軋材質(zhì)量控制與深加工論文

1、北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院軋材質(zhì)量控制與深加工課程論文中厚鋼板軋制過(guò)程中的表面質(zhì)量問(wèn)題與技術(shù)控制作者：作者：作者：導(dǎo)師：專業(yè)：2015年1月6日1. 概述1.1 中厚板的定義與分類在我國(guó)，習(xí)慣上把厚度小于4mm鋼板的稱為薄板，厚度在4mm到25mm之間的鋼板稱為中板，25mm到60mm之間的鋼板稱為厚板，大于60mm的鋼板稱為特厚板，特厚板也歸于厚板類，中板和厚板統(tǒng)稱為中厚板。中厚板是鋼鐵工業(yè)的重要產(chǎn)品之一，在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展所依賴的重要鋼鐵材料。中厚板的生產(chǎn)水平也是反映一個(gè)國(guó)家鋼鐵工業(yè)水平的重要標(biāo)志。中厚板品種繁多，用途廣泛，總體可以分為結(jié)構(gòu)、包容以及特殊三大類

2、。（ 1）結(jié)構(gòu)類：包括船艦、建筑、工程機(jī)械、橋梁及采油平臺(tái)等；（ 2）包容類：包括鍋爐、容器、管道及罐等；（ 3）特殊用途類：包括坦克用板、防彈板、復(fù)合板、不銹板及工具模具板等。1.2 我國(guó)中厚板的應(yīng)用領(lǐng)域與生產(chǎn)現(xiàn)狀中厚板主要用于船艦、橋梁、鍋爐、容器、石油化工、工程機(jī)械及國(guó)防建設(shè)等方而，其品種繁多，使用溫度區(qū)域較廣（-200-600），使用環(huán)境復(fù)雜（耐侯性、耐蝕性等），使用要求高（強(qiáng)韌性、焊接性等）。因此，中厚鋼板是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可缺少的鋼材品種。中厚板軋機(jī)的裝備水平及擁有量是一個(gè)國(guó)家鋼鐵工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。但近十多年來(lái)由于世界經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的一些變化，國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家很少建新的中厚板軋機(jī)

3、。考慮到節(jié)約能源、資源和降低成本，近年來(lái)國(guó)外不少4000m，以下中厚板軋機(jī)相繼停產(chǎn)、淘汰，甚至作為二手設(shè)備出售給發(fā)展中國(guó)家。包括在建的生產(chǎn)線，我國(guó)中厚板生產(chǎn)線約有37套，年生產(chǎn)能力約為2500多萬(wàn)噸。輥身長(zhǎng)度2300mm-2800mm的有19套，占總量的半數(shù)以上（規(guī)格低于3000mm的軋機(jī)生產(chǎn)線在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家早在20年前己基本淘汰）。規(guī)格3000m的生產(chǎn)線共有18套，其中3000mm-3800mm的13套，占總量的35%;4200mm-4300mm的有3套，占總量的8%;5100mm的2套，占總量的5%，是目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)線中輥身最長(zhǎng)的，分屬與寶鋼厚板廠和沙鋼厚板廠。中厚板軋機(jī)有二輥式、三輥式、四

4、輥式三種型式。目前世界上普遍采用四輥式，三輥式早己淘汰，二輥式軋機(jī)已不再建設(shè)。近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)軋機(jī)新設(shè)備的不斷上馬和對(duì)原有舊設(shè)備的升級(jí)改造，中厚板產(chǎn)量不斷提高，生產(chǎn)技術(shù)也有長(zhǎng)足的進(jìn)步，成材率穩(wěn)步提升，但是與國(guó)外相比還有很大的差距，如：多數(shù)中厚板廠的主導(dǎo)產(chǎn)品仍為普碳鋼板，其比例在70%以上，而專用中厚板的產(chǎn)量較低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了需要。另外還存在鋼質(zhì)不純凈、偏析嚴(yán)重、板形較差、尺寸偏差大、表面質(zhì)量不好、機(jī)械性能不穩(wěn)定等問(wèn)題。總之，中厚板行業(yè)的總體技術(shù)裝備及管理水平比工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家落后約為20到30年。1.3 中厚板的軋制技術(shù)1.3.1 高尺寸精度軋制技術(shù)針對(duì)厚板尺寸精度、板形、表面質(zhì)量、材質(zhì)性能提出了

5、更高要求。如板厚公差要求為0.20.4mm,板寬公差要求為46mm,鋼板的旁彎要求全長(zhǎng)小于5mm。從而推動(dòng)了以厚度、寬度、板形控制為主的高尺寸精度軋制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。1.3.1.1 厚度控制在靠近軋機(jī)（距軋機(jī)中心線2.0-2.1m）處設(shè)置Y射線測(cè)厚儀，使監(jiān)控及反饋控制能快速應(yīng)答從而提高鋼板全長(zhǎng)厚度精度，即在原有AGC基礎(chǔ)上有效地利用FF-AGC和MON-AGC來(lái)保證厚度控制的高精度。1.3.1.2 寬度控制日本住友鹿島廠、川崎水島廠、新日鐵大分廠等厚板軋機(jī)在投產(chǎn)多年后增設(shè)了立輥軋邊機(jī)。既用于平面形狀控制也設(shè)置液壓AWC系統(tǒng)，具有ABS-AWC，F(xiàn)F-AWC，MON-AWC等功能，寬度控制精度

6、已達(dá)5.7mm。1.3.1.3 板形控制以往厚板軋制以輥型和彎輥裝置作為凸度和平坦度的基本控制方法；現(xiàn)在厚板軋機(jī)采用工作輻移動(dòng)（WRS）+強(qiáng)力彎輻（WRB）、成對(duì)交叉輻軋機(jī)（PC）和連續(xù)可變凸度軋機(jī)（CVC）等方法，PC軋機(jī)對(duì)全寬度的板凸度控制值已達(dá)40”水平。1.3.2 平面形狀控制技術(shù)由于厚鋼板在成形軋制和展寬軋制階段的不均勻變形，使軋制后的鋼板偏矩形因而增加切頭、切尾和切邊損失，此項(xiàng)金屬損失在以往的常規(guī)方法軋制中占5%以上。70年代末日本川崎水島廠開發(fā)了MAS平面形狀控制法，根據(jù)預(yù)測(cè)模型在成形和展寬軋制階段，對(duì)板坯厚度斷面給予變化的壓下量進(jìn)行形狀控制，使鋼板在軋制終了時(shí)的形狀接近矩形，自

7、1978年此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用以來(lái)，可比傳統(tǒng)方法提高成材率4.4%。1982年左右又開發(fā)了與MAS法大體相同的“狗骨軋制法”，即軋制開始時(shí)將板坯厚度斷面頭尾部分軋成斜楔形，然后展寬軋制和延伸軋制。不僅日本幾套主要的厚板軋機(jī)，如君津廠4724mm軋機(jī)，京濱廠5500mm軋機(jī)應(yīng)用了類似于水島廠的MAS平面形狀控制方法，芬蘭、英國(guó)、瑞典的厚板軋機(jī)也采用了MAS技術(shù)。水島廠在開發(fā)MAS基礎(chǔ)上于1985年研制出TFP技術(shù)，軋制“免切邊鋼板”（用銑削床銑邊）。1.3.3 控制軋制和控制冷卻技術(shù)（TMCP技術(shù)）厚鋼板控制軋制技術(shù)是在軋制過(guò)程中的不同溫度段給予規(guī)定的壓下變形，以生產(chǎn)高強(qiáng)度、高低溫韌性并有良好焊接性能的

8、技術(shù)。五六十年代即開始控制軋制工藝的研究，70年代初該技術(shù)已成熟地應(yīng)用于厚鋼板生產(chǎn)，并在世界廣泛應(yīng)用。采用控制軋制工藝的目的是通過(guò)細(xì)化晶粒來(lái)提高強(qiáng)度和韌性，而細(xì)化晶粒的關(guān)鍵是控制950-600時(shí)的變形量，同時(shí)增大道次壓下量的效果更佳，因而要求厚鋼板軋機(jī)的軋制力要很大，剛性要很強(qiáng)。控制軋制的研究始于生產(chǎn)韌性和強(qiáng)度都好的造船鋼板，以后，發(fā)現(xiàn)在添加微量合金元素（Nb，V，Ti等）的鋼材軋制中更需采用控制軋制技術(shù)。因此從60年代末起，為生產(chǎn)用于寒冷地帶的油氣輸送管線用含微量Nb，V等合金元素的厚鋼板，采用控制軋制方法生產(chǎn)已成必須。厚鋼板在控制軋制后進(jìn)行快速噴水冷卻，可使低碳當(dāng)量的鋼板強(qiáng)度和韌性都得到提

9、高，并可獲得良好的焊接性能。低碳當(dāng)量而強(qiáng)度和韌性都高的鋼材，對(duì)于具有廣泛用途的焊接結(jié)構(gòu)鋼非常重要。將鋼板的控制軋制和隨后的加速冷卻工藝過(guò)程統(tǒng)稱為TMCP工藝。應(yīng)用TMCP工藝技術(shù)可以生產(chǎn)出綜合力學(xué)性能和焊接性能均優(yōu)良的高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)鋼板，因而該項(xiàng)工藝技術(shù)已成為近30年來(lái)厚鋼板生產(chǎn)領(lǐng)域最為發(fā)達(dá)的工藝技術(shù)。目前，采用TMCP技術(shù)生產(chǎn)的鋼板約占30-50，生產(chǎn)鋼板的最大厚度已達(dá)120mm。1.3.4 軋制過(guò)程的三個(gè)階段中厚板的軋制有原料尺寸范圍小、產(chǎn)品尺寸范圍大的特點(diǎn)。通常情況下，軋制過(guò)程分為三個(gè)階段：成形軋制階段、展寬軋制階段和精軋階段。（ 2）成形軋制階段成形軋制也稱作整形軋制，是在沿板料長(zhǎng)度方

10、向軋1一4道次。其目的是把板料表面軋平整，改善板面條件，為后續(xù)展寬做準(zhǔn)備。（ 2）展寬軋制階段展寬軋制也叫橫軋，是在成形軋制后，將板料旋轉(zhuǎn)90度，沿成形軋制時(shí)的橫向方向進(jìn)行的軋制，軋后使板料變寬，達(dá)到規(guī)定的軋制寬度。（ 3）精軋階段精軋階段是在展寬階段后，再將板料旋轉(zhuǎn)90度進(jìn)行軋制，直到軋出規(guī)定的厚度。- III -軋機(jī)成型階般特州V展覽階毆轉(zhuǎn)90V精軋階段首鋼中厚板廠的軋制過(guò)程中沒有明顯的成形軋制階段，而是將成形軋制階段合并于展寬軋制階段。展寬后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的空冷待溫，再進(jìn)行精軋。精軋過(guò)程中如果軋件溫度過(guò)高，還要再進(jìn)行軋機(jī)前的空冷待溫。1.4 中厚鋼板生產(chǎn)特點(diǎn)與質(zhì)量要求1.4.1 中厚鋼板生

11、產(chǎn)特點(diǎn)中厚鋼板外表面扁平、寬厚比大，單位體積的表面積也大。在生產(chǎn)上，主要有以下幾種特點(diǎn)：（1）用平輯軋出，因此改變產(chǎn)品規(guī)格較簡(jiǎn)單容易，調(diào)整操作方便，易于實(shí)現(xiàn)全面計(jì)算機(jī)控制和生產(chǎn)自動(dòng)化；（2）形狀簡(jiǎn)單,且在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中用量大；（3）由于寬厚比和表面積都很大，故在生產(chǎn)中軋制壓力很大，因而軋機(jī)設(shè)備復(fù)雜龐大，而且對(duì)產(chǎn)品厚、寬尺寸精度和板形以及表面質(zhì)量要求十分嚴(yán)格。1.4.2 中厚鋼板軋制的技術(shù)要求對(duì)板帶材的技術(shù)要求具體體現(xiàn)為產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。板帶材的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)一般包括有品種（規(guī)格）標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)一集交貨標(biāo)準(zhǔn)等。根據(jù)板帶材的用途不同，對(duì)其提出的技術(shù)要求也各不一樣，但基于其相似的外形特點(diǎn)和使用條件，其技術(shù)

12、要求任有共同的方面，歸納起來(lái)就是“尺寸精確版型好、表面光潔性能高”。這兩句話指出了板帶鋼主要技術(shù)要求的四個(gè)方面。（1）尺寸精度要求高尺寸精度主要是厚度精度，因?yàn)樗粌H影響到使用性能以及歷史連續(xù)自動(dòng)自動(dòng)沖壓后續(xù)工序，而且在生產(chǎn)中的控制難度大。此外厚度偏差對(duì)節(jié)約金屬影響也很大。板帶鋼由于B/H很大，厚度一般很小，厚度的微小變化勢(shì)必引起其使用性能和金屬消耗的巨大波動(dòng)。故在板帶鋼生產(chǎn)中一般都力爭(zhēng)高精度軋制以及按負(fù)公差軋制。（2）板型要好板型要平坦，屋浪形瓢曲才好實(shí)用。例如，對(duì)普通中厚鋼板，其每米長(zhǎng)度上的瓢曲度不得大于15mm,優(yōu)質(zhì)板不大于10mm,對(duì)普通薄板原則上不大于20mm。因此對(duì)板帶鋼的板型要求

13、比驕傲嚴(yán)的。但是由于板帶鋼既寬且薄，對(duì)不均勻變形的敏感性又特別大，所以要保持良好的板型就很不容易。板帶越薄，氣不均勻的敏感性就越大，保持良好的難度也就越大。顯然，板型的不良來(lái)源于變形的不均勻，而變形的不均勻又往往導(dǎo)致厚度的不均勻，因此板型的好壞往往與厚度精度也有著密切的關(guān)系。（3）表面質(zhì)量要好板帶鋼是單位體積的表面積最大的一種鋼材，又多用作外圍構(gòu)件，故必須保證表面的質(zhì)量。無(wú)論是厚板還是薄板，表面都不能有氣泡、結(jié)疤、拉裂、刮傷、折疊、裂縫、夾雜和壓入氧化鐵皮，因?yàn)檫@些缺陷不僅損害板制件的外觀，而且往往破壞性能后成為破壞的策源地，成為應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)。（4）性能要好板帶感的性能主要包括機(jī)械性能、

14、工藝性能和某些鋼板的特殊物理和化學(xué)性能，一般結(jié)構(gòu)鋼板只要求具備良好的工藝性能，對(duì)于重要的結(jié)構(gòu)鋼板，要求其具有良好的綜合性能。除了上述各種結(jié)構(gòu)鋼板以外，還有各種特殊用途的鋼板，如高溫合金板、不銹鋼板、硅鋼片、復(fù)合鋼板等，它們或要求特殊的高溫性能、低溫性能、耐酸耐堿耐腐蝕性能，或要求一定的物理性能等。1.5 中厚鋼板軋機(jī)與生產(chǎn)工藝1.5.1 中厚鋼板軋機(jī)組成及布置工藝1.5.1.1 中厚鋼板軋機(jī)組成中厚鋼板軋機(jī)最重要的標(biāo)志是軋機(jī)輥身長(zhǎng)度，它可以體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家制造船舶與油氣管線的能力。從軋機(jī)的結(jié)構(gòu)形式劃分，中厚鋼板軋機(jī)主要有以下四種：二輥可逆式軋機(jī)、三輥勞特式軋機(jī)、四滾可逆式軋機(jī)、萬(wàn)能式軋機(jī)。在這幾種

15、軋機(jī)中，二輥可逆式軋機(jī)和三輥勞特式軋機(jī)基本被淘汰，但一些廠仍然把二輥可逆式軋機(jī)作為開坯機(jī)使用?，F(xiàn)在生產(chǎn)為了生產(chǎn)出質(zhì)量較好的中厚板，大多使用四滾可逆式軋機(jī)和萬(wàn)能式軋機(jī)。1.5.1.2 中厚板軋機(jī)的布置形式1）單機(jī)架式布置：在一個(gè)軋機(jī)上完成由原料到成品的整個(gè)軋制過(guò)程，由于這種生產(chǎn)方式不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)需求，故這種生產(chǎn)方式已經(jīng)逐漸不再使用。2） 雙機(jī)架式布置：是在兩架軋機(jī)上完成由原料到成品的整個(gè)軋制過(guò)程，是現(xiàn)代中厚板的主要生產(chǎn)方式。這種生產(chǎn)方式的粗軋和精軋分別在兩架軋機(jī)上完成，故這種生產(chǎn)方式生產(chǎn)出的產(chǎn)品尺寸精度高、板形和表面質(zhì)量都要好，而且換輥時(shí)間少。1.5.2 中厚鋼板的生產(chǎn)工藝中厚板軋制工藝流程

16、一般為：坯料加熱除鱗軋制冷卻矯直精整熱處理成品檢驗(yàn)標(biāo)記入庫(kù)交貨。對(duì)于中厚板軋制工藝來(lái)說(shuō)，精整工序較為復(fù)雜。厚板軋制坯料一般有二種，一種為連鑄坯，另一種是鑄錠。加熱爐按其構(gòu)造可分為連續(xù)式加熱爐、室狀爐和均熱爐三種。均熱爐多用于鋼錠加熱；室狀爐則適用于特重、特輕、特厚及特短的板坯加熱，或多品種少批量及合金鋼種的坯或錠的加熱，生產(chǎn)比較靈活；而連續(xù)式加熱爐則適用于少品種、大批量的板坯加熱，它不便于對(duì)少數(shù)板坯作特殊加熱，因此，在多品種、大批量生產(chǎn)的中厚板廠，除連續(xù)式加熱爐以外，往往同時(shí)設(shè)有室狀爐和均熱爐。除鱗是對(duì)加熱過(guò)程中坯料表面產(chǎn)生的氧化鐵皮通過(guò)高壓除鱗設(shè)備來(lái)去除。它的效果決定厚板的表面質(zhì)量的好壞。軋

17、制采用的軋機(jī)最早是大輥徑二輥軋機(jī)，這是早期軋制厚板的方法。后來(lái)，發(fā)展為三輥勞特式軋機(jī)，這是一種專門用于軋制中厚板的古老軋機(jī)，比二輥可逆軋機(jī)優(yōu)越。而現(xiàn)代化的大型中厚板軋機(jī)多采用裝備了各種控制技術(shù)的四輥可逆式軋機(jī)。中厚板的軋制方案要考慮設(shè)備的條件和特點(diǎn)來(lái)擬定，正確的軋制方案不但能夠發(fā)揮軋機(jī)的最大潛能，而且可以提高鋼板的機(jī)械性能，同時(shí)也可以提高中厚板的成材率，達(dá)到節(jié)能降耗的顯著效果。軋機(jī)前輥道上設(shè)有轉(zhuǎn)向功能，可以使坯料在機(jī)前回轉(zhuǎn)90，以實(shí)現(xiàn)坯料的縱軋橫軋。另外，現(xiàn)代化的四輥可逆式軋機(jī)上設(shè)有多種自動(dòng)控制裝置，以實(shí)現(xiàn)中厚板的厚度、寬度、矩形、板形及溫度控制。中厚板生產(chǎn)中，鋼板的熱矯直是一道重要的工序，熱

18、矯直是用輥式矯直機(jī)來(lái)矯直鋼板，熱矯鋼板的工藝制度主要根據(jù)矯直鋼板的鋼種、規(guī)格、性能以及鋼板外形質(zhì)量的要求確定的。精整過(guò)程中，特別要注意防止鋼板混號(hào)。熱處理有正火、調(diào)質(zhì)、回火和退火等處理，這是根據(jù)用戶的要求來(lái)處理的。1.6 中厚板的發(fā)展趨勢(shì)近年來(lái)，依靠科技進(jìn)步，工程建筑、造船、節(jié)線、橋梁、汽車、鍋爐、容器等行業(yè)的發(fā)展是比較高速的，相比之下，為這些行業(yè)提供材料的中厚板釣業(yè)的發(fā)展要滯后的多。特別是，而對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求結(jié)構(gòu)發(fā)生的重大變- VI -化，即對(duì)普通產(chǎn)品中厚板的需求已飽和，但對(duì)高品質(zhì)中厚板的需求日益擴(kuò)大，不中厚板行業(yè)高技術(shù)含量品種的生產(chǎn)能力較低，專用品種的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)相當(dāng)大部分無(wú)形中被國(guó)外透領(lǐng)，而技

19、術(shù)含量低的品種出現(xiàn)供過(guò)于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的局而，已經(jīng)嚴(yán)重影響了各生產(chǎn)廠家的利益，對(duì)我國(guó)中厚板行業(yè)的發(fā)展十分不利。因此，依靠科技進(jìn)步，提高中厚板產(chǎn)品技術(shù)含量、優(yōu)化和調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，圍繞提高中厚板生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)行技術(shù)改造，是中厚板行業(yè)自身發(fā)展以及適應(yīng)中厚板使用行業(yè)需求的關(guān)鍵所在。要做到以下幾點(diǎn)：(1)提高中厚板前道生產(chǎn)工序產(chǎn)品質(zhì)量；(2)圍繞提高總體裝備水平進(jìn)行技術(shù)改造：1.為提高鋼板性能、板型和尺寸精度，提高軋機(jī)剛度機(jī)剛度，剛度一般應(yīng)不小于8000kN/mm,加大牌坊立柱截面和支承輻直徑及增大主電機(jī)功率等方面，盡量提高現(xiàn)有軋機(jī)的軋制力。2.為進(jìn)一步提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，盡量增大軋機(jī)尺寸，以適應(yīng)生產(chǎn)寬度

20、為2000-2600mm的鋼板；3.提高鋼板生產(chǎn)的在線監(jiān)測(cè)、檢查裝備以及自動(dòng)控制水平。4.圍繞不斷提高中厚板生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)和產(chǎn)品的質(zhì)量等級(jí)，采用少無(wú)切邊(TFP)、控軋控冷(TMCP)等新技術(shù)。(3)圍繞市場(chǎng)需求，不斷優(yōu)化品種結(jié)構(gòu)。2.中厚板軋制過(guò)程中的表面質(zhì)量問(wèn)題的定義與表現(xiàn)中厚板的表面質(zhì)量主要是指其表面的光潔程度、表面有無(wú)缺陷等，是中厚板的主要質(zhì)量指標(biāo)之一。表面質(zhì)量問(wèn)題不僅影響產(chǎn)品外觀，更重要的是表面缺陷的存在可能會(huì)降低鋼板的抗腐蝕性、耐磨性、疲勞極限等使用性能，因而受到生產(chǎn)廠和用戶的高度重視。2.1表面微裂紋在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，在鋼板表面的不同部位出現(xiàn)一些不易辨別的、形狀不規(guī)則、縫隙細(xì)

21、小、長(zhǎng)度不連續(xù)、形態(tài)零亂的裂紋，這種裂紋有的分散，有的成簇分布，有時(shí)會(huì)布滿鋼板表面，有時(shí)沿鋼板橫向分布，有時(shí)與其他形態(tài)的裂紋或缺陷伴隨，其典型特征如圖4所示。如果鋼板表面存有未清理的微裂紋，在成型加工中很容易在工件的外側(cè)面出現(xiàn)顯著的裂紋甚至開裂。(a)(b)圖4中厚板表面微裂紋單純的微裂紋，通常清理后深度小于鋼板厚度負(fù)偏差之半，對(duì)鋼板質(zhì)量性能影響較??；而與其他形態(tài)的裂紋或缺陷伴隨出現(xiàn)的微裂紋對(duì)鋼板質(zhì)量性能的影響，多取決于缺陷的嚴(yán)重程度。2.1.1表面縱裂紋縱裂紋一般有2種形式：一是成片出現(xiàn)的沿軋制方向裂開的小裂口，如圖1a所示；二是有一定寬度的粗黑線狀裂紋，如圖1b所示。縱裂紋主要出現(xiàn)在碳素結(jié)

22、構(gòu)鋼鋼板表面，有時(shí)也出現(xiàn)在低合金類鋼板表面，但量較少；一般鋼板越厚,越易出現(xiàn)。多發(fā)生在鋼板寬度方向上的1/2和1/4處。縱裂紋破壞了鋼板的橫向連續(xù)性，對(duì)鋼板危害很大，通常導(dǎo)致鋼板判廢的可能性很高。圖1中厚板表面縱裂紋影響鋼板表面縱裂紋的因素很多，其中鑄坯原始縱裂紋是導(dǎo)致鋼板縱裂的主要原因。鑄坯縱裂紋主要是因鑄坯在結(jié)晶器彎月面區(qū)初生坯殼厚度不均,在坯殼薄弱處產(chǎn)生應(yīng)力集中，使其承受的力超過(guò)坯殼高溫強(qiáng)度而萌生微裂紋，出結(jié)晶器后在二冷區(qū)繼續(xù)擴(kuò)展形成縱向裂紋。凡是影響初生坯殼凝固均勻性的因素對(duì)縱裂紋的產(chǎn)生都有影響，如碳含量、鋼液成分及夾雜含量、鋼液溫度控制、浸入式水口設(shè)計(jì)與插入深度、結(jié)晶器保護(hù)謂性質(zhì)、結(jié)

23、晶器導(dǎo)熱均勻性、結(jié)晶器液面波動(dòng)等。在軋制過(guò)程中，若鑄坯縱裂紋未能焊合，則沿鋼板軋制方向進(jìn)一步擴(kuò)展成縱向開裂。其一般特征是裂紋周圍存在明顯脫碳層，圖2是圖1b所示裂紋處的顯微組織。由圖2可見，裂紋周圍脫碳明顯且密布著許多小顆粒，而這些小顆粒主要為氧化物，它們的存在加居I了裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展。止匕外，鋼中大量氣泡的存在或連鑄坯特定部位產(chǎn)生的線狀?yuàn)A雜分布帶，在加熱及軋制過(guò)程圖2圖1b中裂紋處的顯微組織中，也可能形成沿受力方向延伸的小裂紋，并在進(jìn)一步擴(kuò)展后形成暴露于表面的縱向裂紋。圖2圖1b中裂紋處的顯微組織-VIII -2.1.2表面橫裂紋中厚板表面橫裂紋的表現(xiàn)形態(tài)如圖3所示，橫裂紋基本與鋼板的軋制方

24、向呈3090夾角,分布的位置、數(shù)量、狀態(tài)、大小各異，具有一定深度和長(zhǎng)度，多位于板面或棱邊處，橫裂紋破壞了鋼板縱向的連續(xù)性，嚴(yán)重的可導(dǎo)致鋼板報(bào)廢。圖3中厚板表面橫裂紋中厚板表面橫裂紋主要是由鑄坯表面橫裂紋在軋制中擴(kuò)展而導(dǎo)致的開裂，或是不明顯的鑄坯縱向裂紋在鋼坯橫向軋制時(shí)擴(kuò)展和開裂形成的。具多出現(xiàn)在鑄坯內(nèi)弧振痕的波谷處，振痕越深，橫裂紋越嚴(yán)重。在振痕底部，一般存在SP等元素的正偏析，還常有保護(hù)渣，降低了鋼的高溫塑性；另外，AlN及微合金元素的碳、氮化合物等易在此處的奧氏體晶界上沉積而產(chǎn)生應(yīng)力集中。因此，在振痕尤其是鉤狀振痕的底部很易產(chǎn)生橫向微裂紋。當(dāng)鑄坯在運(yùn)行中，受外力(彎曲、鼓肚、輾子不對(duì)中及矯

25、直等)作用，使剛好處于低溫脆性的鑄坯表面受拉伸應(yīng)力時(shí)，會(huì)使振痕波谷處的微裂紋擴(kuò)展成橫裂紋或產(chǎn)生新的橫裂紋。由此可見，影響其橫裂紋的主要因素如下：(1)鋼的化學(xué)成分。主要是指影響鋼材熱塑性的化學(xué)成分,如S、Al、NbV等，這些元素極易與鋼中的C、N等元素結(jié)合，然后在奧氏體晶界析出，阻礙奧氏體再結(jié)晶的進(jìn)程并弱化晶界強(qiáng)度，從而降低了鋼的高溫塑性。(2)振痕。振痕越深越容易出現(xiàn)橫裂紋,有研究指出，當(dāng)負(fù)滑脫時(shí)間在016s以上時(shí)，提高振動(dòng)頻率、降低振幅可降低振痕的平均深度。當(dāng)結(jié)晶器液面波動(dòng)范圍大時(shí)，也易出現(xiàn)較深的振痕，所以應(yīng)注意入水口的浸入位置、拉坯速度等，以保持結(jié)晶器液面的穩(wěn)定。(3)矯直溫度。連鑄機(jī)矯

26、直溫度對(duì)鑄坯表面橫向裂紋的影響至關(guān)重要。當(dāng)鑄坯在700900c熱脆溫度區(qū)矯直時(shí)，鑄坯在低塑性狀態(tài)下，受矯直機(jī)機(jī)械力的作用，鑄坯表面容易在拉應(yīng)力作用下產(chǎn)生橫裂紋。為避免其形成，可采用平穩(wěn)的弱冷卻，使矯直時(shí)鑄坯的表面溫度高于質(zhì)點(diǎn)沉淀溫度或高于T/a轉(zhuǎn)變溫度，避開低塑性區(qū)2.2 表面龜裂龜裂一般多產(chǎn)生在高碳鋼和合金鋼等大截面產(chǎn)品的表面，裂紋呈龜背狀，一般長(zhǎng)度較短，多呈弧型、人字型，方向各異。龜裂常伴隨或衍生出其他形態(tài)的裂紋，具深度基本超過(guò)鋼板的厚度負(fù)偏差之半，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)品會(huì)在堆垛中被壓斷，因此報(bào)廢的可能性較高。形成龜裂的主要原因有：(1)鋼坯在加熱過(guò)程中若加熱溫度或加熱速度控制不當(dāng)時(shí)，會(huì)造成鋼坯局部過(guò)

27、熱，過(guò)熱部分將出現(xiàn)一定深度的脫碳層，使鋼的塑性降低，在軋制中因表面延伸產(chǎn)生的張力作用而導(dǎo)致開裂。(2)含碳量高的坯料在較低溫度進(jìn)行火焰清理時(shí)，表面溫度驟然升高引起熱應(yīng)力或在清理后的冷卻過(guò)程中產(chǎn)生組織應(yīng)力，從而使坯料表面炸裂。(3)含Cu鋼中的Cu易向表面擴(kuò)散，在鋼表面及氧化鐵皮下富集一薄層熔點(diǎn)低于1100c的富Cu合金，其在1100c以上熔化并侵蝕鋼表面晶界，在軋制時(shí)鋼板表面會(huì)沿晶界發(fā)生熱脆開裂。（4）鑄坯表面原有的網(wǎng)狀裂紋或星形裂紋在軋制中進(jìn)一步擴(kuò)展而導(dǎo)致開裂。圖4中厚板表面微裂紋單純的微裂紋，通常清理后深度小于鋼板厚度負(fù)偏差之半，對(duì)鋼板質(zhì)量性能影響較小；而與其他形態(tài)的裂紋或缺陷伴隨出現(xiàn)的微

28、裂紋對(duì)鋼板質(zhì)量性能的影響，多取決于缺陷的嚴(yán)重程度。2.4 麻點(diǎn)麻點(diǎn)是指在鋼板表面形成局部或連續(xù)的成片粗糙面，分布著大小不一、形狀各異的鐵氧化物，脫落后呈現(xiàn)出深淺不同、形狀各異的小凹坑或凹痕。成因：由于鋼坯加熱后表面生成過(guò)厚的氧化鐵皮（鋼坯加熱時(shí)有部分區(qū)域有過(guò)熱現(xiàn)象）在軋制之前沒有得到清理或清理不徹底，在軋制中氧化鐵皮呈片狀或塊狀等形態(tài)壓入鋼板本體，軋后氧化鐵皮冷卻收縮，受到震動(dòng)時(shí)脫落，在鋼板表面留下大小不一、形狀各異、深淺不同的小凹坑或凹痕。此外，煤氣中的焦油噴射或燃燒的氣體腐蝕，也會(huì)形成焦油麻點(diǎn)或氣體腐蝕麻點(diǎn)。影響：對(duì)鋼板表面質(zhì)量的影響程度取決于麻點(diǎn)在鋼板表面形成的凹坑或凹痕的深度及鋼板對(duì)表

29、面質(zhì)量要求的嚴(yán)格程度。通常情況下，經(jīng)過(guò)修磨清理后，其深度不超過(guò)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定者不影響使用。2.5 表面夾雜鋼板表面夾雜缺陷是影響鋼板一次合格率的重要缺陷。表面夾雜缺陷主要分布在鋼板表面，呈白色或灰白色，形狀不規(guī)則，面積大小及數(shù)量不確定，通常鑲嵌在鋼板表面向下1-3mm內(nèi)，缺陷形態(tài)見圖2.6 表面壓入在熱軋中厚板的生產(chǎn)過(guò)程中，影響成品鋼板表面質(zhì)量的因素較多，其中壓入缺陷是影響鋼板表面質(zhì)量的主要缺陷之一，表面的壓入缺陷如圖所示，其主要特征是：壓入缺陷的兩端成尖狀，在（柳葉）狀的缺陷中分布著深褐色的凹坑。表面氧化鐵皮壓入有兩個(gè)原因，一是由于高壓水打擊力不足或其他因素，板坯表面的一次氧化鐵皮未得到有效清

30、理，造成板坯在軋制過(guò)程部分較厚或附著力較強(qiáng)的氧化鐵皮呈片狀或塊狀壓入鋼板本體；二是鋼板表面二次氧化鐵皮粘結(jié)或清除不干凈，在矯直時(shí)粘結(jié)并壓入鋼板表面。2.7 表面結(jié)疤中厚板表面結(jié)疤是指在鋼板表面呈現(xiàn)舌狀、塊狀、魚鱗狀壓入或翹起薄片的金屬片，結(jié)疤大小不一，深淺不等，結(jié)疤下常附著較多的氧化鐵皮或夾雜物。表面結(jié)疤主要是由于板坯在熱態(tài)下表面黏合有外來(lái)的金屬物，包括板坯熱切割渣鐵的黏結(jié)，在輾道上輸送時(shí)輾道表面黏合物（金屬或金屬氧化物）的壓入、加熱時(shí)移送裝置表面黏附物的壓入。2.8 表面網(wǎng)紋中厚板表面網(wǎng)紋是指在鋼板表面呈現(xiàn)龜背狀或其他形態(tài)網(wǎng)狀的凸起紋絡(luò)。表面網(wǎng)紋是由于在軋制過(guò)程中工作輾冷卻水不合理、換輾周期

31、較長(zhǎng)、軋制時(shí)“卡鋼”造成“燒輾”等原因，在軋輾表面出現(xiàn)一條至多條連續(xù)或局部龜背狀以及其他形態(tài)網(wǎng)狀裂紋，有時(shí)表面裂紋可布滿整個(gè)輾面。這些裂紋在軋制中壓刻在鋼板表面，從而形成凸起的網(wǎng)紋。2.9 表面壓傷中厚板表面壓傷是指鋼板表面出現(xiàn)不同形狀和大小不一的凹痕或凹坑，有的較為集中，有的則較為分散。表面壓傷主要是由于軋機(jī)工作輾或矯直機(jī)矯直輾黏附較厚的氧化鐵皮或其他外來(lái)金屬附著物，在軋制或矯直時(shí)在鋼板表面壓出痕跡；其次，鋼板精整堆垛時(shí)與硬物碰壓，-XI -也可能形成壓痕。2.10 表面劃傷中厚板表面劃傷是指鋼板在軋制和輸送的過(guò)程中被設(shè)備、工具刮出沿縱向或橫向分布的單條或多條溝痕狀表面缺陷。表面劃傷的成因:

32、軋輥、矯直輥磨損不均或損壞脫落，破壞鋼板表面質(zhì)量;熱軋區(qū)域的設(shè)備有尖棱，軋件通過(guò)時(shí)被刮擦;鋼板與軋輥或輥道運(yùn)轉(zhuǎn)不同步產(chǎn)生的滑動(dòng)刮擦鋼板在橫向移動(dòng)或吊運(yùn)過(guò)程中與其他物體之間的刮、擦、蹭、磨。3. 中厚板軋制過(guò)程中的表面質(zhì)量問(wèn)題的危害中厚板的各種缺陷或多或少的影響到它的組織，特別是性能，因?yàn)槊恳环N材料我們的最終目的是為了獲取良好的性能，像力學(xué)性能、工藝性能等。而中厚鋼板的各種表面質(zhì)量問(wèn)題都將影響到它的性能。下面就上面提到的表面質(zhì)量問(wèn)題的危害進(jìn)行分析。麻點(diǎn)對(duì)中厚板的影響程度主要取決于麻點(diǎn)在鋼板表面形成的凹坑或凹坑的深淺。當(dāng)鋼板表面嚴(yán)重的麻點(diǎn)經(jīng)用砂輪修磨也不能達(dá)到表而質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，便造成整塊鋼板報(bào)廢，只

33、能降價(jià)銷售。因麻點(diǎn)報(bào)廢的鋼板的售價(jià)比正品約減少200元/t,一塊鋼板以2.5t計(jì)算，便會(huì)減少銷售收入500元。連續(xù)大量地出現(xiàn)麻點(diǎn)造成鋼板報(bào)廢，將給企業(yè)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，研究中厚鋼板表而麻點(diǎn)產(chǎn)生的原因，并對(duì)麻點(diǎn)進(jìn)行預(yù)防，對(duì)于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有重大意義。氧化鐵皮對(duì)鋼板的影響沒有像麻點(diǎn)那樣，主要取決于它被壓入的深度以及分布區(qū)域。非金屬夾雜有時(shí)易在中厚板表面形成面積較大的條形壓入，但是壓入的深度通常較淺，容易清理，基本不影響鋼板的使用?；旌蠆A雜對(duì)中厚板的影響較深，比較難于清理；而金屬夾雜在鋼板本體內(nèi)形成較深的塊狀壓入，它與金屬基體在化學(xué)成分和變形條件方面存在明顯差別，所以軋制過(guò)程中常因不均

34、勻變形引起的附加應(yīng)力作用而伴生各種不同形態(tài)的裂紋，該裂紋對(duì)鋼板的影響取決于其分布位置和數(shù)量，一般情況下易造成鋼板的判廢。裂紋對(duì)中厚板的影響視裂紋的長(zhǎng)度、深度、數(shù)量、分布情況而定。通常情況下導(dǎo)致鋼板成為廢料的可能性很高。但是有些微裂紋對(duì)鋼板的影響很小，只要不超過(guò)鋼板的復(fù)公差，其對(duì)鋼板的影響都是比較小的。氣泡對(duì)鋼板的影響比較嚴(yán)重，它在鋼板一處或多處出現(xiàn)，很容易導(dǎo)致鋼板的判廢。折疊對(duì)中厚板表面質(zhì)量的影響取決于其凹痕的深度，與軋制鋼板的深度有一定的關(guān)系，嚴(yán)重的會(huì)造成整張鋼板改尺或改判。軋制折疊較冶煉折疊容易脫落，冶煉折疊對(duì)鋼板的改判的可能性較大。結(jié)疤在中厚板的分布較為分散，通常數(shù)量較少，而且面積有大有

35、小，但修磨后凹痕的深度大都超過(guò)鋼板的負(fù)公差之半，對(duì)鋼板的判定有一定的影響。網(wǎng)紋對(duì)中厚鋼板的影響也是有較大影響的，它在鋼板上嚴(yán)重粗糙了鋼板的表面，大大影響了港版的加工和使用。通常網(wǎng)紋凸起的高度與輥面的龜裂程度有關(guān)系。劃傷或者劃痕對(duì)鋼板的影響主要取決于溝槽的深度、數(shù)量。它的分布并沒有一定的規(guī)律。不管是什么類型的表面質(zhì)量問(wèn)題，我們都不希望它出現(xiàn)或者盡量較小它對(duì)鋼板性能的影響，否則，我們?cè)谑褂眠^(guò)程中可能會(huì)造成嚴(yán)重的事故，造成人員傷害和財(cái)產(chǎn)損失。4. 中厚板軋制過(guò)程中的表面質(zhì)量問(wèn)題的成因分析在中厚板軋制生產(chǎn)中，各種表面缺陷的形成因素既與軋制過(guò)程有關(guān)，也與鋼的冶煉方式有著密切的關(guān)系，缺陷的產(chǎn)生既有單一性也

36、有復(fù)雜性。從整體上了解各種表面缺陷的形成原因，是中厚板表面質(zhì)量問(wèn)題控制的關(guān)鍵4.1 表面微裂紋中厚板產(chǎn)生表面微裂紋的原因十分復(fù)雜,其中鋼種化學(xué)成分決定的高溫力學(xué)性能是裂紋產(chǎn)生的內(nèi)在因素,工藝條件和操作條件是裂紋產(chǎn)生的外在因素。表面微裂紋的產(chǎn)生主要是由于板坯表面的裂紋在入爐前清理不凈或漏清理，在軋制后殘留在鋼板上。鋼板表面裂紋主要為縱裂紋，沿軋制方向分布。此外在軋制過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生一部分橫裂紋，傾斜于軋向分布。微裂紋產(chǎn)生的原因是多方面的,中厚板表面微裂紋不是軋制時(shí)新產(chǎn)生的裂紋,而是由坯料原始裂紋擴(kuò)展形成的；通常軋制過(guò)程中對(duì)原始裂紋只有延伸作用而無(wú)其他影響；從裂紋內(nèi)、外形貌、氧化程度和裂紋中銅、砷、

37、錫含量分析上判定,原始裂紋是沿晶界裂開的表面微裂紋。大多數(shù)與其他形態(tài)的裂紋或缺陷伴隨出現(xiàn),基本上是其他形態(tài)裂紋或缺陷的衍生形態(tài),其成因與相關(guān)聯(lián)的裂紋或缺陷相同，其單獨(dú)出現(xiàn)時(shí),主要原因是:(1) 連鑄機(jī)的一冷、二冷、拉速工藝制度不合理,或保護(hù)渣選用不合理、受潮,都會(huì)使鑄坯表面出現(xiàn)許多微裂紋,在軋制中進(jìn)一步暴露和擴(kuò)展,導(dǎo)致鋼板表面形成細(xì)小裂紋。(2) 有些鋼種因加熱速度和加熱溫度不當(dāng),鋼坯表面會(huì)出現(xiàn)熱裂紋或少量脫碳,使塑性降低,在軋制過(guò)程中沿鋼板表面形成細(xì)小裂紋。(3) 鋼坯中存在的皮下氣泡、皮下夾雜在軋制中暴露,形成微小裂紋。(4) 在藍(lán)脆區(qū)(250300)剪切鋼材時(shí),由于鋼材塑性變差,因而當(dāng)鋼

38、板表面受拉應(yīng)力作用時(shí),也會(huì)產(chǎn)生微裂紋。2.1.1 表面縱裂紋鋼板表面裂紋主要為縱裂紋，沿軋制方向分布。影響鋼板表面縱裂紋的因素很多,其中鑄坯原始縱裂紋是導(dǎo)致鋼板縱裂的主要原因。鑄坯縱裂紋主要是因鑄坯在結(jié)晶器彎月面區(qū)初生坯殼厚度不均,在坯殼薄弱處產(chǎn)生應(yīng)力集中,使其承受的力超過(guò)坯殼高溫強(qiáng)度而萌生微裂紋,出結(jié)晶器后在二冷區(qū)繼續(xù)擴(kuò)展形成縱向裂紋。凡是影響初生坯殼凝固均勻性的因素對(duì)縱裂紋的產(chǎn)生都有影響影響連鑄板坯表面縱裂的因素一般可以劃分為化學(xué)成分和工藝因素兩個(gè)方面。(1) 化學(xué)成分的影響化學(xué)成分對(duì)連鑄坯縱裂的影響是通過(guò)影響其高溫力學(xué)性能來(lái)實(shí)現(xiàn)的，一般改善鋼高溫力學(xué)性能(特別是第I脆性區(qū)性能)的元素對(duì)防

39、止縱裂都有有益作用，而惡化鋼高溫力學(xué)性能的元素則促使板坯表面縱裂增加。(2) 工藝因素的影響除了中厚板連鑄坯鋼種自身的性能對(duì)板坯表面縱裂存在一定的影響外，不合理的連鑄工藝是造成鑄坯寬面縱裂的重要原因。縱裂在結(jié)晶器內(nèi)形成，其后不合理的二冷配置加重了縱裂的擴(kuò)展，工藝因素對(duì)中碳亞包晶鋼縱裂影響是顯而易見的，同時(shí)也是現(xiàn)場(chǎng)在鋼種成分確定的情況下可進(jìn)行調(diào)控的有效手段。此外,鋼中大量氣泡的存在或連鑄坯特定部位產(chǎn)生的線狀?yuàn)A雜分布帶,在加熱及軋制過(guò)程中,也可能形成沿受力方向延伸的小裂紋,并在進(jìn)一步擴(kuò)展后形成暴露于表面的縱向裂紋。2.1.2 表面橫裂紋橫裂紋包括角部橫裂紋和表面橫裂紋，它們產(chǎn)生的機(jī)理相同，只是發(fā)生

40、位置不同。中厚板表面橫裂紋主要是由鑄坯表面橫裂紋在軋制中擴(kuò)展而導(dǎo)致的開裂,或是不明顯的鑄坯縱向裂紋在鋼坯橫向軋制時(shí)擴(kuò)展和開裂形成的。其多出現(xiàn)在鑄坯內(nèi)弧振痕的波谷處,振痕越深,橫裂紋越嚴(yán)重。在振痕底部,一般存在S、P等元素的正偏析,還常有保護(hù)渣,降低了鋼的高溫塑性;另外,AlN及微合金元素的碳、氮化合物等易在此處的奧氏體晶界上沉積而產(chǎn)生應(yīng)力集中。因此,在振痕尤其是鉤狀振痕的底部很易產(chǎn)生橫向微裂紋。當(dāng)鑄坯在運(yùn)行中,受外力(彎曲、鼓肚、輥?zhàn)硬粚?duì)中及矯直等)作用,使剛好處于低溫脆性的鑄坯表面受拉伸應(yīng)力時(shí),會(huì)使振痕波谷處的微裂紋擴(kuò)展成橫裂紋或產(chǎn)生新的橫裂紋。由此可見,影響其橫裂紋的主要因素如下:(1)鋼

41、的化學(xué)成分。主要是指影響鋼材熱塑性的化學(xué)成分,如S、Al、NbV等，這些元素極易與鋼中的C、N等元素結(jié)合,然后在奧氏體晶界析出,阻礙奧氏體再結(jié)晶的進(jìn)程并弱化晶界強(qiáng)度,從而降低了鋼的高溫塑性。(2)振痕。振痕越深越容易出現(xiàn)橫裂紋,有研究指出，當(dāng)負(fù)滑脫時(shí)間在016s以上時(shí)，提高振動(dòng)頻率、降低振幅可降低振痕的平均深度。當(dāng)結(jié)晶器液面波動(dòng)范圍大時(shí),也易出現(xiàn)較深的振痕,所以應(yīng)注意入水口的浸入位置、拉坯速度等,以保持結(jié)晶器液面的穩(wěn)定。(3) 矯直溫度。連鑄機(jī)矯直溫度對(duì)鑄坯表面橫向裂紋的影響至關(guān)重要。當(dāng)鑄坯在700900熱脆溫度區(qū)矯直時(shí),鑄坯在低塑性狀態(tài)下,受矯直機(jī)機(jī)械力的作用,鑄坯表面容易在拉應(yīng)力作用下產(chǎn)生

42、橫裂紋。為避免其形成,可采用平穩(wěn)的弱冷卻,使矯直時(shí)鑄坯的表面溫度高于質(zhì)點(diǎn)沉淀溫度或高于丫/a轉(zhuǎn)變溫度，避開低塑性區(qū)2.1.3表面龜裂形成龜裂的主要原因有:(1) 鋼坯在加熱過(guò)程中若加熱溫度或加熱速度控制不當(dāng)時(shí),會(huì)造成鋼坯局部過(guò)熱,過(guò)熱部分將出現(xiàn)一定深度的脫碳層,使鋼的塑性降低,在軋制中因表面延伸產(chǎn)生的張力作用而導(dǎo)致開裂。(2) 含碳量高的坯料在較低溫度進(jìn)行火焰清理時(shí),表面溫度驟然升高引起熱應(yīng)力或在清理后的冷卻過(guò)程中產(chǎn)生組織應(yīng)力,從而使坯料表面炸裂。(3) 含Cu鋼中的Cu易向表面擴(kuò)散,在鋼表面及氧化鐵皮下富集一薄層熔點(diǎn)低于1100c的富Cu合金，其在1100c以上熔化并侵蝕鋼表面晶界,在軋制時(shí)

43、鋼板表面會(huì)沿晶界發(fā)生熱脆開裂。(4) 鑄坯表面原有的網(wǎng)狀裂紋或星形裂紋在軋制中進(jìn)一步擴(kuò)展而導(dǎo)致開裂。2.2麻點(diǎn)鋼坯在加熱爐加熱過(guò)程中,鋼坯的上、下表面同爐氣中的氧氣、二氧化碳、水、二氧化硫發(fā)生氧化反應(yīng),生成氧化鐵皮。在鋼坯出爐及軋機(jī)軋制過(guò)程中，鋼坯上、下表面的氧化鐵皮粘在鋼坯、鋼板上，不能與鋼分離、脫落,氧化鐵皮冷卻后其硬度大于熱鋼的硬度，在軋制過(guò)程中，被軋入鋼板中，形成上、下表面黑面麻點(diǎn)。在軋制薄規(guī)格時(shí)，二次氧化鐵皮被壓入鋼板上、下表面形成輕微的上、下表面黑面麻點(diǎn)。被軋入鋼板上、下表面的氧化鐵皮在終軋最后幾道從鋼板上脫落,露出光亮的凹坑,形成上、下表面光面麻點(diǎn)。麻點(diǎn)的形成一般是由于加熱方面和

44、除磷方面的原因所造成的。(1)加熱時(shí)，由于鋼坯加熱后表面生成過(guò)厚的氧化鐵皮(鋼坯加熱時(shí)有部分區(qū)域有過(guò)熱現(xiàn)象)在軋制之前沒有得到清理或清理不徹底,在軋制中氧化鐵皮呈片狀或塊狀等形態(tài)壓入鋼板本體,軋后氧化鐵皮冷卻收縮,受到震動(dòng)時(shí)脫落,在鋼板表面留下大小不一、形狀各異、深淺不同的小凹坑或凹痕；(2)在高壓水除磷時(shí)，高壓水水壓不足、高壓噴嘴能力小、高壓噴嘴有堵塞或者高壓水未能集中噴射到鋼坯表面上時(shí)，都會(huì)造成麻點(diǎn)的產(chǎn)生；(3)鋼坯加熱過(guò)程中,由于煤氣中的焦油噴射或燃燒的氣體腐蝕,會(huì)形成焦油麻點(diǎn)或氣體腐蝕麻點(diǎn)。2.3 表面夾雜表面夾雜的產(chǎn)生主要是由于板坯皮下有非金屬夾雜物，在軋制過(guò)程中破裂而暴露于表面，或

45、板坯原有表面有非金屬夾雜物，軋制后殘留在鋼板表面上。這些非金屬夾雜物主要是在冶煉、澆注過(guò)程中帶入，以及板坯在加熱爐中加熱時(shí)落在板坯表面上的耐火材料被軋制壓入板面等。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，表面夾雜與中間包第一爐開澆初期鋼水溫度保護(hù)渣化渣不良、結(jié)晶器流場(chǎng)不穩(wěn)定等關(guān)系密切。在開澆初期低拉速情況下，因浸入式水口插入深度、結(jié)晶器液面控制精度、操作工頻繁試探液面及坯殼運(yùn)行情況等，引起結(jié)晶器內(nèi)鋼水流場(chǎng)不穩(wěn)定，導(dǎo)致熔化不充分的保護(hù)渣被卷入鋼水中，靠近結(jié)晶器彎月面處的鋼水凝固速度較快，被卷入的保護(hù)渣無(wú)法得到充分上浮便凝固在坯殼內(nèi)，形成連鑄坯表面或皮下夾雜。2.4 表面壓入經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是淺層壓入缺陷還是嵌入到鋼板

46、內(nèi)部達(dá)幾百微米的深層壓入，都是由保護(hù)渣顆粒和氧化鐵皮構(gòu)成，由此推斷坯料出加熱爐，經(jīng)除鱗后坯料表面的保護(hù)渣顆粒并未完全除凈，而是有部分仍殘留在坯料表面，鋼板在高溫下形成的氧化鐵皮包覆著保護(hù)渣顆粒，經(jīng)過(guò)后續(xù)的軋制過(guò)程入到鋼板內(nèi)部形成壓入缺陷。加熱溫度過(guò)高，加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，表面溫度越高，氧化越嚴(yán)重。在加熱過(guò)程中，若出現(xiàn)上述情況的一種，在出鋼軋制時(shí)，氧化鐵皮便會(huì)粘在鋼坯，不容易被清除掉，從而形成表面壓入缺陷，氧化鐵皮的去除難易與鋼種表面生成的氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)有關(guān)，每一個(gè)鋼種均有一最佳的加熱制度。另外，高壓噴嘴堵塞會(huì)造成高壓水打擊力不足和高壓水未能集中噴射到鋼坯表面上，造成鋼板表面除鱗不徹底，會(huì)在鋼板表面殘

47、留未除盡的保護(hù)渣顆粒和氧化鐵皮。在后續(xù)的軋制過(guò)程中，殘留的保護(hù)渣和氧化鐵皮會(huì)壓入到鋼板表面形成壓入缺陷2.5 表面結(jié)疤表面結(jié)疤主要是由于板坯在熱態(tài)下表面黏合有外來(lái)的金屬物，包括板坯熱切割渣鐵的黏結(jié)，在輥道上輸送時(shí)輥道表面黏合物（金屬或金屬氧化物）的壓入、加熱時(shí)移送裝置表面黏附物的壓入。2.6 表面壓傷表面壓傷主要是由于軋機(jī)工作輥或矯直機(jī)矯直輥黏附較厚的氧化鐵皮或其他外來(lái)金屬附著物，在軋制或矯直時(shí)在鋼板表面壓出痕跡;其次，鋼板精整堆垛時(shí)與硬物碰壓，也可能形成壓痕。2.7 表面劃傷表面劃傷的成因:軋輥、矯直輥磨損不均或損壞脫落，破壞鋼板表面質(zhì)量;熱軋區(qū)域的設(shè)備有尖棱，軋件通過(guò)時(shí)被刮擦;鋼板與軋輥或

48、輥道運(yùn)轉(zhuǎn)不同步產(chǎn)生的滑動(dòng)刮擦鋼板在橫向移動(dòng)或吊運(yùn)過(guò)程中與其他物體之間的刮、擦、蹭、磨。5.中厚版軋制過(guò)程中的表面質(zhì)量問(wèn)題的控制技術(shù)中厚鋼板的生產(chǎn)主要由加熱、軋制、冷卻、剪切、矯直、熱處理等工序組成。在整個(gè)生產(chǎn)線自動(dòng)化方面，目前已經(jīng)發(fā)展到了大型傳動(dòng)技術(shù)、過(guò)程控制技術(shù)、工藝控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)管理技術(shù)為一體的綜合控制技術(shù)階段。在生產(chǎn)過(guò)程中，一方面要將影響中厚板質(zhì)量的關(guān)鍵工序點(diǎn)進(jìn)行有效控制，即根據(jù)客戶對(duì)產(chǎn)品的交付標(biāo)準(zhǔn)下達(dá)生產(chǎn)控制指令，以便各主體設(shè)備的控制模型進(jìn)行自動(dòng)控制；另一方面，要將控制執(zhí)行和質(zhì)量檢測(cè)的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的采集、分類。鋼板在生產(chǎn)中質(zhì)- XV -量控制過(guò)程見圖。為了減少或防止表面缺陷的產(chǎn)生

49、，還需對(duì)中厚板各生產(chǎn)工序過(guò)程進(jìn)行工藝優(yōu)化。質(zhì)量設(shè)計(jì)等待質(zhì)址設(shè)計(jì)站束生產(chǎn)進(jìn)程控制冷卻性能檢驗(yàn)加熱入爐指示*扎制指示剪切指示.成品成分檢騙y用戶質(zhì)量接收工質(zhì)量設(shè)計(jì)結(jié)果，質(zhì)盤指示下達(dá)/出爐，冷卻/質(zhì)后檢驗(yàn)|、丁單面取消質(zhì)函s示毋制可裝，m切訂單返送/取消斗:產(chǎn)指示等侍*w熱帶制尺寸板形性能組批定尺甄切南心計(jì)則確定出爐等待性能冷卻指示尺寸松淵冷床指示.收集等待.尺寸板咫.人T.探切熱處理指示，外觀檢杳性儺成分,衣面L%T探傷，入庫(kù)指示，由峰指示4取樣指示，入庫(kù)指示外現(xiàn)/質(zhì)典檢樓/探快/熱處瞿/蚪切/人吱.武景鬟判定冷點(diǎn)外觀判定人陣外視判定、出庫(kù)、外觀檢杳指示探飭指示，尺寸、垛位卜熱處理1尺寸，出蟀等待

50、質(zhì)嫉表面指示爐控制吉面辟位指示證明15板.-唯圖中厚板生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量過(guò)程控制5.1 在線板坯表面質(zhì)量檢測(cè)入爐前對(duì)板坯表面質(zhì)量缺陷部位進(jìn)行清理，可以有效避免鋼板表面質(zhì)量問(wèn)題。板坯表面缺陷的檢測(cè)分為人工檢測(cè)和自動(dòng)檢測(cè)兩種方式。人工檢測(cè)存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、很難實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)、不能保證缺陷完全被檢測(cè)出等缺點(diǎn)。為了提高效率，保證板坯的缺陷檢測(cè)率，可以采用板坯表面缺陷自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。板坯表面質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)是一種基于機(jī)器視覺、采用模塊化設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，在線表面質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)示意如圖N所示。圖N為上表面檢測(cè)示意圖，下表面檢測(cè)與之相同。通過(guò)控制臺(tái)（即顯示終端）可以觀察到缺陷的在線檢測(cè)結(jié)果，并且可以調(diào)出缺陷的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。個(gè)像帆圖N在線表面質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)示意5.2 加熱爐加熱控制優(yōu)化板坯在加熱爐內(nèi)加熱時(shí)，影響板坯氧化的原因主要有加熱溫度、加熱時(shí)間、空燃比等。加熱溫度過(guò)高、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、空燃比過(guò)大時(shí)，將會(huì)造成氧化鐵皮又厚又黏，難以清除,軋制時(shí)就會(huì)引起大塊狀的氧化鐵皮壓入。因此，在加熱工序中應(yīng)對(duì)加熱溫度、加熱時(shí)間、空燃比等進(jìn)行嚴(yán)格的控制。為達(dá)到精確控制爐溫的目的，燒嘴采用脈沖燃燒控制，即控制每個(gè)燒嘴的燃燒時(shí)