一种热轧钢带边裂缺陷的生产控制方法与流程

本发明属于热轧钢带生产技术领域，尤其涉及一种热轧钢带边裂缺陷的生产控制方法。

背景技术：

边裂是指热轧宽带或热轧窄带生产过程中在钢带的边部产生的不规整、边部缺损的宏观缺陷，是热轧钢带生产企业普遍存在的生产过程质量缺陷。边裂缺陷的存在常会造成生产无法顺利进行，无法按客户订单要求的宽度尺寸交货，影响交期，造成供需之间的摩擦，给生产企业造成较大质量损失的同时，影响了企业生产的顺行，也影响到了企业的市场形象。

一般热轧宽带与窄带的用户均是按制作工件的宽度与热轧企业确定订货合同的规格尺寸，宽度一般是不可更改的，但当生产中出现边裂缺陷时，会造成宽向尺寸因边部存在缺陷用户无法使用的问题，造成合同交期延长的问题；同时，生产企业一旦有边裂出现，往往是批量的出现，造成较大的质量损失。边裂的形成原因较多，牵扯到多道工序的多个关键点，到底应从哪方面控制，必须先找到边裂问题点，并制定全面的措施去控制，才能迅速地解决或者通过提前预防来避免边裂的产生。

目前，轧钢生产企业不同厂家对边裂的认知不一，就是同一厂家不同时期出现的边裂原因也会不一样，或者同时期不同生产线边裂的形成原因也会不同，所以在边裂的形成原因上往往存在较大分歧，上、下道工序间意见难达统一，对于边裂的预防往往是控制了这点而忽视了另一点，造成边裂反复出现，无法做到全面的、有计划、有针对性地控制，生产被动性较大，从而造成更大的质量损失。

因产生边裂的因素较多，既牵扯到炼钢工序的转炉冶炼、钢水合金化、脱氧与吹氩、连铸操作与工艺控制，也会牵扯到轧钢工序的加热温度及轧制过程各类设备的影响，现在常用的边裂控制方法只关注了某一方面，具有片面性，常控制了这点而忽视了那点，对于边裂的形成原因也比较模糊，不同类边裂的界定不清，无法在生产中全面地落实到控制点，也无法使边裂彻底地得到控制，致使生产中边裂会反复地产生。

技术实现要素：

本发明提供一种热轧钢带边裂缺陷的生产控制方法，旨在解决目前，轧钢生产企业不同厂家对边裂的认知不一，就是同一厂家不同时期出现的边裂原因也会不一样，或者同时期不同生产线边裂的形成原因也会不同，所以在边裂的形成原因上往往存在较大分歧，上、下道工序间意见难达统一，对于边裂的预防往往是控制了这点而忽视了另一点，造成边裂反复出现，无法做到全面的、有计划、有针对性地控制，生产被动性较大，从而造成更大的质量损失的问题。

本发明是这样实现的，一种热轧钢带边裂缺陷的生产控制方法，其方法在于：

(1)对边裂进行分类：根据边裂缺陷特征及形成原因的分析与研究，边裂可分为以下五种：气体含量高、加热温度异常、不均匀变形、铸坯表面缺陷、设备刮伤。

(2)不同类边裂的原因：

a所述气体含量高包括脱氧不良、空气与保护气体含量高和冷凝水蒸汽混入；

b所述加热温度异常包括加热温度过高和高温区停留时间过长；

c所述不均匀变形包括铸坯尺寸与成品宽度不匹配、加热温度不均匀和铸坯内部质量缺陷；

d所述铸坯表面缺陷包括边角部裂纹、铸坯边角部机械刮伤和振痕深；

e所述设备刮伤包括铸机设备与轧制设备的刮伤；

(3)各类边裂的控制：

所述气体含量高的控制：a减少转炉过吹与倒炉次数，保证终点碳；b调整脱氧剂用量或调整脱氧合金种类；c采用铝线强脱氧；d控制空气与保护气体；e控制水蒸汽；

所述加热温度异常的控制：a控制加热温度；b控制高温区停留时间；

所述不均匀变形的控制：a增加铸坯的宽度，生产多规格的铸坯，使用大规格的铸坯来轧制较大宽度的钢带；b控制在温度场＜30℃；c控制化学成分，碳要避开包晶区，脱硫；

所述铸坯表面缺陷的控制：a控制铝与氮的含量；b控制娇直区温度；c控制铸机弧度及开口；d扇形段及时给脂；e及时清理氧化渣与冷钢；f调节钢带位置，防止刚带跑偏；

所述设备刮伤的控制：a防止给脂分配器停止给脂；b及时清理氧化渣与冷钢；c用带液压的调节装置的侧导板；d使轧辊均匀冷却；e轴承定期检查、清洗与给脂，减少轴承膨胀；f调整活套电机转矩，控制轧制速度。

本发明还提供优选的，所述气体含量高的控制中控制空气与保护气体，采用氩气保护，中包密封间隙的对接，密封严实，同时氩气保证0.3mpa左右的压力。

本发明还提供优选的，所述气体含量高的控制中控制水蒸汽，烘干合金料、覆盖剂、保护渣，含水<0.5％，烘干钢包、中间包与浇注系统耐火材料，确保950～1050℃下烘烤不小于4小时。

本发明还提供优选的，所述加热温度异常的控制中控制高温区停留时间，低碳钢控制在30min左右。

本发明还提供优选的，所述不均匀变形的控制中控制化学成分，碳要避开包晶区，脱硫，硫控制在0.020％以下，普碳钢的氧含量控制在80ppm以下。

本发明还提供优选的，所述铸坯表面缺陷的控制中控制铝与氮的含量，控制铝≤0.020％，氮≤50ppm。

本发明还提供优选的，所述铸坯表面缺陷的控制中控制娇直区温度，矫直区温度≥900℃。

本发明还提供优选的，所述铸坯表面缺陷的控制中控制铸机弧度及开口，控制弧度≤±0.3mm，开口度≤±0.2mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种热轧钢带边裂缺陷的生产控制方法，本发明根据不同类边裂宏观与微观特征的不同，将生产实际状况与科学实验及理论相结合，首先，对因各类复杂问题引起的边裂进行了分类，再针对不同类边裂产生的机理，追溯到工序控制点，最终制定了具体的控制方法；其次，将边裂的分类按其缺陷形貌及检测特点以图片形式表征并配有解释，通过图文形式更形象、更具体，帮助技术人员快速地分析与判定；最后，根据不同类边裂的形成原因再制定相应工序的关键控制方法，通过对这些关键点的全面控制与提前预防，达到顺产，实现防止边裂产生的目的，其实质是通过现场实际生产现状、科学实验再到理论分析研究，再回馈到生产的反复实践验证，是一种快速有效解决边裂缺陷的、便捷的控制技术。

附图说明

图1为本发明的时序结构示意图；

图2为本发明中边裂分类结构示意图；

图3为本发明中气体含量高分类结构示意图；

图4为本发明中加热温度异常分类结构示意图；

图5为本发明中不均匀变形分类结构示意图；

图6为本发明中铸坯表面缺陷分类结构示意图；

图7为本发明中设备刮伤分类结构示意图；

图8为本发明中结构示控制方法分类结构意图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1-8，本发明提供一种热轧钢带边裂缺陷的生产控制方法技术方案：

实施例一；

(1)对边裂进行分类：根据边裂缺陷特征及形成原因的分析与研究，发现边裂为气体含量高时；

(2)不同类边裂的原因：气体含量高的原因主要有三种：一是脱氧不良，这是引起低碳钢热轧钢带边裂缺陷的比较多见的一种原因，主要是因转炉钢水过吹终点碳较低，碳氧积要达到平衡，氧含量较高，且脱氧不良；二是钢水中的空气与保护气体含量高，随钢液进入铸坯；三是连铸铜结晶器冷凝水蒸汽沿铜结晶器上口进入钢水。

(3)气体含量高的控制。含脱氧不良的控制、空气与保护气体及水蒸汽的控制。首先，脱氧不良的控制主要做好：减少转炉过吹与倒炉次数，保证终点碳；调整脱氧剂用量或调整脱氧合金种类；采用铝线强脱氧。其次，空气与保护气体的控制要做好：全程保护浇注减少钢液吸入空气；采用氩气保护，并做好中包密封间隙的对接，需要密封严实，同时氩气保证0.3mpa左右的压力，吹扫套管时要注意边缘的光滑,可以采用点上火苗，看套管附近有没有吸入现象，如果套管密封效果不好火苗会往套管里钻。最后，防止水蒸汽的控制应做好：烘干合金料、覆盖剂、保护渣，含水<0.5％；增加抽风对连铸机水冷系统的水蒸汽的排放；烘干钢包、中间包与浇注系统耐火材料，确保950～1050℃下烘烤不小于4小时。

实施例二；

(1)对边裂进行分类：根据边裂缺陷特征及形成原因的分析与研究，发现边裂为加热温度异常时；

(2)不同类边裂的原因：加热炉内加热温度异常。一是加热温度过高，钢坯处于过热或过烧状态，边部发生氧化脱碳，钢的晶间强度降低；二是高温区停留时间过长。当轧线设备维修时，加热炉中的铸坯在高温下待温时，边部因过热引起氧化脱碳和晶粒长大，晶间结合力降低；

(3)加热炉内加热温度异常的控制:含加热温度过高的控制与高温区停留时间过长的控制。首先，加热温度过高的控制主要做好：工艺温度随成分进行调整；温控系统异常，局部温度过高；校正测温仪表防止失效引起的数据测量异常。其次，高温区停留时间过长的控制要做好：均温段时长适当缩短，均温段在高温奥氏体区，做到奥氏体均匀化即可，不可在高温区停留时间过长，低碳钢一般在30min左右；轧线设备调整时要逐渐降低加热炉内铸坯的温度，防止在高温下停留时间过长引起的铸坯边部氧化脱碳。

实施例三；

(1)对边裂进行分类：根据边裂缺陷特征及形成原因的分析与研究，发现边裂为不均匀变形时；

(2)不同类边裂的原因：不均匀变形引起的边裂主要是有三个方面，一是铸坯尺寸与成品宽度不匹配，铸坯尺寸偏小，轧制时强宽展量较大；二是加热温度不均匀，上、下表面温度不一，温度高的一面易于轧制变形，温度低的一面不易变形；三是铸坯内部窄边存在裂纹、夹杂或夹渣类质量缺陷，轧制时从缺陷处开裂,；

(3)不均匀变形的控制；包括强展大、加热温度不均、铸坯内部缺陷的控制。首先，强展大的控制主要原因是铸坯宽度尺寸与热带成品需求的尺寸宽度不匹配，造成轧制时在宽度方向增加的宽度较大，引起窄面边部变形较大，内部缺陷扩展近而引起边部的开裂，从长远生产来讲，考虑将结晶器尺寸根据成品宽度的需要进行变更，增加铸坯的宽度，生产多规格的铸坯，使用大规格的铸坯来轧制较大宽度的钢带；在铸坯尺寸没有发生变化的情况下，出现边裂时，生产调度应对轧制的产品宽度进行调整，用同批次铸坯(会存在相同的内部质量缺陷)轧制成品宽度相对较小的，减少因宽展大引起的边部缺陷。其次，加热温度不均有两方面的原因，一是炉内温度场不均，造成钢坯尤其是较大尺寸板坯的厚向的上、下面温差较大，应控制在温度场＜30℃；二是铸坯长度、厚度方向受热不均匀，引起轧制时沿宽向的变形量不同。第三点是铸坯内部裂纹、夹渣、硫化物及气体含量等内部缺陷引起的边裂，控制化学成分，碳要避开包晶区，做好脱硫，硫控制在0.020％以下，普碳钢的氧含量控制在80ppm以下，铸机锥度及精度按工艺规定的进行测量控制。

实施例四；

(1)对边裂进行分类：根据边裂缺陷特征及形成原因的分析与研究，发现边裂为铸坯表面缺陷时；

(2)不同类边裂的原因：铸坯表面缺陷引起边裂，一是边角部裂纹；二是铸坯边角部机械刮伤；三是振痕较深；

(3)铸坯表面缺陷的控制；包括边角部裂纹、边角部机械划伤、振痕深的控制。首先，边角部裂纹的控制从三个方面进行，一是铝与氮含量高时，铸坯易于形成角部裂纹，控制als≤0.020％，氮≤50ppm；二是矫直温度低时易形成铸坯裂纹，矫直区温度≥900℃，三是铸机弧度及开口度较大时也易形成铸坯裂纹，控制弧度≤±0.3mm，开口度≤±0.2mm。其次，边角部机械划伤的控制，一是扇形段及时给脂，防止辊子不转、轴承下陷、磨损、积渣等，二是及时清理氧化渣与冷钢，主要是因为铸坯下表面与下辊之间堆积的氧化渣不易脱落而卡在铸坯与辊子间，造成铸坯下表面大面积的划伤。三是用带液压的调节装置防钢带跑偏后在侧导板对边部的刮伤，同时要注意两边轧制力不一对跑偏的影响，主要观察轧辊发热、轴承膨胀、轧辊定心、张力波动、轧制速度、材料强度与厚度、辊缝摩擦等。另外，因负滑脱时间长，振幅大、振动频率小及保护渣熔化温度及粘度高等引起的振痕较深，振痕处积聚保护渣类物，进加热炉后易在振痕处发生氧化脱碳，造成晶界结合力降低，进而扩展形成边裂。

实施例五；

(1)对边裂进行分类：根据边裂缺陷特征及形成原因的分析与研究，发现边裂为设备刮伤时；

(2)不同类边裂的原因：设备刮伤，主要是铸机设备与轧制设备的刮伤；

(3)设备刮伤的控制；包括铸机设备和轧线设备对铸坯与轧坯的刮伤，首先，铸机设备主要从两个方面进行控制，一是扇形段给脂不及时，防使给脂分配器停止给脂，导致部分给脂管路移位，铸坯辐射热导致油脂烧结、炭化，造成轴承不转，最终导致铸坯划伤，故扇形段要及时给脂润滑；二是因氧化渣堆积造成辊子转动增加阻力，有的进入轴承座，导致辊子无法转动，要及时清理氧化渣与冷钢，防铸坯下表面与辊子上表面卡住划伤。其次，是轧线设备的损伤，因冷却不良引起的轧辊发热或润滑不良引起的轴承膨胀以及张力波动或轧制速度快引起的钢带中心跑偏在侧导板刮伤。故采取的控制方法：一是用带液压的调节装置的侧导板，建议导板选用q345b或强度更强的材质，确保导板机械强度与夹持力，以保证对中性与运行稳定，防跑偏造成的边部损伤；二是减少钢带两边轧制力的变化，要做到使轧辊均匀冷却，减少轧辊发热引起的微变形；轴承定期检查、清洗与给脂，减少轴承膨胀；调整活套电机转矩，减少张力波动；控制轧制速度，减少跑偏。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。