IF钢连退卷边部翘皮分析

IF钢连退卷边部翘皮分析

范海宁

马鞍山钢铁股份有限公司，安徽省马鞍山 243000

摘  要：为降低IF钢连退卷边部翘皮缺陷比例，对马钢IF钢连退卷全过程生产工艺进行梳理，分析了钢中氮含量，加热炉在炉时间，加热炉出炉温度，和热轧侧压量对IF钢边部翘皮的影响。

关键词：翘皮；氮含量；在炉时间； 出炉温度；侧压量；

1  前言

IF钢具有良好的深冲性能，被广泛用于汽车中的各类复杂冲压件、外板以及作为高性能镀锌基板，用户对其表面质量的要求也越来越高。IF钢连退卷典型的表面缺陷有夹杂、翘皮等[1]，翘皮缺陷一般位于带钢边部20mm处，呈条状分布，直接影响后工序的再加工使用[2]。目前，主要通过冷轧工序切边的方式来消除缺陷，造成极大的浪费，影响了带钢成材率和生产效率。为减少IF钢连退卷边部翘皮缺陷，对马钢IF钢连退卷全过程生产工艺进行梳理，分析了钢中氮含量，加热炉在炉时间，加热炉出炉温度，和热轧侧压量对IF钢边部翘皮的影响。

2  翘皮缺陷特征

IF钢边部翘皮缺陷往往在同一此次中批量产生，且缺陷的位置在上、下表两侧均有发生，边部翘皮缺陷在同一位置连续或断续发生，呈现为距离热卷边部30mm内的边部距离相对固定的间断细黑线或亮点，且通卷均有可能发生，缺陷宽度1~2mm，缺陷深度一般≤0.5mm。部分严重的边部翘皮缺陷甚至出现了“翻皮”的现象，在后道工序的冷轧过程中可能造成轧辊的损伤，故后工序生产厂抱怨极大。

在微观状态下对边部翘皮缺陷进行观察，翘皮缺陷微观形貌为单侧开口，缺陷附近未见明显氧化质点，开口处周边有大量的氧化质碎片，翘皮缺陷处经能谱分析为氧化铁组织。

典型翘皮缺陷表检和实物照片如图1。

图1 典型翘皮缺陷表检和实物照片

Fig. 1  Inspection and physical photos of typical sliver defect

3  原因分析

3.1  钢中氮含量

钢中氮与钛形成稳定的TiN化合物，这些化合物可以阻止奥氏体晶粒长大，抑制形变奥氏体的再结晶，起到细化晶粒的作用。但过量的氮形成的氮化物、碳氮化物易在振痕深处析出，导致铸坯局部塑形降低，在矫直的过程中受到集中应力，最终导致铸坯表面裂纹的形成。铸坯表面裂纹在随后的轧制过程中不能焊合，形成沿轧制方向的断续迭层的“翘皮”，最终分布在热轧板边缘20mm-30mm的区域[1]。

表1  IF钢不同氮含量“翘皮”缺陷比例

图2 IF钢不同氮含量翘皮缺陷比例             

Fig. 2  Proportion of peeling defects with different nitrogen content

对IF钢中间包氮含量统计发现，IF钢中间包氮含量与“翘皮”缺陷无明显对应关系。IF钢为超低碳钢，裂纹敏感性差，铸坯基本无表面裂纹，且IF钢经过RH深处理，钢中N含量低，平均为21.6ppm，IF钢氮含量对热轧板“翘皮”影响较小。

3.2  加热炉在炉时间

坯料的加热制度直接影响变形后的奥氏体晶粒尺寸[1]，对板坯在加热炉内时间进行统计，按每半小时为一档进行划分。统计发现，当板坯在炉时间在3小时以内时，连退卷出现“翘皮”比例最高，为4.899%；当板坯在炉时间为5-5.5小时，连退卷出现“翘皮”的比例最小，为1.34%。总体来看，适当延长坯料在加热炉内加热时间有利于减轻边部翘皮缺陷，但加热时间过长会导致奥氏体晶粒粗大。

表2不同出在炉时间“翘皮”缺陷比例

图3不同出在炉时间“翘皮”缺陷比例

Fig. 3  Proportion of peeling defects with different time in furnace

3.3  加热炉出炉温度

对板坯出炉温度进行统计，小于等于1200℃的划为一档，1200℃-1260℃每10℃化为一档，1260℃以上为一档；统计发现，出炉温度≤1200℃时，“翘皮”比例最高，为7.333%；出炉温度＞1260℃时，“翘皮”比例最低为0.850%；随着出炉温度的升高，连退卷出现“翘皮”缺陷比例呈下降趋势。

表3  不同出炉温度“翘皮”缺陷比例

图4  不同出炉温度“翘皮”缺陷比例

Fig. 4  Proportion of peeling defects with different discharging temperature

3.4  热轧侧压量

对热轧过程中的侧压量进行统计，侧压量0-50mm按10mm一档进行划分，超过50mm的按30mm一档划分。统计发现，热轧侧压量0-10mm时，连退卷出现“翘皮”缺陷的比例最小为1.440%；侧压量大于200mm时，“翘皮”缺陷的比例最高，为5.364%。

表4  不同侧压量“翘皮”缺陷比例

图5  不同侧压量“翘皮”缺陷比例

Fig. 5  Proportion of peeling defects with different lateral pressure

4 结论

（1）中间包氮含量的均值为21.4ppm，与“翘皮”缺陷无明显对应关系；

（2）侧压量大于200mm时，“翘皮”缺陷的比例最高，为5.364%，在生产过程中控制侧压量小于200mm；

（3）随着出炉温度的升高，连退卷出现“翘皮”缺陷比例呈下降趋势。生产过程在考虑能耗和生产节奏的基础上，提高板坯出炉温度，避免两相区轧制；

（4）适当延长坯料在加热炉内加热时间有利于减轻边部翘皮缺陷，但加热时间过长会导致奥氏体晶粒粗大。

参考文献：

[1]武彩虹，韩静涛，等．热轧带钢边部“翘皮”缺陷分析[J].塑性工程学报，2005，12(6)：23-25.

[2]张诺，王慧娟，胡维瑞等．钢中的氮对钢卷表面翘皮的影响析[J].金属材料与冶金工程，2010，38(3)：15-17.

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