熱軋帶鋼產品主要的質量指標包括表面質量、形狀與尺寸精度、力學性能等3個方面。隨著自動化控制技術廣泛應用于熱軋生產線，生產線對于帶鋼產品板形質量的控制已非常精確，產品的各項質量指標得到了很大保證。邯鋼西區2,250mm熱軋生產線年設計生產能力為460萬t，全線采用自動化控制。在設備投入生產使用過程中，由于工藝和控制系統等存在的問題，產品外形尺寸等方面曾出現過一些質量問題，引起了客戶的一些質量投訴和異議賠償。本文對熱軋生產工藝進行了探討，對熱軋生產中存在的一些質量問題和解決措施進行分析。
01 引言
熱軋生產線以生產高強度、高精度和高附加值的雙相鋼、多項鋼等鋼種為主，產品主要用于船體用鋼、汽車用鋼、橋梁用鋼和鍋爐、壓力容器等高耐候性結構鋼的生產，同時也可以作為冷彎型鋼材、焊管和冷軋生產的基礎坯料。熱軋帶鋼產品主要的質量指標包括表面質量、形狀與尺寸精度、力學性能等3個方面。隨著自動化控制技術廣泛應用于熱軋生產線，生產線對于帶鋼產品板形質量的控制已非常精確，產品的各項質量指標得到了很大保證。邯鋼西區2250mm熱軋生產線年設計生產能力為460萬t，全線采用自動化控制。在設備投入生產使用過程中，由于工藝和控制系統等存在的問題，產品外形尺寸等方面曾出現過一些質量問題，引起了客戶的一些質量投訴和異議賠償。本文對熱軋生產工藝進行了探討，對熱軋生產中存在的一些質量問題和解決措施進行分析。
02 熱軋生產
熱軋生產線的主要設備簡介：
熱軋生產線的主要設備包括：步進梁式加熱爐、高壓水除鱗、定寬壓力機、粗軋機、飛剪、精軋機、卷取機、平整分卷機組等
（1）加熱爐。步進梁式加熱爐主要用于板坯軋制前的生產緩沖和板坯加熱。為了滿足鋼坯加熱需要，實現對鋼坯不同階段的靈活加熱，加熱爐分為了八個加熱段。同時，加熱爐采用了自動控溫系統實現了對加熱爐各個加熱段溫度的準確調節，針對不同鋼種、不同規格的板坯沿長度方向連續加熱。
（2）高壓水除鱗機。在軋制過程中，會產生氧化鐵皮等鱗狀物質需要用高壓噴水的方法來去除。
（3）定寬機。定寬壓力機用于粗軋之前的第一次減寬，布置在除磷機與2輥可逆粗軋機之間，定寬機的主要作用是通過擠壓錘頭的擠壓作用，改變材料的外觀形態，獲得均勻的材料變形。
（4）粗軋機。粗軋機主要是為了獲得寬度一致、邊緣整齊的中間坯而進行側邊軋制的一種機械設備，以防止軋件邊緣出現裂邊和鼓形，降低金屬消耗系數。
（5）飛剪。飛剪主要是將鋼坯按照一定的長度尺寸進行剪切，以便于后續的軋制加工，飛剪由兩臺DC電機提供動力，通過齒形接手、曲柄軸、正齒輪減速機等進行驅動，在電機和曲柄帶動下，飛剪快速上下切割，從而按照一定的長度規格完成對鋼坯的剪切
（6）精軋機。精軋機是利用液壓AGC等自動控制和自動補償系統，通過液壓系統和軋輥對板坯進行的一種高精度軋制，主要由電機驅動、聯軸器、減速機等進行驅動和傳動，以獲得高精度外觀尺寸的軋件。
（7）卷取機。卷取機主要是對帶鋼進行卷曲，使之成為鋼卷以便于打捆、運輸和儲放，卷取機同樣采用液壓驅動，由輥縫液壓精調、助卷輥踏步控制SC、卷曲張力控制系統等進行自動控制，設備具有使用壽命長、內圈劃傷少、磨損與維護量小的優點。
（8）平整機組。平整機組主要負責對碳素鋼等各類鋼卷進行平整，通過平整輥的擠壓作用以獲得理想的板材板型，從而提高板材質量，便于對鋼卷的后期加工。
03 熱軋板帶的技術
需求熱軋帶鋼的坯料一般為初軋板坯或是連鑄板坯，其外觀形態、彎曲度、尺寸公差和化學成分等，都是其需要重點關注的技術要求。板坯質量是對其進行正常熱軋加工的基礎，應要求板坯內部及外表面不得有疏松、氣孔、夾雜、偏析等缺陷問題。熱軋板帶主要具有以下技術需求：
（1）尺寸精度要求高。
尺寸精度主要包括長、寬及厚度精度。尺寸精度是熱軋板帶生產中控制難度最大的技術指標，對板帶后續的再加工和使用性能影響很大，其中厚度的精度更為突出，如果誤差過大，會對后續的沖壓工序產生不良影響；而且尺寸精度控制不良的話，也容易在后續加工環節造成金屬的浪費，一些微小的厚度尺寸變化都會影響到板材的使用性能和金屬消耗。在加熱爐對坯料進行加熱時，加熱溫度、加熱時間以及過鋼速度等都是需要重點控制的工藝指標。應根據各鋼種的工藝要求，合理制定預熱段、加熱段、均熱段等環節的加熱制度，以防止坯料出現加熱不均勻，以及過燒、氧化和黏鋼、脫碳等現象，熱軋產品由于其加工特性，對于厚度尺寸控制存在比較大的難度。因此，熱軋也常常稱為冷軋的前道工序，其產品多作為冷軋加工的坯料，為了盡可能地提高軋制精度，一般會按照負公差軋制工藝進行生產。
（2）板形要好。
熱軋產品對于板形的要求是比較高的，不僅要求板形沒有明顯的外觀缺陷，同時厚度、瓢曲度等也要嚴格符合要求。普通薄板生產瓢曲度應控制在20mm以內；普通的中厚板每米長度上，瓢曲度不大于15mm，對于寬且薄的板帶，對不均勻變形非常敏感，很容易產生不均勻變形。板帶軋制時板形的不均勻變形是造成板形不良和厚度不均的主要原因，與板帶厚度控制的精確度有很大關系。
（3）表面質量要好。
熱軋帶鋼常作為結構鋼使用，因此，其表面不允許出現裂紋、結痂、折疊、劃傷、氣泡、銹蝕、氧化鐵皮壓入等缺陷。由于這些缺陷部位與其他正常部位相比，所能承受的應力作用較小，因此這些缺陷部位也容易成為板帶中應力集中的薄弱環節，是板帶銹蝕和破裂的根源。如生產硅鋼片時，表面的氧化鐵皮也會在深沖環節被迅速沖壓至帶鋼表面，繼而導致帶鋼表面出現開裂、粗糙和沖壓工具被快速磨損等問題。因此，對于熱軋板帶必須要保證其表面質量，要嚴格控制加熱、軋制、高壓水除鱗等工藝，以消除質量隱患。
（4）對力學性能的要求。
對板帶鋼力學性能的要求主要包括：工藝性能、機械性能、特殊板帶的化學性能和物理性能等。熱軋產品的力學特點主要表現為組織和性能不夠均勻，其強度指標和塑性指標介于冷作硬化制品與完全退火制品之間。一般結構鋼板對于焊接、冷彎曲等工藝性能要求較高，而對力學性能要求并不嚴格，對于具有特殊用途的鋼板產品，如硅鋼片、不銹鋼板、高溫合金板等，對于其高溫性能以及耐酸性、耐堿性、耐腐蝕性等都會有比較高的要求，對于具有重要用途的結構鋼板，一定要嚴格控制其化學成分以及強度、塑形等工藝性能。
04 熱軋生產工藝流程分析
熱軋生產的工藝流程主要包括：加熱、高壓水除鱗、粗軋、開卷、剪切、精軋、冷卻、卷曲這幾道環節。具體的工藝流程如下：首先由板坯庫中取出待軋制加工的板坯，將其放入爐側輥道，并由裝鋼機將板坯裝入爐內。在加熱爐內，板坯會按照制定好的加熱制度進行加熱，在板坯達到一定溫度后，由出鋼機托出，將其放置于出爐側輥道，然后板坯在托輥輸送下送至粗軋工序，依次進行高壓水除鱗、定寬、粗軋、剪切、精軋、除鱗等處理工序。最后板坯被加工軋制成為一定規格的板帶產品后被送至輸出輥道，在層流冷卻之后由夾送輥送到卷曲工段，由卷取機、助卷輥等完成對板帶的卷曲，由打包機打包噴號后運至倉庫內。
（1）粗軋。板坯由加熱爐出來之后，表面會形成一層厚度約為2~5mm的氧化鐵皮。必須要清理干凈，否則則會在后續的軋制工序中被壓入板坯內，成為影響板坯表面質量和力學性能的質量缺陷問題。板坯表面氧化鐵皮的清除一般采用高壓水除鱗設備，利用水壓的沖刷力將附著在板坯表面的鐵皮清理干凈。熱軋帶鋼使用連鑄坯，為了滿足不同品種規格板坯的軋制要求，需要由定寬工序對板坯寬度進行調整。
（2）精軋。精軋主要是對帶鋼厚度、板型等外觀尺寸的高精度軋制。其精度控制由目前比較先進的AGC輥縫調節補償系統來實現，通過輥縫調節來消除軋制中存在的各種干擾因素，從而滿足高品質帶鋼產品高精度的外觀尺寸要求。
（3）冷卻、卷曲。帶鋼經過精軋后，終軋溫度約為800℃~900℃，需要對其進行冷卻降溫，以達到卷曲工藝所需的溫度550℃~650℃。熱軋生產中常用的帶鋼冷卻工藝主要有層流冷卻、高壓噴水冷卻、水幕冷卻等。帶鋼在冷卻降溫后，立即進入到卷曲工序，卷曲機利用帶鋼冷卻后剩余的溫度，在助卷輥的作用下迅速對帶鋼進行卷曲。卷曲機的主要功能是將精軋過的產品卷曲成為固定的卷型，成為鋼卷，以便于打捆運輸。
（4）精軋工序。熱軋帶鋼精整設備機組包括平整、分卷、剪切等工序，帶鋼的剪切主要依靠飛剪設備來完成，飛剪設備利用剪刃的快速切割作用將帶鋼切割為一定規格的板材，以便于后續的板材加工。
05 熱軋帶鋼生產常見的質量問題及原因分析
（1）裂紋問題。
裂紋是帶鋼比較常見的表面質量問題。
熱軋帶鋼表面裂紋多以縱裂紋的形式出現，且深淺不同、長短各異。板坯本身就存在的各種裂紋缺陷是導致帶鋼加工中產生裂紋的主要原因，而且這種原料坯所夾帶的裂紋在后續工序中也是無法消除的，還有一些情況是由于結晶器和熱流控制不科學，結晶器銅板表面存在缺陷等原因，導致板坯坯殼生長不均勻，應力失衡作用下導致板坯裂紋產生。
（2）斑痕問題。
斑痕問題主要影響帶鋼產品表面的平整度，而且容易成為應力薄弱的環節，在后續軋制加工環節中導致帶鋼斷裂。斑痕會以不規則的條帶狀、斑點狀等形式在帶鋼表面分布，嚴重的會造成帶鋼表面出現粗糙麻點，斑痕問題主要是由于氧化鐵皮壓入造成的。從生產工藝環節尋找原因：一是板坯加熱時間過長，其表面形成的氧化鐵皮較多、較厚，除鱗工序很難將這些氧化鐵皮去除干凈，致使在后續軋制環節中被壓入帶鋼表面；二是除鱗水壓力不夠或者是除鱗流程不科學，導致除鱗效果不佳；三是軋輥噸位過高或是軋制力設置不合理，導致帶鋼表面被磨損，造成麻面。
（3）壓痕問題。
帶鋼表面的壓痕缺陷一般都是呈周期性分布的，長度和寬度都比較固定。壓痕缺陷的出現主要是由于輥面打傷，輥面粘渣或是軋件掉塊而造成的，壓痕問題嚴重影響熱軋帶鋼表面的平整度。
（4）表面隆起。
帶鋼表面隆起的問題一般多發生在帶鋼邊部，呈條帶狀沿帶材軋向分布，熱軋帶鋼邊部隆起缺陷的原因主要是因為工作輥局部磨損所致。
06 熱軋帶鋼常見質量問題及解決措施
（1）裂紋問題的解決措施。
首先要重視對連鑄工序設備的保養維護，避免設備在使用過程中出現鍍層剝落；還要重視完善保護渣體系，通過對不同鋼種生產經驗的總結，制定出適合于不同鋼種和規格的結晶器流場區域和錐度表，以此來提高熱軋帶鋼的生產質量。
（2）斑紋問題的解決措施。
主要應從防止氧化鐵皮壓入方面入手。首先要合理制定加熱措施，避免因加熱時間過長、加熱溫度過高而導致氧化鐵皮生成過多；再就是要保證除鱗效果，通過調整除鱗水壓力，清理噴頭堵塞等措施，保證除鱗水壓力；同時還要合理調整軋輥軋制力和噸位，避免帶鋼表面磨損。
（3）壓痕問題的解決措施。
解決熱軋帶鋼的壓痕問題，首先要檢查軋輥輥面是否有磨損、粘鋼等問題。如果磨損較輕，可對軋輥輥面進行修磨處理，如果壓痕嚴重，須立即進行換輥。
（4）隆起問題的解決措施。
優化軋輥凸度，提高軋輥磨削精度，還應避免出現因噴頭堵塞等問題而導致的水冷效果不佳和軋輥磨損不均的問題，對于出現較嚴重磨損的軋輥要及時修復和更換。
來源：熱加工論壇
