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线材表面结疤的产生原因及控制预防措施

马维国，陈光

(邢台钢铁有限责任公司，河北省线材工程技术研究中心；054027)

本文从坯料表面缺陷、工艺制度、轧制操作等方面阐述了结疤产生的原因，并确定了相应的预防控制措施，为改善产品性能，提高产品合格率提供参考。

1  线材表面结疤的形成过程

结疤是线材表面与基体部分结合或完全分离的金属翘皮，其产生的原因主要是被氧化的金属轧入线材表面不能跟基体粘合。从生产工艺分析，结疤的形成分为三个阶段：

(1)结疤源的生成，主要包括坯料自身的缺陷，加热过程中产生的过热、严重脱碳，轧制中产生的耳子、拉丝、划伤等；

(2)结疤源在轧制过程中扩展延伸。

(3)结疤在轧后的水冷过程中翘起，最终有的粘合，有的脱落。

2  结疤源的产生

2．1  坯料自身存在缺陷

主要包括结疤、夹杂、皮下气泡、缩孔等，这些缺陷在轧制过程中一部分经过回复再结晶得到修复，一部分则暴露在轧件表面，最终形成结疤。

2．2  坯料加热不当

坯料局部过热，会造成晶粒粗大，晶间结合力下降，塑性降低，在轧制过程中很容易产生裂纹源，最终形成结疤。另外，如果温度过高或高温状态下停留时间过长，尤其是加热温度在1000℃以上时，坯料表面将严重脱碳，并形成大量的氧化铁皮，在轧制过程中，由于部分氧化铁皮不易去除，结果被压入轧件表面，最终形成结疤。

2．3  不规则的条形

轧制过程中轧件表面产生的刮丝、划伤、耳子等是结疤源产生的重要原因。

刮丝主要是由于椭圆轧件过充满进而在圆孔前滚动导卫内产生，经氧化后轧入后续的轧件表面，经多道次延伸，被拉断而形成结疤。

划伤主要是在坯料与炉内出钢辊道之间以及轧件与导卫板、导辊导轮之间的过度摩擦过程中产生，经下一道次轧制形成折叠，最终形成结疤。

耳子主要在轧制过程中，轧制压下量调整不当，使轧件延伸率分配不均匀，在某一道次由于轧制压下量过大而造成过充满，轧件表面出现双侧耳子；如果轧件中心偏离轧制中心线，或导卫偏离轧制孔型也会在轧件上形成单侧耳子。耳子在下道次的变形中可能形成折叠，进一步轧制时部分延伸并粘合形成结疤，或是在形成过程中边部受拉应力，易产生微裂纹，在下道次的轧制中微裂纹进一步扩展形成结疤。

3  线材表面结疤的表现特征与成因分析

3．1  料废结疤

料废结疤是指由于坯料内部或表面缺陷造成的成品表面结疤，其特征与成因分析如表1所示。

从表1可以看出，料废结疤的基本特征是：发生部位无规律，形态不一致、不相似，大小、深浅不一，这也是区别于轧制结疤的主要依据。

3．2  轧制结疤

轧制结疤是指生产过程中(指线材生产工序)因设备、技术、操作等原因形成的结疤缺陷，其特征与成因分析如表2所示。

4  线材表面结疤的控制和预防措施

近年来，邢钢线材厂在生产实践当中不断摸索，以控制结疤源为突破口，通过加强坯料入炉前的检查、严格加热工艺制度执行、强化轧制工艺操作等措施，探索出了一套预防和控制线材表面结疤的有效措施，大幅度降低了成品返废率，提高了高线质量。主要有以下几方面：

4．1  加强钢坯入炉前的检查

加强坯料入炉前的表面质量检查，对存在明显缺陷的坯料进行剔除。

4．2  严格加热工艺制度执行

(1)利用日修周修时间加强对烧嘴的维护保养，确保烧嘴正常燃烧，避免坯料局部过热。

(2)严格执行加热工艺，严格保温制度，避免高温状态下坯料表面严重脱碳而产生大量氧化铁皮，同时确保生产时炉前高压水除鳞正常投入，氧化铁皮清除干净。

4．3  强化轧制工艺操作

为减少轧制过程中导卫刮丝和粘钢现象，避免轧件耳子、刮丝等缺陷，轧制线的控制应做到以下几点：

(1)坚持标准化作业，严格按要求设定辊缝并做到勤检查勤调整，确保轧线各道次条形尺寸符合工艺标准，从而有效控制了因孔型过充满而产生的拉丝、耳子等。

(2)利用日修周修时间加强对轧线工装件以及轧制对中线的检查，合理利用轧制张力，优化工艺参数，提高调整水平，避免轧件表面轧制缺陷的产生可以有效减少结疤源的产生。

(3)控制好轧辊轧槽的轧制量，避免轧槽老化掉肉，注意检查轧槽的冷却水，避免因冷却不当使轧辊掉肉或碎裂。

(4)严格控制生产备件质量，尤其是导卫装置插件内表面质量和运行稳定性必须得到保证，对于尺寸不合格，表面有棱角、毛刺的导卫件不准上机使用，对磨损严重或损坏的导板、导辊导轮及时更换，有效减少了轧件表面的划伤现象；根据工艺要求，精确调整导卫的开口度和扭转角，并保证导卫安装中心位置；对各架入口导卫随时检查粘钢情况，对出口扭转导卫检查刮丝情况，如发现有异常及时处理，将关键架次的滑动导卫改为滚动导卫。

5  轧制结疤的解决方法

对于料废结疤，只能采取加强入炉前的检验，加大对坯料表面重皮、裂纹及折叠的检查和清理力度，对钢坯进行探伤、抛丸和修磨处理，提高表面清理质量。

对于因工艺原因造成的结疤，要严格加热工艺制度执行，将加热时间过高、严重超时而可能产生烧损、脱碳的钢坯进行退炉处理，

当成品产生轧制结疤时，可根据结疤的形态，产生的部位及连续性，判定其产生的原因，并加以解决，具体方法如表3：

6  结束语

(1)线材表面结疤控制必须从原料入手，控制好钢坯质量。

(2)线材表面结疤主要源自坯料缺陷，但轧制过程中产生的过热、严重脱碳、耳子、拉丝、划伤等也是产生结疤的重要原因。

(3)当成品产生结疤后，应从其状态进行分析判断产生结疤的原因，从而进行相应的处理。

总之，若想减少结疤检废，必须从原料及所有的工艺环节上下工夫，通过工艺控制，最终达到提高产品质量的目的。

参 考 文 献：

[1]   李慧峰．高速线材冷镦钢产品顶锻开裂机理及控制措施的研究[硕士论文]．北京：北京科技大学，2001

[2]   姜亚飞．冷锻标准间用钢SWRCH35K热轧盘条质量分析．钢铁，1997，32(6)：37—42

[3]   魏铭让，乔德庸，李曼云．高速轧机线材生产[M]．北京：冶金工业出版社，2003：397—400