退火帶鋼橫折紋原因分析

退火帶鋼橫折紋原因分析

lago-etral式冷壓機系統(tǒng)包括傾斜洗水裝置、采用1.5mm六輥冷壓機（2）、全氫罩退火器（24）、1500mm四輥平整機和拉冬平板裝置。罩式退火爐和單機架四輥平整機組投產(chǎn)后,退火帶鋼平整過程中出現(xiàn)大量表面橫折紋缺陷,嚴重影響退火卷的產(chǎn)品質(zhì)量。為此,對缺陷產(chǎn)生的原因進行分析,并提出了相應(yīng)的解決措施。1帶鋼的屈服特性經(jīng)過退火后的帶鋼具有明顯的屈服平臺。一般情況下,平整張力只使帶鋼產(chǎn)生彈性變形,沒有塑性變形,但是在平整過程中,帶鋼由于受原始狀態(tài)及設(shè)備性能的影響,若局部受力超過屈服極限,帶鋼便會出現(xiàn)從彈性變形區(qū)到塑性變形區(qū)的突發(fā)轉(zhuǎn)變,使帶鋼表面產(chǎn)生不均勻的局部流動變形,就會出現(xiàn)滑移線,即屈服紋,也就是平整過程中常見的橫折紋缺陷。帶鋼表面一旦出現(xiàn)橫折紋,不僅影響帶鋼的表面質(zhì)量,而且會對帶鋼的力學性能造成影響,對帶鋼的使用也會帶來危害。1.1粘連產(chǎn)生的原因生產(chǎn)初期,產(chǎn)生橫折紋缺陷的大部分退火卷存在不同程度的粘連,粘連的帶鋼在平整開卷過程中(尤其是低速時)會使開卷張力不穩(wěn)。當某處的張力超過帶鋼的屈服極限時,便會產(chǎn)生橫折印缺陷。據(jù)統(tǒng)計,由于粘連導致的橫折紋缺陷占76%。導致退火鋼卷粘連的原因有:1)拉矯機卷取張力過大,在退火受熱時鋼卷層與層之間的壓力過大;2)帶鋼在冷軋時板形不佳,產(chǎn)生浪高>10mm的肋浪或中間浪,經(jīng)罩式爐退火后容易引起帶鋼層間粘結(jié);3)退火溫度過高,使帶鋼退火后產(chǎn)生粘連;4)帶鋼退火時升降溫速度過快,引起鋼卷的熱脹冷縮速度過快;5)退火卷存在塔形或錯層,在退火對流隔離板的壓力下芯部及邊部粘連。1.2帶鋼的屈服性能當罩式退火爐的退火溫度、加熱時間、冷卻速度等工藝參數(shù)設(shè)定不合理時,帶鋼在退火過程中內(nèi)部晶粒容易變粗大,從而導致屈服強度降低達不到要求。在平整軋制時,即使是在正常的軋制力和張力下,帶鋼也會達到屈服點,產(chǎn)生屈服紋缺陷。這種屈服紋面積較大,平整后整個板面都可能存在。1.3拉矯切邊橫折紋在生產(chǎn)過程中,帶鋼邊部橫折紋一般在10~30mm左右,即使在拉矯時切邊10mm亦很難完全切除邊部橫折紋。由于帶鋼在軋制時邊部減薄區(qū)較寬,在退火后的平整過程中,在同樣的張力作用下,邊部較薄部位也容易產(chǎn)生橫折紋。1.4帶鋼的不穩(wěn)退火卷的板形對橫折紋的產(chǎn)生有極大影響,當帶鋼存在嚴重的邊浪、中浪或肋浪時,在平整過程中帶鋼會波動較大,從而引起張力不穩(wěn),當張力達到或超過帶鋼的屈服極限時,局部就會產(chǎn)生橫折紋。1.5量橫折印缺陷當平整前鋼卷溫度>45℃時,平整時帶鋼表面將會產(chǎn)生大量橫折印缺陷。主要原因是在>45℃時金屬分子比較活躍,帶鋼受到拉力時很容易從彈性變形區(qū)跳躍到塑性變形區(qū),在帶鋼表面產(chǎn)生呂德絲線(滑移線),造成帶鋼表面產(chǎn)生橫折印。1.6帶鋼帶邊文化內(nèi)涵平整機組入口防皺輥的行程為0~250mm,如圖1所示,前期生產(chǎn)時按設(shè)備提供方提供的參數(shù),對于1.0mm的帶鋼防皺輥提升高度為180mm(圖中位置1)。當帶鋼經(jīng)過入口防皺輥時,由于帶鋼與防皺輥的包角較大,而且對于較厚的帶鋼,其內(nèi)外層的延伸不同,當外層延伸率超過屈服點的延伸率時就會產(chǎn)生屈服,最終產(chǎn)生橫折紋。另外,帶鋼在平整機組的S輥上包角>180°,在S輥高速運轉(zhuǎn)時會帶入大量的空氣,帶進的空氣在帶鋼和S輥之間產(chǎn)生氣墊,氣墊會使作用在帶鋼上的張力不穩(wěn),產(chǎn)生瞬間或大或小的張力,極易達到帶鋼屈服極限,產(chǎn)生橫折紋缺陷。2橫截面缺陷的控制措施2.1左卷張力下降通過對退火后鋼卷產(chǎn)生的缺陷分析,張力與彎輥力的控制對退火平整工序尤其重要。通過分析和試驗,將成品道次卷曲張力減小為22~28N/mm2,自軋制第3道次起,控制左卷取張力或第4道次軋制完畢轉(zhuǎn)換時停車10s,等待左卷曲張力降至設(shè)定張力值后起步,粘連現(xiàn)象明顯好轉(zhuǎn),平整時的橫折紋基本消除。另外,將軋機彎輥力由原來的280kN降低到150kN,有效地改善了帶鋼的中間浪與肋浪現(xiàn)象,也大大降低了平整過程中的橫折紋缺陷。2.2邊部卷、邊部卷、冷卻速度的控制對退火工藝進行優(yōu)化,保證帶鋼合理的加熱速度、保溫時間、冷卻速度,選取邊部卷取較整齊的直接入爐退火,塔形嚴重的鋼卷重卷后消除塔形或者放在罩式爐最上方,防止導流板擠壓產(chǎn)生外翻內(nèi)口現(xiàn)象,粘連產(chǎn)生的概率也得到了很好的控制。2.3邊部軋件厚度小引起軋制過程中帶鋼邊部減薄的原因主要有兩個:一是由于軋制壓力引起軋輥壓扁變形,且變形程度分布不均勻,邊部軋輥的壓扁較中心部位小,邊部的軋件厚度較小,產(chǎn)生邊部減薄區(qū);二是由于邊部金屬和內(nèi)部金屬的流動規(guī)律存在不同。邊部金屬所受到的橫向阻力比內(nèi)部小,在軋制力作用下,帶鋼邊部區(qū)域的金屬除了縱向流動外,還明顯發(fā)生橫向流動,進一步降低了邊部區(qū)域的軋制壓力以及軋輥壓扁量,使金屬發(fā)生邊部減薄現(xiàn)象。為此,加大軋機中間輥的橫移量,減小軋輥壓扁變形的不均勻分布,減小了邊部減薄區(qū)的寬度,減緩了邊部橫褶紋的產(chǎn)生,使邊部橫褶紋寬度變窄甚至消除。2.4加大開卷張力值由于退火后鋼卷存在不同程度的粘連,平整開卷時的張力值對粘連影響較大,適當加大開卷張力值,有利于粘連退火卷開卷。在實際操作過程中,根據(jù)鋼卷的粘連情況將開卷張力增加2~6kN(相對于設(shè)定值),調(diào)節(jié)開卷張力后因粘連而撕裂的現(xiàn)象明顯降低,并且在平整過程中產(chǎn)生的橫折紋缺陷也得到了改善。2.5防顫輥理論可擴張輥的可不能移動防顫輥物系,自變原理資產(chǎn),也即按克氏輥的計算接枝軸,張顫輥伸長至出口測張輥的距離和高度調(diào)節(jié),防顫輥的伸長和斷顫輥高度根據(jù)生產(chǎn)的實際情況,對平整機的防皺輥進行了調(diào)整,將防皺輥伸出范圍調(diào)節(jié)在70~80mm,防顫輥伸出后高度與出口測張輥高度相差不多,即伸出距離大約在50mm。在特殊情況下,根據(jù)現(xiàn)場實際情況決定伸出高度或者選擇不伸出,解決了大面積的橫褶紋缺陷問題。2.6機重疊量的確定對于平整后仍存在的橫折紋缺陷,在拉矯過程中適當?shù)丶哟罄C機重疊量。1#~4#彎曲矯輥系的重疊量分別在設(shè)定值的基礎(chǔ)上增加1~2.5mm。結(jié)果表明,輕微的平整橫折紋缺陷經(jīng)拉矯后基本消除,嚴重的橫折紋缺陷拉矯后也得到了明顯改善。3拉矯機液的調(diào)整通過以上措施的實施,尤其是優(yōu)化控制軋制、平整、拉矯和退火工藝參數(shù),適當加大軋機中間輥橫移