ,未 能 实 现 错 位 除 鳞 ,最 终 导 致 2012 年 10 月 新加坡 吉瑞 大批卷轧船板 因抛 丸后条带状 麻 面大批 量退换货 。条带状麻 面的发生主要 由于卷 轧道次 未能错位除鳞 。

麻面
麻面

2.1.2 改进措施

2012年年底中厚板卷厂中修过程中对精除鳞系 统进行 了进一 步错位 改造 。机 械改造见图 2。

1)工作辊辊径最大时,最大压下量为 30mm。

a.此 时 出 入 口 精 除 鳞 的 重 叠 量 最 少 ,只 有 2 m m , 针对此种情况,对精除鳞集管进行了改造,使喷嘴到 钢 板 表 面 的 距 离 增 加 20 m m ;

b.此时高压小流量除鳞在轧件的入口处使用 时,相邻喷嘴的除鳞已无重叠量。针对此种情况,对 高压小流量除鳞集管进行了改造 ,使喷嘴到钢板表面的距离增加 15mm。

对比
对比

2)精 除 鳞 入 口 与 出 口 没 有 交 错 布 置 ,为 了 提 高除鳞效果,把出口精除鳞集管喷嘴数量和位置进行 了 改 造 ,由 原 来 29 个 喷 嘴 改 到 28 个 喷 嘴 ,与 入 口 精除 鳞 29 个 喷 嘴 交 错 布 置 。
3)高压小流量除鳞人 口与出口没有交错布置,且其与精除鳞集管喷嘴间距不一 致 。为 了提高除鳞 效果 ,对出 、入 口高压小 流量除鳞集管 喷嘴进行 了改 造 :由 原 来 的 30 个 喷 嘴 分 别 改 为 29 和 28 个 喷 嘴 ,间 距 由原来的 113.3mm改为 18mm。改造后,高压 小流量除鳞不仅入 口与出口能够重叠布置,而且与精 除鳞也 能够实现重叠 。
4)为 了 配 合 精 除 鳞 及 高 压 小 流 量 除 鳞 的 改 造 ,使其准确安装,对挡水板及机架辊护板也进行了相 应 的改造。该 除鳞系统 改造最终实现 了卷轧前 两道次 轧机 入 、出 口 精 除 鳞 错 位 布 置 ,弥 补 了 精 除 鳞 重 合 度 的 问 题。精除鳞 系统 改造投 用后 条带状 麻 面基本 未 发生。

2.2 麻点麻面的原因分析与控制

麻点麻面即为抛丸船板表 面零星出现深度较深的麻点麻面 ,如 图 3 所 示 。 中厚 板卷厂抛丸船 板 麻 点麻面主要发生在极宽薄规格 4.76mm×3150mm 卷轧船板上。通过对生产过程工艺分析得知,生产 过程中为了减少卷轧过程的温降,保证极宽薄规格 卷轧船板的轧制板形,在4.76mm初始调试过程中取消了卷轧道次除鳞,导致轧制过程中生成较厚、易碎的氧化铁皮压人钢板表面,在后续抛丸过程中产生麻点麻面。
针对此原因,调整除鳞工艺,后续此规格的卷轧船板生产过程中采用卷轧前两道、倒数第二道小流量除鳞的方式,麻点麻面缺陷未再发生。

麻点
麻点

2.3 通板大面积麻面的分析与控制

2.3.1 原因分析

通板大面积麻面即为抛丸船板表面通板麻面且无明显条带状分布趋势,如图4所示。

大面积麻点
大面积麻点

2012年底精除鳞系统改造完成后,中厚板卷厂卷轧船板抛丸麻面主要呈现通板大面积麻面。对2013年一季度卷轧船板进行分析,得出卷轧船板抛丸麻面非计划量的分布情况,见图5。通过分析可知,卷轧船板抛丸通板大面积麻面主要发生在8-11.1 mm厚度规格范围内,尤其集中在10~11.1 m偏厚规格。为了找出根本原因,将不同规格卷轧船板的轧制工艺、除鳞工艺和抛丸表面情况进行了对比,见表1,通过分析可以看出,11.11 mm卷轧船板终轧温度较高,多在900 ℃以上,抛丸后出现大面积麻面;而其它规格卷轧船板终轧温度多集中在880 ℃以下,抛丸表面情况良好。

分布
分布

分析原因:11.11 mm卷轧船板经卷取炉保温后本体温降比5-10 mm卷轧船板的温降要小,终轧温度多集中在900℃,即二次氧化铁皮最易产生的温度。卷轧倒数第二道完成后,钢板表面在卷取炉内快速生成一层二次氧化铁皮,最终经轧辊作用破碎后压入板面,形成通板大面积麻面。

2.3.2 改进措施

针对通板大面积麻面的发生原因,中厚板卷厂工程技术人员协同攻关,采取了一系列工艺控制手段,首先从出钢温度控制,将其控制在1170 ±10 ℃;其次,倒数第二道次采用出口大流量和人口小流量同时除鳞,进一步降低钢板本体温度;最终确保钢板终轧温度控制在880℃以下。工艺改进后,11.11 mm卷轧船板抛丸表面情况良好,通板大面积麻面缺陷受控。

情况分析
情况分析

3结语

根据现场生产卷轧船板抛丸麻面缺陷形态进行分类,卷轧船板抛丸麻面主要分为条带状麻面、麻点麻面、通板大面积麻面等三类。针对不同的表面缺陷,应针对性地采取相应的措施。卷轧道次错位除鳞、卷轧第一道次除鳞、终轧温度<880 ℃分别为此三类典型抛丸麻面缺陷的关键工艺控制要点。工t优化后,卷轧船板抛丸表面良好。

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