高表面质量中厚钢板表面麻点缺陷的成因与预防措施探讨

顾祯

江南造船有限责任公司 上海 201913

某钢厂常年生产高表面质量钢板，在实际生产时，先经过弯型、喷砂抛丸处理、焊接及装配等处理，然后在钢板表面喷涂金属漆，所以，其对钢板表面质量具有非常严格的要求，无论是上表面，还是下表面，均不能出现修磨情况，而且也不可存在缺陷，比如压入氧化铁皮、麻坑等；另外，不管是在抛丸前，还是此操作后，都不能有蜘蛛网状、鱼鳞状花纹出现，且麻坑数量需＜3处/m2，尤其是不规则麻坑，其深度不能超过0．5mm，面积不能超过3mm2。本文围绕此钢厂，研究其所生产高表面质量中厚钢板表面麻点缺陷产生的原因，提出具体的改进措施，现对此作一探讨。

1 缺陷分析

该钢厂高表面质量中厚板年均供货量大千余批，尤其是2018年全年供货1271批，总重达2万吨，最小厚度为6mm，最大60mm，低硅成分设计，而且还将高表面质量相关要求考虑在内。依据钢板性能台账统计与成分，经计算得出高表面质量中厚板（用于工程机械）冶炼成分均值为C为0．17wt，Si为0．15wt，Mn为1．20wt，S 为 0．010wt，P 为 0．017wt，Ai为 0．026wt。拉伸性能均值为Re334MPa，Rm为5．4MPa，标距50mm内A为49．2%。

2 缺陷产生原因

2.1 加热缺陷

在对板坯进行加热时，板坯表面接触高温炉气，会发生强烈且持续性的氧化反应，最后会生成大量的一次氧化铁皮；需要指出的是，此种铁皮产生数量不仅与钢的化学成分有密切关联，而且还受到其它因素的综合影响，比如炉气成分、加热时间及加热温度等，通过汇总既往加热参数得知，升温速度越快，加热温度越高，加热时间愈长，那么氧化铁皮的最内层会有越多的FeO生成量；针对此情况，在接下来的生产工序当中，若有着欠佳的除磷效果，那么氧化铁皮在受压作用下，会被压入到钢板表面，形成麻坑、花斑等缺陷[1]。

2.2 除鳞控制

现阶段，针对中厚板轧机而言，通常采用高压水进行除鳞。在喷射高压水过程中，板坯的表面会被冷却，另外，金属基体、氧化铁皮在遇冷后，会出现差异性的收缩率，因而会出现破碎氧化铁皮的情况。当氧化铁皮发生破碎情况后，高压水会沿着裂缝，流入到金属基体与氧化铁皮之间处，对其进行持续性的铲除与破碎处理。除磷效果不仅与氧化铁皮情况紧密相关，而且还受其它因素的影响，比如喷嘴结构、集管配置以及除鳞水的喷水量、压力等。比如本文根据各因素影响程度，绘制了帕累托排列图。从中得知，在对除鳞效果造成影响的各类因素中，最主要因素为喷嘴流量与压力。而通过高压水除鳞实验得知，在加热过程中，清除低合金钢产生一次氧化铁皮所需要的高压水打击力区间为195-244kPa，而将二次再生氧化铁皮清除掉所需要的打击力为48-77kPa。如果流量伴随除鳞时间的增加岁随之减小，那么会降低系统压力，最终对除磷效果造成直接影响。所以，需要依据具体的工艺制度，对喷嘴流量、单道次最长除磷时间、集管流量等加以明确，设定最大流量，为高压水除磷的最小打击力提供切实保证。

2.3 板坯缺陷

针对板坯所存在的诸如皮下气泡、结疤、氧化铁皮等缺陷，经精整、轧制及加热处理后，大部分都能得到清除，但仍有一小部分会残留下来。当板坯还未被送入炉之前，若未能较好精整，那么位于表面的氧化铁皮，其于加热炉高温环境下，会被融化，并在板坯表面形成结疤，进而产生麻点，存在此种缺陷的钢板在经过抛丸喷砂后，会形成鱼鳞纹，或者是麻坑[2]。

3 具体的改进措施

①优化加热制度。为了能够最大程度减少氧化发生，在装胚料时，需要将胚料高温状态下的停留时间给缩短，通常情况下，可将其控制在0．7分钟/mm；为了能使炉压始终处于稳定状态，需要避免冷空气进入到炉膛当中；另外，还需要对炉气成分施加控制，最大程度减少氧化性气氛。②除鳞系统。针对高压水流量来讲，需要能够从根本上满足轧机、鳞箱多点除磷方面的各项需要，并且还需要保持管路始终处于通畅状态；对喷嘴的工作状态及是否存在异常进行定期性检查，轧机机身除鳞压力需要大于18MPa，而除鳞箱压力需大于25MPa，单道次除鳞的时间需控制在5秒内，除鳞道次的间隔时间需要控制在80秒内，并将除磷时间给予尽可能减少，以此来减少轧件温降。③连铸坯精整。对于逐块板坯而言，不仅要检验其上表面，而且还需要检查其下表面，用砂轮对凹坑、裂纹、割渣、毛刺等进行磨削清理，对砂轮速度进行适当控制，并对其清理时间也进行相应控制，防止坯料表面局部出现温度迅速升高而出现应力开裂情况。对于位于坯料表面上的氧化铁皮而言，可采用盐酸酸洗方法进行清除。④对轧制工艺进行优化。当用除鳞箱对坯料进行除磷处理后，粗轧机首先选用小于5mm的小压下量，开展一次双道往复轧制操作，以此来破碎、剥离底层氧化铁皮，后实施轧制，并对进行机身水除鳞，而在除鳞道次上，需≥4次；为了能使中间坯氧化时间尽可能缩短，在精轧期间，其开轧温度需保持在880℃以上，并将除鳞道次尽可能减少，需＜2道次，防止钢板表面有条纹水印情况出现[3]。

4 结语

综上，针对钢板表面麻点，通常情况下，是由多因素共同或相互作用下表而形成，尤其是在控制氧化铁皮上，更是存在密切关联，而轧钢过程与除鳞系统为其核心工序。为了能够减少缺陷，对于高锰型低合金及中碳、低硅类型的高表面质量钢板，需减少一次氧化铁皮产生，并设定最合宜的加热工艺参数；另外，为了使二次氧化减少，需将轧钢工序当中的除鳞道次减少，并尽量将待温轧制时间缩短，以此来减少或预防相关缺陷的发生。