摘要：针对唐钢不锈钢公司生产线热轧带钢边部"翘皮"质量缺陷，进行了电镜扫描和能谱分析，确定了缺陷的产生的原因。从连铸工序、加热制度、粗轧立辊压下制度和精轧侧导板系统进行了改进，并进行实际跟踪验证。结果表明，加热制度和立辊调宽量对“翘皮”缺陷的发生率有较大影响，通过对现有工艺制度进行修订，有效降低了“翘皮”缺陷的发生。
引言：唐钢不锈钢公司生产线产品结构以高强钢、镀锡基板、汽车用钢等品种为主。在日常生产过程中，如轧制A36、MＲT系列、TXHC等产品时，偶然出现翘皮缺陷。该缺陷一度每月造成降判非计划品达到0．6%，造成经济损失的同时还影响品种质量的提升。面对当前严峻的国际、国内钢材市场形势，只有不断提高产品质量，才能够满足客户更高的要求。为解决钢板表面“翘皮”缺陷，自年4月份开始专门针对翘皮问题开展了攻关，找出了问题产生的原因并进行了产线工艺技术改进。
“翘皮”缺陷产生原因
热轧带钢表面翘皮主要发生在距离带钢边部mm以内，在带钢的上下表面均有出现，在产生原因分析的过程中需要根据缺陷具体产生的部位具体分析，而且缺陷的发生有时候与钢种也存在一定关系。该缺陷产生过程主要涉及连铸、加热炉、粗精轧机几个工序，缺陷分析过程中需要配合热轧薄板进行取样，利用体视显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、金相显微镜对表面缺陷处形貌及夹杂成分进行综合分析。
铸坯因素导致的缺陷
因铸坯原因导致的带钢表面翘皮缺陷，主要是在生产结构钢级别以上的低合金高强钢等品种，如A36、QB等材质。QB热轧薄板翘皮缺陷形貌如图1所示，电镜扫描分析结果如图2所示。该缺陷沿轧制方向呈条状分布，端部呈指甲状，宽度1～5mm，长10～mm。将起翘处表皮掀起，可见缺陷的位置表面比正常表面粗糙，缺陷处表面有一层很薄的铁皮，铁皮破损部位下方相对粗糙。将一部分铁皮揭开后，通过图2中注明1、2两处微观形貌进行能谱分析，两处分析结果分别如图3、图4所示。分析结果显示，在铁皮下存在部分FeO圆点和少量含有FeS、CaO夹杂物。通过进一步对翘皮截面进行金相和电镜图像扫描，发现翘皮下方金属呈现钝状缺口，无裂纹，金相组织正常，无明显脱碳现象。
通过对铸坯边部质量缺陷进行分析查看，对应铸坯角部存在局部裂纹，由于局部裂纹经加热炉加热和后续轧制未充分压合，于是铸坯角部缺陷在成品带钢表面产生翘皮缺陷，并与边部存在一定距离，一般距离带钢边部30mm左右。
轧钢因素导致的缺陷
粗轧立辊
轧制工序中影响程度最大的是立辊调宽量，板坯在立辊中轧制属于高件变形，变形难以深入到板坯的中间部分。因此，中间坯较易形成边部隆起和断面呈狗骨状。因为立辊变形时边部延伸大，中间延伸小，甚至无延伸，中间部分会对边部产生拉应力，加上角部的急剧温降，产生了超出该处板坯材料热塑性极限的变形，从而形成角部裂纹，最终表现为“翘皮”。
在立辊进行一般的调宽轧制时，由于调宽压下量与板坯宽度相比显得很小，变形不能渗透到板坯宽度的中央部位，仅产生板坯侧边的表面变形，使粗轧中间坯边部发生较尖锐的凸起，凸起部位在除鳞水和冷却水的冲击下，温度急剧下降，在随后的精轧过程中发生局部撕裂，表现为折叠。若进一步增加立辊调宽量，则变形又可深入至轧件内部，形成较平缓的“狗骨”形状，粗轧中间坯边部的凸起则又变得平缓，该部位的温降又较平缓，减少了发生局部撕裂的可能性，可以使“翘皮”缺陷降低。
精轧导卫系统
精轧入口导卫作为将经过粗轧轧制到一定厚度的中间坯，顺利导入精轧机各架次轧机，并完成整个轧制过程，起着关键的作用。但是，在轧制过程中由于带钢边部和侧导板衬板长期存在相互磨损刮蹭，导致侧导板出现沟槽，严重时黏钢，达到一定程度反过来造成带钢表面边部翘皮缺陷。该类缺陷宏观形貌如图5所示，磨损严重的侧导板如图6所示。
采取的主要措施
铸坯工艺控制和表面修磨
因铸坯在连铸工艺控制不当，发生边部裂纹仅通过加热炉工艺控制，不能有效改善铸坯边部裂纹对成品的影响，所以需要通过对铸坯表面修磨，以及对存在边部裂纹的铸坯进行局部角部修磨，可以有效避免铸坯边部翘皮的产生。但要解决根本问题，需要从连铸拉速工艺控制和铸坯内部氧化物、夹杂物及Ca、Si等精炼渣物质控制方面着手。一般通过电子显微镜及扫描电镜，发现翘皮处夹杂物含有K、Na等保护渣特有的成分，结晶器保护渣性能不良或操作不当，导致固体保护渣卷入钢水中，在热轧过程中被拉成长条形翘皮表面缺陷。所以，连铸工艺的合理控制是解决带钢边部缺陷的重要手段。
修订加热炉加热制度
一般而言，热轧过程可使连铸坯内部的组织缺陷明显改善，使铸坯内部封闭的气泡、裂纹等缺陷压合，铸态疏松组织得到改善，使金属的致密性增加。但是，加热缺陷如过热、过烧或加热不足，均会造成铸坯组织的劣化，使轧件塑性急剧降低，从而导致轧制裂纹。
坯料的加热温度对控制轧制制度及钢板的组织性能有非常重要的影响，板坯在加热时，原始奥氏体晶粒大小直接影响变形过程中的再结晶状态。若在两相区加热，则原有的奥氏体晶粒往往长大，而新生成的奥氏体晶粒较小，同时还会出现各种混晶组织，所以热装温度要避开两相区。板坯的加热时间也不宜过长，加热时间过长会使奥氏体晶粒粗化。提高板坯加热温度虽然可以减轻轧机负荷，但是，由于消耗燃料多，增加烧损以及板坯在炉内黏结的可能性，同时随温度升高，氧化过程不断加快，氧化物的成分也随温度的升高而改变，到出炉时易形成层状铁皮。所以，板坯的加热温度不宜过高。
要求板坯加热温度均匀，头尾温差不大于40℃，钢坯阴阳面温差小于50℃。冷装板坯加热时间要求在min以上。由于轧机故障不能出钢需加热炉保温时，为防止炉温过高造成板坯过烧，要求当保温时间不超过30min时，按要求的加热温度保温;当保温时间不超过1h，前30min降30～65℃保温，后30min提温至要求的加热温度;当保温时间不超过2h，前1h降70～℃保温，后1h提温至要求的加热温度;当保温时间在3～4h，前2h降温～℃保温，后1h缓慢提温至要求的加热温度。待轧时间超过4h，则钢坯降至℃保温。待料时间超过8h，则钢坯全部由加热炉中退出。
立辊压下制度调整
粗轧道次限宽轧制:即对各种规格的板坯，采用粗轧大立辊装置将连铸坯调整至比成品尺寸少40mm。第一道次的立辊宽度与来料尺寸相同，第三道次的立辊宽度比第一道次增加20mm，第四和第六道次的宽度均与成品板热尺寸相同。
同时针对不同材质，不同宽度和厚度品种，确定热卷成品与连铸坯宽度对应关系并形成技术管理制度，用于指导连铸结晶器调整和确定最终连铸坯宽度。连铸坯与热卷产品宽度规格生产跨度一般控制在±40mm，以免较大的粗轧立辊负荷和自由宽展影响带钢边部质量和带钢最终宽控制精度。
精轧侧导板系统改进
唐钢不锈钢公司生产线精轧F2～F7入口侧导板，原设备厂家设计为两块喇叭段侧导板和两块平行段侧导板形式。由于衬板结构形式不合理，使用维护难度大，导致侧导板衬板磨损严重。因此，自产线投产以来精轧入口侧导板衬板一直未进行过更换，日常检修仅靠补焊打磨维护其生产过程中造成的磨损，但是处理效果较差，因侧导板表面沟槽较深造成带钢翘皮缺陷比例居高不下。主要改进措施
如下:
(1)将F2～F4入口侧导板增加导向轮设计，便于进一步夹持带钢，提高带钢轧制对中度，减少带钢跑偏。设计安装有可转动导轮的侧导板可以充分夹持住带钢，减轻和避免带钢边部与侧导板刮蹭。导轮采用耐磨、高硬度材质制作，可随时更换。
(2)确定精轧侧导板更换周期，利用日常定修对侧导板进行更换。工艺技术人员根据制定的侧导板磨损标准，定期对侧导板磨损情况进行跟踪检查，发现侧导板磨损超过标准要求时，及时向维修部门提出侧导板衬板更换申请，保证侧导板衬板使用状态，避免因此造成的带钢边部翘皮缺陷。
结语
通过合理控制铸坯连铸生产工艺，避免夹杂物和边部裂纹缺陷是解决带钢边部翘皮的有效手段;同时在加热炉热装温度、在炉时间、出炉温度，以及粗轧立辊测压量等方面进行合理工艺优化，也可以对“翘皮”缺陷有较明显改善。从年下半年开始翘皮缺陷呈下降态势，进一步证明了所采取的改进措施是行之有效的。
对各种规格的板坯采用调宽压力机，将连铸坯调整至热轧板宽度尺寸，在随后的粗轧过程中，使用立辊保证板坯宽度不变的宽控方案明显有效。
同时针对部分带钢边部翘皮因精轧侧导板刮边导致的断续翘皮，对精轧导卫系统进行了改进。通过制定侧导板更换周期和磨损标准，保证导卫状态良好，使得因此造成的边部刮伤性翘皮缺陷得到有效控制。
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