低碳钢横折缺陷机理研究和消除

摘要：减少热连轧钢卷横折缺陷的工艺研究和生产控制情况。低碳钢Q235B，板形与卷取温度分别对低碳钢产生横折缺陷的研究与消除。

关键词：横折缺陷板形屈服强度卷取温度

1．横折缺陷形成机理

横折缺陷是金属变形量动态、持续的在上述区域内波动发生的表面缺陷，外应力相当小(有时甚至是很小的曲率变化所产生的切应力就足以形成横折缺陷)，但这样的外应力又时常与因开卷过程中板卷的轻微抖动而诱导位错堆积造成的应力集中产生时而迭加、时而抵冲，从而对位错源的开动起到时而强化(而且平均作用时间甚短)、时而顿挫作用，由此出现间隔无规律、折痕深浅不一、单线条状的横向折痕(简称横折、俗称腰折)[1]。

这部分变形痕迹经过平整后仍未能完全消除，钢板不平度不超标，并不足以满足客户或下游工序对钢带表面平整度的要求，直接影响钢带的质量异议。所以，减少横折缺陷进行研究，对提高钢卷质量具有重要意义。

2．板型对横折印影响

1）浪形的影响

发生横折纹缺陷的地方时有出现浪形缺陷，侧面观察可见中浪或边浪。浪形在热轧轧制过程中或卷取后可发现，横折印主要出现在钢卷开卷过程中产生。浪形会影响横折印缺陷[2]。横折印缺陷的判定中，应仔细区分钢板“中间浪或边浪”与“横折印”的区别，中浪或边浪产生于钢板中部或边部的横向折印，横折印在钢板整个横向上均可发生，横折印缺陷观察存在表面“细纹”类缺陷，中浪或边浪一般折印均较大[2]立磨衬板。

板形的波浪，矫直机对弹塑性区的自动调节作用也越大。它与波浪的位置无关，只与波浪的大小有关，无论是中间浪还是两边浪，只要遇到波浪方向与矫直方向相反都会加大塑性变形区，遇到波浪方向与矫直方向相同都会减小塑性变形区，矫直机的这种矫直机理可能会对屈服效应形成干扰，要减少这种干扰应尽量控制好板形，避免产生大的波浪，最理想的钢带是平直无浪的钢板[3]。得出控制板形的平直度降低中浪或边浪的产生对减少横折质量异议有一定作用。

2）厚度的影响

横折线质量异议主要集中在厚度在3mm～5mm之间的钢带出现横折缺陷的几率较高的钢卷上，衡量板形的重要指标凸度、平直度比较差，应该是由于带钢板形有浪形缺陷，从而导致的横折纹质量异议的产生。其它厚度<3.0mm的带钢平直控制较好时发生横折纹情况较少。横折纹质量异议与板形控制有一定的关系。

钢板将被反向弯曲，上下两表面层将产生与卷取时性质相反的塑性变形，原来产生塑性拉伸变形和长度增加的一面，开卷时将产生塑性压缩变形和长度缩短。由于在卷取和开卷时中心层不发生塑性变形，长度不变，受钢板整体性作用，开卷时产生压缩变形的一面有起皱的倾向。当钢卷温度远低于卷取温度，钢的屈服强度大大提高，反向弯曲的表面层塑性变形将较小，深度也较浅，开卷时受压的一面产生的压缩变形在长度方向将是极不均匀的，增大形成横折的可能[5]。

3．卷取温度对低碳钢Q235B力学性能的影响

现场随机取样数据表：

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规格	精轧终轧温度℃	卷取温度℃	上屈服强度ReHMpa	抗拉强度RmMpa	伸长率A％
3.75×750	851	621	421	539	26.0
3.75×750	854	657	332	479	27.0
3.75×750	859	风叶 660	346	469	35.5高铬衬板
3.75×750	861	602	403	523	32.5
3.75×750	863	560	339	436	32.0
3.75×750	863	610	306	403	35.5
3.75×750	867	638	339	479	31.5热流道热电偶
3.75×750	867	610	404	510	37.5
3.75×750	870	638	353	448	32.0
3.75×750	873	637	365	469	34.0
3.75×750	876	614	406	522	38.0
3.75×750	876	625	381	485	40.0
3.75×750	877	610	376	484	40.0
3.75×750	884	623	401	514	35.5
3.75×750	885	617	400	508	35.5

精轧温度变化相对稳定，随着卷曲温度变化，则抗拉强度和上屈服强度变化明显。卷曲温度在600~660℃随温度的升高抗拉强度与上屈服强度下降，而伸长率基本随卷曲温度的升高而升高降低而降低。

4．卷取温度对Q235B带钢显微组织的影响

①终轧温度890℃时，随卷取温度降低，钢带上下表面与中心的硬度差减小。卷取温度为500℃时，钢带上下表面与中心的硬度差最小。卷取温度为600℃时，钢带上下表面与中心的硬度差最大，且钢带上下表面的硬30度差较小。铁素体晶粒相对较为均匀，随卷取温度降低，铁素体晶粒由等轴晶向针状转变，且表面晶粒较中心晶粒尺寸小[6]。②终轧温度850℃时，钢带上下表面及中心的显微硬度与卷取温度没有明显的对应关系，上下表面与中心的硬度差及上下表面硬度差都较小。铁素体晶粒有随卷取温度降低而呈针状的趋势，钢带表面与中心组织及晶粒没有太大区别[6]。③终轧温度820℃时，试样均存在不同程度的混晶组织及带状组织，卷取温度越低，混晶及带状组织越严重。600℃卷取时，仅在钢带表层有混晶组织，500℃卷取时，整个试验截面上都存在严重的带状组织，金相组织细小，尺寸不均匀，有混晶现象，大晶粒与小晶粒相差5级左右[6]。

终轧温度820℃时，钢带表面有混晶现象，终轧温度最好高于此温度。应力应变曲线可以看出，终轧温度控制890℃，卷取温度控制600℃时，屈服平台长度最小。此时钢带上下表面的硬度差较小，而钢带表面与中心的硬度差最大。即增大钢板表面与中心的硬度差有利于减小屈服平台的大小。根据试验得，终轧温度890℃、卷取温度600℃是消除横折缺陷的最佳工艺[6]。采用此工艺进行了批量试验，检测后发现，钢带力学性能良好，金相组织为铁素体和珠光体，晶粒度在10级左右。将试验钢带送往用户处进行开平试验，发现钢带无横折缺陷，表面质量较好[6]。

5．消除横折建议与措施

1)轧制过程中，各种板形控制手段(包括轧制规程设定计算)和自动控制系统综合使用，保证轧前、轧中、轧后板形良好，为根治横折缺陷减轻负担。

2)降低钢板的延伸率，提高屈服强度，可减少横折缺陷。

3)从热轧工艺上，对低碳钢类横折缺陷，轧后层流冷却工艺采用前段冷却方式，终轧温度必须控制820℃以上，以防止出现变形组织。终轧温度控制在(890±10)℃，卷取温度控制在(600±10)℃，可使钢带的屈服平台长度小于5mm，钢卷开平没有横折缺陷。

本文发布于:2024-09-21 01:27:47，感谢您对本站的认可！

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