影响高线产品冷镦性能轧钢因素的分析及控制

影响高线产品冷镦性能轧钢因素的分析及控制

于福新

安阳钢铁公司 河南省 安阳市 455000

摘要：本文首先阐述了高线产品冷镦性能的影响因素，并重点探讨了高线冷镦钢产品顶锻开裂的控制措施。

关键词：高线；冷镦性能；因素；措施

高线生产中，具体的影响因素会以不同形式影响产品冷镦性能，导致产品顶锻开裂。为提高线材产品冷镦性能，需分析高线生产中具体影响因素的来源，并提出相应的控制措施。

一、高线产品冷镦性能的影响因素

1、坯料表面缺陷

1)坯料表面重皮。钢锭浇注时，由于钢水的喷溅，铸锭表面会出现重皮。经初轧开坯轧制，重皮更加隐蔽，很难找到，经酸洗后就会暴露出来。在坯料表面未得到有效清理时，轧制后，重皮缺陷部分拉长，冷镦钢线材表面形成一个小而断续的裂纹源，影响产品冷镦性能。

2)坯料表面裂纹。高速线材轧制可消除坯料表面在表面氧化及延伸作用下产生的细小裂纹；由于氧化层的存在，较大的裂纹无法通过压合消除，高线轧制后被拉长，残留在产品表面，冷镦钢线材表面形成细小且断续的裂纹，影响产品冷镦性能。

3)坯料表面尖锐过度。例如，坯料表面重皮、裂纹等缺陷清理质量不高，造成坯料表面棱角锐利过度。在高线轧制时，棱角会翻倒，由于热氧化层的存在，缺陷不能弥合并残留在冷镦钢制品表面，对产品的冷镦性能产生不利影响。

2、高线生产调整。高线生产调整是影响产品冷镦性能的主要因素。

1)轧制压下量调整。轧制过程中，若轧制压下量调整不当，轧件的延伸率分布不均匀，某道次压下量过大，造成过盈，轧件上会出现双侧耳子现象。耳子经后续道次轧制后，成品上形成折叠，影响冷镦钢产品的冷镦性能。冷顶锻检验中，缺陷表现为双侧对称通长纵裂或双侧对称断续微裂。

2)轧制中心线调整。轧件上单侧耳子由轧件中心偏离轧制中心线或导卫偏离孔型引起。在后续道次轧制后，耳子会在成品上发生折叠，从而影响线材产品冷镦性能。冷顶锻检验时，缺陷为单侧通长纵向裂纹。

3)孔型轴向调整。由于轧机轴向定位精度得不到保证或调整不当，导致轧件上的错辊压痕由错辊引起。后续道次轧制后，成品会产生折叠，影响线材产品冷镦性能。在冷顶锻检验中，缺陷表现为双侧对称通长纵裂或双侧对称断续微裂。

4)轧制张力调整。轧制张力是因连续轧机间初始秒流量差异而施加在轧件上的力。当前一架次轧机初始秒流量大于后一架轧机时，会发生堆钢事故；当前一架次轧机初始秒流量小于后一架轧机时，轧件受拉应力。线材轧制时，为实现秒流量相等的连轧条件，在轧制张力作用下，对轧件端面面积作适应性调整。当轧制张力分配不合理时，在辊缝不变时，轧制张力较大的机架横截面积相对减小，轧制张力较小的机架横截面积相对增大，轧件上因过盈而形成耳子，而成品在后续道次轧制后会发生折叠，影响线材产品冷镦性能。冷顶锻检验中，缺陷表现为双侧对称通长纵裂或双侧对称断续微裂。

3、生产备件装配调整质量

1)导卫装置。①导卫插件内表面质量：其表面毛刺及尖角会划伤轧件，损坏轧件表面，在成品表面形成裂纹源，降低材料顶锻性能。②导卫装置工艺装配质量：若不能保证导卫装置工艺装配质量，则不能在规定时间内稳定运行，保证工艺要求。若扭转导卫损坏会影响扭转角度；入口滚动导卫损坏时，轧件进入孔型时角度失控，出现“倒钢”现象，此时轧件有很大耳子，造成严重的表面缺陷。在后续道次轧制后，表面缺陷会发生折叠，成为成品冷镦检验的裂纹源。③导卫装置质量调整：入口导卫安装在轧机圆孔入口处，椭圆轧件夹持在入口导卫上，在圆孔内轧制时保持合理角度。若入口滚动导卫开口度调整不合理，轧件在圆孔内的角度会发生偏差。若扭转导卫扭转角调整不当，角度过大或过小会使轧件与孔型相对位置产生偏差，轧件在孔型对角位置过满，形成尖锐压痕，经后续道次轧制后，会形成折叠，成为成品冷顶镦检验时的裂纹源。④导卫安装质量：导卫安装位置与孔型中心线有相对偏差时，在导卫对轧件夹持作用下，导卫使轧件偏离轧制中心线，会在孔型中出现单侧耳子。

2)轧辊与辊环。①轧槽表面修磨质量：轧辊、辊环轧槽表面修磨质量不高，或修磨前磨损缺陷未完全消除，且缺陷在轧制中扩展，造成轧件表面损伤，形成成品表面裂纹源，影响线材制品冷镦性能。②辊环的工艺质量：内孔与外圆同心度超过工艺要求，轧件会出现周期性耳子，后续道次轧制后成品上形成折叠，影响线材产品冷镦性能。线材制品在使用中会出现周期性裂纹缺陷。

4、生产工艺制度

1)吐丝温度。因轧制速度高，在精轧过程中，线材温度不会降低，反而会有一定升高，因此高线终轧温度较高。一般通过水冷将产品温度降到合理温度，即吐丝温度，奥氏体开始转变为工艺要求组织。①过冷奥氏体出现。因线材在水冷时速度快，线材上温度梯度大，冷却极不均匀，若吐丝温度较低，易在线材表面形成过冷奥氏体，若空冷速度不合理，会促进上贝氏体或马氏体的生成，严重破坏材料组织，降低材料塑性及韧性。②异常晶粒长大。若线材吐丝温度高，在较高温度下组织会发生回复及再结晶，若保温时间长，材料中会出现奥氏体晶粒在高温下的异常长大，促进魏氏组织的形成，影响材料塑性。

2)空冷速度。当线材在相变温度附近以不同速度冷却时，可获得不同奥氏体转变组织。冷却速度过快，过冷奥氏体出现后，高温转变产生上贝氏体，低温转变产生马氏体。当冷却速度较快时，高温奥氏体异常长大会促进魏氏组织的形成。这些不良组织的出现严重恶化材料组织，降低其塑性与韧性，从而影响高线产品冷镦性能。

3)集卷温度。高速线材的集卷，使线材冷却方式由散圈吹风转变为堆冷，降低了线材冷却速度，标志着线材相变过程结束，进入应力退火状态。较高的集卷温度可完全消除材料内应力，避免形成马氏体及魏氏体组织，有利于提高线材产品冷镦性能。

二、高线冷镦钢产品顶锻开裂的控制措施

1、严格控制坯料表面质量。①冷镦钢坯料表面应进行酸洗或磁粉探伤检查。②采用砂轮表面修磨，彻底消除表面缺陷。③提高表面清洁质量，避免发生严重的棱角。

2、严格控制生产调整，避免中间道次轧件表面缺陷。①生产中，及时更换轧辊、轧槽、导卫，防止轧槽过度磨损或零部件损坏对轧制调整产生不良影响；适当增加孔型边部圆角，减少因孔型过满或错辊引起的表面缺陷尖锐度，有利于提高线材制品冷镦性能。②各轧机轧制延伸率分布合理。③每台轧机孔型中心及中心线、导卫、轧机孔型对中调整要仔细，避免出现单侧耳子现象。④在保证轧制稳定性和通条质量均匀前提下，尽可能提高轧制张力，实现稳定的张力轧制。

3、提高备件质量，确保工艺要求。①严格控制备件质量，特别是导卫装置插件内表面质量及运行稳定性。根据工艺要求，准确调整导卫开度和扭角，保证导卫安装中心位置。②必须保证辊环内孔与工作面同心度工艺要求。③合理利用停机时间，认真点检导卫工作状态，发现问题及时更换。此外，还需优化材料结构，提高材料塑性，根据钢种制定合理冷却工艺，避免出现马氏体、上贝氏体或魏氏体组织；细化晶粒，提高塑性。

参考文献：

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[2]张国儒.影响高线产品冷镦性能轧钢因素的分析及控制[J].钢铁，2015(01).

[3]孟书锋.影响高线产品冷镦性能轧钢因素的分析及控制[J].太钢科技，2017(04).