热轧酸洗板表面斑状色差产生机理及控制措施

针对热轧酸洗板表面的斑状色差缺陷, 从微观特征与生产关联性因素方面进行了研究。结果表明:斑状色差缺陷的产生与基体和氧化铁皮的界面状态密切相关, 酸洗后表面粗糙度的差异是导致色差缺陷产生的直接原因。生产关联性因素跟踪及分析发现: 色差缺陷的产生主要与热轧精轧工作辊辊面的状态密切相关, 轧辊氧化膜剥落导致的铁皮压入缺陷是导致带钢酸洗后出现斑状色差缺陷的主要原因。为此, 制定了合理的热轧工艺及轧辊使用和精轧用水、轧制润滑的优化等控制措施, 成功消除了热轧酸洗板表面的斑状色差缺陷。     

DC03冷轧基料表面氧化铁皮针孔缺陷的形成机理及控制

针对某企业在生产DC03冷轧板过程中,其热轧带钢酸洗后表面出现氧化铁皮针孔缺陷的问题,结合现场开展了理论和实验研究工作。首先对现场实物进行取样分析,认为在精轧过程中氧化铁皮被压入到带钢表面是造成氧化铁皮针孔缺陷形成的主要原因。为了进一步探究这一缺陷的形成机制,在实验室对DC03钢进行了温度为830～1 080℃的氧化动力学实验和氧化铁皮高温变形实验。结果表明：该钢的氧化激活能较低,在精轧温度范围内容易产生较厚的氧化铁皮,而且随着温度的升高,氧化铁皮中FeO所占比例提高,氧化铁皮的塑性改善。当精轧温度较低时,氧化铁皮破碎严重,氧化铁皮很容易被压入到基体中,形成氧化铁皮针孔缺陷,而随着轧制温度的升高,氧化铁皮的塑性逐步改善,当达到一定温度时,氧化铁皮能很好地随基体变形,使氧化铁皮保持相对较好的完整性。基于上述研究结果,针对现场实际,提出了适当提高轧制速度和严格控制终轧温度等改进措施,氧化铁皮的厚度及塑性得到有效控制,彻底消除了DC03冷轧基料氧化铁皮针孔缺陷。     

热轧酸洗板表面黑斑缺陷成因及机理研究

针对国内某钢厂生产的热轧酸洗板表面出现黑斑缺陷而严重影响后续酸洗质量的问题,对黑斑缺陷的形成原因及机理进行了研究。采用场发射扫描电镜和电子探针、X射线衍射仪、维式硬度计对黑斑缺陷的微观形貌、元素分布和相成分进行了分析,并对不同轧制工艺下残留氧化铁皮压入规律进行了研究。结果表明：黑斑缺陷部位与无缺陷部位氧化铁皮都为两层结构,但黑斑缺陷部位氧化铁皮更厚,并在交界处出现了“C”形厚度渐变趋势;黑斑内氧化层处Si元素以Fe₂SiO₄形式富集,Fe₂SiO₄对氧化铁皮产生钉扎作用导致除鳞困难,形成氧化铁皮压入缺陷,外侧更厚的Fe₃O₄层致使压入缺陷表面呈现黑色;在模拟残留氧化铁皮压入的实验中,残留氧化铁皮在粗轧和精轧温度下压入基体都会导致热轧板表面出现黑斑,随着压下率的增大,黑斑与基体结合会更紧密;黑斑缺陷表面微观形貌表现为氧化铁皮压入形式,并且表面硬度与残留氧化铁皮压入形成的黑斑表面硬度接近,都远大于基体硬度。出现黑斑缺陷的根本原因是Fe₂S...     

热轧酸洗板氧化铁皮缺陷原因分析及控制措施

针对热轧表检仪不能有效识别的片状、条状、山水画状、边部粗糙酸洗氧化铁皮缺陷,介绍了其形貌特征,对热轧工艺中的影响因素进行了分析和排查,得到了缺陷的形成原因。回炉板坯重复入炉加热,氧化铁皮的生成量将会增加,容易造成酸洗后片状氧化铁皮缺陷。除鳞水压力、喷射角度、喷射面重叠量及除鳞道次对二次氧化铁皮破除能力不足时,容易产生酸洗后条状、山水画状氧化铁皮缺陷。同时,粗轧工作辊轧制公里数较长、中间坯温度过高也会对山水画状氧化铁皮缺陷有一定的影响。热轧带钢终轧或卷取温度较高,薄规格带钢板形较差时,会造成酸洗后带钢边部粗糙氧化铁皮缺陷。为此,对板坯加热工艺、粗轧及除鳞工艺、精轧及层冷工艺进行了优化,大大降低了酸洗板氧化铁皮缺陷的发生率,提高了产品表面质量。     

厚规格车轮钢表面麻坑缺陷成因及控制策略

分析了厚规格车轮钢表面麻坑缺陷的微观形貌及成因,针对缺陷成因提出了相应的热轧生产控制策略。研究表明：厚规格车轮钢轧后氧化铁皮厚于常规钢种,用户开平过程中带钢表面氧化铁皮发生破碎后从带钢基体脱落,随开平过程被矫直辊压入带钢表面进而形成麻坑缺陷;采用“降温增水提速”的工艺措施,降低板坯出炉温度、精轧入口温度,增加精轧机架间冷却水量,提高精轧轧制速度,可以有效控制带钢表面氧化铁皮厚度,显著降低麻坑缺陷的发生率。     

热轧酸洗板表面氧化缺陷分析

采用体视显微镜、扫描电镜和能谱仪等分析研究了热轧酸洗板表面的氧化物缺陷。结果表明,缺陷区为酸洗后暴露出的基体铁和沿轧向分布的在高温下形成的破碎氧化铁皮。由于氧化铁皮被压入钢板中,在后续除鳞和酸洗中均难以去除,最终成为表面缺陷。     

低碳低硅钢氧化铁皮缺陷分析研究

针对河北钢铁股份有限公司唐山分公司1 700 mm生产线生产热轧酸洗带钢时氧化铁皮压入缺陷严重的问题,分析了缺陷产生的根本原因是带钢化学成分中Si含量较低,精轧时产生的三次氧化铁皮压入带钢表面而致。同时,试验分析了Si含量对氧化铁皮起泡行为的影响。结果表明：低硅钢（w(Si)＜0.03%）在900~1 100 ℃范围内氧化铁皮生长迅速,极易起泡、破裂,易产生月牙形氧化铁皮压入缺陷;此外,氧化铁皮过厚、破裂易导致工作辊氧化膜剥落,粗糙辊面易造成氧化铁皮、氧化膜压入缺陷。为此,提出了采用“低温快轧”的措施,可避免该缺陷的产生。     

冷轧双相钢镀锌条带状色差缺陷产生原因及机理研究

针对冷轧DP590带钢镀锌后表面条带状色差缺陷问题,对其产生原因及机理进行了研究。采用场发射SEM和EPMA研究了色差缺陷的形貌特点,通过产线排查,分析了条带状色差缺陷产生的间距特点。应用差热分析仪对DP590实验钢的氧化特性进行了分析,发现氧化增重速率变化与Al元素界面富集以及FeO-SiO₂-Al₂O₃的熔化有关。研究结果表明DP590镀锌带钢表面条带色差缺陷的形成机理是：精轧除鳞过程中带钢表面高压水重叠区域局部过冷,同时由于热轧过程其他冷却系统(机架冷却水、抑尘水、辊缝冷却水等)的作用,使该区域与其他区域温差可达近100℃;此外,由于钢中添加Si、Al元素,其在界面形成的复合橄榄石相将会降低热传导,氧化铁皮在过冷区域由于Si、Al复合橄榄石相的影响无法完全恢复,在热轧过程中变形能力低,随着轧制的进行,过冷区域氧化铁皮轧制开裂破碎风险加大,在精轧过程中形成条带状氧化铁皮压入缺陷而导致成品条带状色差缺陷。为此,提出板坯出炉温度、除鳞压力、集管高度的控制措施,取得了较好效果。     

精轧区热轧带钢表面氧化铁皮缺陷成因与预防

氧化铁皮缺陷是影响热轧带钢表面质量的重要因素之一。利用电子探针探测了基体不含Cr的热轧带钢在精轧区产生的表面氧化铁皮缺陷处的化学成分，根据其中Cr含量的变化规律。分析了缺陷的成因。并结合宝钢2050mm热轧机组情况，提出了预防和减少热轧带钢表面氧化铁皮缺陷的措施。     

780 MPa级热镀锌双相钢微观裂纹成因及改进措施

780MPa级热镀锌双相钢表面块状色差缺陷的原因为基板表面大量开口微观裂纹。微裂纹开口导致Fe2Al5抑制层形成异常,宏观表现为块状色差。微裂纹主要分布在带钢中部板面中间等热轧卷散热较慢位置,裂纹处珠光体晶粒较粗大。通过分析此带钢全流程氧化特性,带钢表层在加热炉中形成锚状氧化铁皮,附着在带钢基体上不易去除;在热轧工序中Si、Cr元素向表面富集形成硬质氧化圆点,附着在带钢近基体上。Si、Cr氧化圆点与粗大珠光体在冷轧过程中形成微裂纹。带钢在镀锌工序退火过程中,表面微裂纹在大张力作用下成为开口状态。微裂纹开口增加了基板与锌液接触面积,增加了锌液与铁的反应速度;同时裂纹开口导致带钢表面破碎,Fe2Al5抑制层无法良好结晶,这两点因素导致Fe_2Al_5抑制层无法良好形成。降低板坯加热炉温度,减少"锚状"氧化铁皮的生成。提高粗轧出口温度,形成疏松铁皮,在冷轧酸洗过程中带走Si、Cr氧化圆点。降低热轧卷取温度,使热卷带板中位置形成细小珠光体,提高开裂抗力。降低镀锌工序退火炉张力,减小微裂纹开口几率。通过以上措施,可有效改善780MPa级热镀锌双相钢表面微裂纹,消除色差。     

在线淬火中厚板表面氧化铁皮的控制与改善

钢板表面的氧化铁皮不仅影响产品外观质量,在轧制和矫直过程中还会导致氧化皮压入缺陷。采用控制轧制和直接淬火（DQ）工艺,研究了不同的淬火温度与终冷温度对低合金高强钢板表面氧化铁皮的影响,分析了钢板表面氧化铁皮结构及其脆化的原因。试验表明,通过增加除鳞道次并不能有效改善氧化铁皮,精轧轧制温度与轧后加速冷却过程对氧化铁皮结构具有显著影响,高冷速条件下通过降低精轧轧制温度与淬火温度,能够得到以FeO为主要成分的氧化铁皮,其具有良好的塑性并且分布均匀,避免了淬火后强力热矫直时氧化铁皮破碎并压入基体的问题,钢板抛丸后表面光洁。     

数字化技术在板带及型钢轧制中的应用

在分析钢铁材料热轧过程特点的基础上,提出了数字化热轧系统的构成框图、板带热轧过程数值模拟平台和型钢轧制数字化系统的基本架构。针对我国某热连轧生产线典型低合金高强钢Q345B钢的实际生产过程,对粗轧、精轧及轧后冷却残余应力形成的全过程进行了模拟分析和组织转变模拟预测,给出了数字化技术在百米重轨产品设计开发及尺寸精度控制中的应用以及在复杂断面型钢产品设计开发中应用的实例。     

控轧控冷工艺对L450M管线钢屈强比的影响

为了提高管线用钢的安全服役性能,使其获得良好的强韧性和较低的屈强比,采用现场小批量试制试验,研究了不同控轧控冷工艺对L450M管线钢组织性能的影响。结果表明：L450M管线钢采用粗轧开轧温度1 010～1 050℃,精轧开轧温度920～960℃,精轧终轧温度790～830℃,终冷温度550～580℃,屈服强度可达到475～513 MPa,抗拉强度565～583 MPa,伸长率32%～38%,屈强比0.82～0.88,-20℃横向冲击功188～285 J,满足API SPEC 5L-2018标准要求;适当提高精轧终轧温度、降低粗轧阶段变形量、减少精轧阶段轧制道次,有利于降低L450M管线钢的屈强比;适当降低冷速、提高终冷温度,使L450M管线钢显微组织中先共析铁素体比例增加,有利于降低屈强比。     

550 MPa级中厚板矫直过程中表面凹坑缺陷的成因与对策

针对550 MPa级高强中厚板在矫直过程中极易出现氧化铁皮压入凹坑缺陷的问题，根据现场矫直工艺，研究了在不同温度下进行热变形时试样表面和横截面的形貌，钢基体与氧化铁皮界面处平直度的变化规律。结果表明，热变形温度为450 ℃时，表面氧化铁皮开始出现裂纹，且随着变形温度的降低，裂纹的数量逐渐增加；此外，氧化铁皮与钢基体之间的界面长度随变形温度的降低而呈直线增加，表明氧化铁皮与钢基体界面平直度随着热变形温度的降低越发粗糙、易脱落而形成凹坑缺陷。为此，应适当提高终轧温度以确保矫直时钢板表面温度大于450 ℃，同时提高钢板的运行速率，防止氧化铁皮在低温变形发生破碎和脱落的同时降低氧化铁皮厚度，从而减小因氧化铁皮脱落而造成凹坑缺陷的发生几率。     

山钢日照2 050 mm热连轧QP980高强钢的生产实践

介绍了山钢日照 2 050 mm热连轧生产线概况。针对供冷轧QP980高强钢用热轧薄规格原料生产中存在中间坯温降快、轧制过程稳定性差、易甩尾、板形难以控制、轧机振动等问题，对生产过程中各工序进行了工艺优化，提出了轧制计划编排、铸坯尺寸及加热制度优化以及粗轧提速、精轧负荷分配、水系统控制、精轧温度控制、侧导板开口度设定、卷取冷却控制及张力设定等的具体措施，实现了薄规格QP980高强钢的稳定生产。     

山钢日照2 050 mm热连轧QP980高强钢的生产实践

介绍了山钢日照 2 050 mm热连轧生产线概况。针对供冷轧QP980高强钢用热轧薄规格原料生产中存在中间坯温降快、轧制过程稳定性差、易甩尾、板形难以控制、轧机振动等问题，对生产过程中各工序进行了工艺优化，提出了轧制计划编排、铸坯尺寸及加热制度优化以及粗轧提速、精轧负荷分配、水系统控制、精轧温度控制、侧导板开口度设定、卷取冷却控制及张力设定等的具体措施，实现了薄规格QP980高强钢的稳定生产。     

550 MPa级中厚板矫直过程中表面凹坑缺陷的成因与对策

针对550 MPa级高强中厚板在矫直过程中极易出现氧化铁皮压入凹坑缺陷的问题，根据现场矫直工艺，研究了在不同温度下进行热变形时试样表面和横截面的形貌，钢基体与氧化铁皮界面处平直度的变化规律。结果表明，热变形温度为450 ℃时，表面氧化铁皮开始出现裂纹，且随着变形温度的降低，裂纹的数量逐渐增加；此外，氧化铁皮与钢基体之间的界面长度随变形温度的降低而呈直线增加，表明氧化铁皮与钢基体界面平直度随着热变形温度的降低越发粗糙、易脱落而形成凹坑缺陷。为此，应适当提高终轧温度以确保矫直时钢板表面温度大于450 ℃，同时提高钢板的运行速率，防止氧化铁皮在低温变形发生破碎和脱落的同时降低氧化铁皮厚度，从而减小因氧化铁皮脱落而造成凹坑缺陷的发生几率。