卷轧船板抛丸麻面缺陷的分析与控制

1概况

船板是中厚板生产的重要品种之一，近年由于受全球金融危机的影响和船东对船板表面质量要求日益提高，船板表面缺陷质量异议的数量激增，其中比例最大的为抛丸麻面缺陷。抛丸麻面主要产生于轧制过程中的二次氧化铁皮压人，该类缺陷只有在钢板抛丸后才能发现。从生产到发现缺陷周期时间长，并且分布广泛，手工打磨或者补焊困难，易造成打磨后尺寸仍不合格。这些因素导致船板用户陆续就此类缺陷提出质量异议要求索赔或退换货，使钢厂蒙受了巨大的经济损失。中厚板卷厂仅去年10月因新加坡吉瑞大批卷轧抛丸船板麻面退换货就造成直接损失达千万元以上。因此，深入研究抛丸船板麻面产生的各类形态及其对应的工艺控制要点，对指导卷轧船板生产过程和保证抛丸表面质量具有重要意义。

2 卷轧船板抛丸麻面分析及工艺控制

卷轧船板抛丸麻面主要分为条带状麻面、麻点麻面、通板大面积麻面等三类。减少钢板表面麻面产生的关键是控制钢板表面氧化铁皮组织结构与厚度。钢板氧化铁皮控制手段主要可以从如下几方面着手 :1优化成分设计 ;2控制炉内加热规程 ;3改善除鳞效果 ;4优化轧制工艺。本文对三类卷轧船板抛丸麻面缺陷进行针对性分析并提出相应的工艺控制要点。

2.1 条带状麻面的原因分析及控制

2.1.1 原因分析

条带状麻面即为沿轧制方向110mm间距条带状分布麻面，如图 1 所示。中厚板卷厂精除鳞系统采用大、小流量两组除鳞系统。四辊轧机出入口除鳞系统采用大、小流量喷嘴错位布置，除鳞工艺主要采用卷轧前两道小流量除鳞、倒数第二道轧机出口大流量和入口小流量除鳞的方式以保证精除鳞重合度。但在现场生产过程中为保证轧制板形和终轧温度的要求而取消了倒数第二道轧机出口大流量和入口小流量除鳞，仅采用卷轧前两道轧机入、出口小流量除鳞，未能实现错位除鳞，最终导致 2012 年 10 月新加坡吉瑞大批卷轧船板因抛丸后条带状麻面大批量退换货。条带状麻面的发生主要由于卷轧道次未能错位除鳞。

2.1.2 改进措施

2012年年底中厚板卷厂中修过程中对精除鳞系统进行了进一步错位改造。机械改造见图 2。

1)工作辊辊径最大时，最大压下量为 30mm。

a.此时出入口精除鳞的重叠量最少，只有 2 m m ，针对此种情况，对精除鳞集管进行了改造，使喷嘴到钢板表面的距离增加 20 m m ;

b.此时高压小流量除鳞在轧件的入口处使用时，相邻喷嘴的除鳞已无重叠量。针对此种情况，对高压小流量除鳞集管进行了改造，使喷嘴到钢板表面的距离增加 15mm。

2)精除鳞入口与出口没有交错布置，为了提高除鳞效果，把出口精除鳞集管喷嘴数量和位置进行了改造，由原来 29 个喷嘴改到 28 个喷嘴，与入口精除鳞 29 个喷嘴交错布置。
3)高压小流量除鳞人口与出口没有交错布置，且其与精除鳞集管喷嘴间距不一致。为了提高除鳞效果，对出、入口高压小流量除鳞集管喷嘴进行了改造 :由原来的 30 个喷嘴分别改为 29 和 28 个喷嘴，间距由原来的 113.3mm改为 18mm。改造后，高压小流量除鳞不仅入口与出口能够重叠布置，而且与精除鳞也能够实现重叠。
4)为了配合精除鳞及高压小流量除鳞的改造，使其准确安装，对挡水板及机架辊护板也进行了相应的改造。该除鳞系统改造最终实现了卷轧前两道次轧机入、出口精除鳞错位布置，弥补了精除鳞重合度的问题。精除鳞系统改造投用后条带状麻面基本未发生。

2.2 麻点麻面的原因分析与控制

麻点麻面即为抛丸船板表面零星出现深度较深的麻点麻面，如图 3 所示。中厚板卷厂抛丸船板麻点麻面主要发生在极宽薄规格 4.76mm×3150mm 卷轧船板上。通过对生产过程工艺分析得知，生产过程中为了减少卷轧过程的温降，保证极宽薄规格卷轧船板的轧制板形，在4.76mm初始调试过程中取消了卷轧道次除鳞,导致轧制过程中生成较厚、易碎的氧化铁皮压人钢板表面,在后续抛丸过程中产生麻点麻面。
针对此原因,调整除鳞工艺,后续此规格的卷轧船板生产过程中采用卷轧前两道、倒数第二道小流量除鳞的方式,麻点麻面缺陷未再发生。

2.3 通板大面积麻面的分析与控制

2.3.1 原因分析

通板大面积麻面即为抛丸船板表面通板麻面且无明显条带状分布趋势,如图4所示。

2012年底精除鳞系统改造完成后,中厚板卷厂卷轧船板抛丸麻面主要呈现通板大面积麻面。对2013年一季度卷轧船板进行分析,得出卷轧船板抛丸麻面非计划量的分布情况,见图5。通过分析可知,卷轧船板抛丸通板大面积麻面主要发生在8-11.1 mm厚度规格范围内,尤其集中在10~11.1 m偏厚规格。为了找出根本原因,将不同规格卷轧船板的轧制工艺、除鳞工艺和抛丸表面情况进行了对比,见表1,通过分析可以看出,11.11 mm卷轧船板终轧温度较高,多在900 ℃以上,抛丸后出现大面积麻面;而其它规格卷轧船板终轧温度多集中在880 ℃以下,抛丸表面情况良好。

分析原因:11.11 mm卷轧船板经卷取炉保温后本体温降比5-10 mm卷轧船板的温降要小,终轧温度多集中在900℃,即二次氧化铁皮最易产生的温度。卷轧倒数第二道完成后,钢板表面在卷取炉内快速生成一层二次氧化铁皮,最终经轧辊作用破碎后压入板面,形成通板大面积麻面。

2.3.2 改进措施

针对通板大面积麻面的发生原因,中厚板卷厂工程技术人员协同攻关,采取了一系列工艺控制手段,首先从出钢温度控制,将其控制在1170 ±10 ℃;其次,倒数第二道次采用出口大流量和人口小流量同时除鳞,进一步降低钢板本体温度;最终确保钢板终轧温度控制在880℃以下。工艺改进后,11.11 mm卷轧船板抛丸表面情况良好,通板大面积麻面缺陷受控。