热轧卷下表头部白条纹状翘皮缺陷调查及原因分析

胡 克，孔龙华，宗震宇，冯长宝

（宝钢股份湛江钢铁炼钢厂，广东 湛江 524000）

湛江钢铁热轧卷钢质类缺陷主要有夹渣、面翘皮、边部翘皮三类，其中夹渣占比在80%以上，面翘皮、边部翘皮分别由板坯纵裂、角裂造成。自2020年1月开始出现了大量下表头部的白条纹状翘皮，主要是超低碳高硅含量的软钢，缺陷位置在热轧卷的下表距头部0～170m，宽度在5～20mm，长度在2m左右不等。翘皮流入冷轧轧制后仍表现为翘皮，一个浇次的发生率通常高达60%～70%。典型热卷下表头部白条状翘皮缺陷形貌如图1所示。

图1 典型热卷下表头部白条状翘皮缺陷形貌

1 缺陷调查

由于缺陷主要发生在热卷下表头部，零星在下表其他位置，有明显规律性，通过取样分析排除热轧工序因素后判断是在板坯切割区域产生。对切割区域的割枪、辊道、去毛刺机等设备逐一进行排查，最终确定缺陷产生的源头是切下辊。

1.1 热卷取样

对热卷缺陷部位取样做能谱分析，结果如图2所示。结果表明缺陷处存在被压平的翘皮，翘皮上方未发现夹渣、夹杂等钢质成分，而基体处有大量Si、Mn元素的二次氧化颗粒，深度约70μm，排除保护渣和热轧因素，推测为板坯表面缺陷导致。

图2 热卷取样分析结果

1.2 板坯下表毛刺压痕

反查板坯的热检画面，发现部分板坯下表头部存在毛刺压痕。由于板坯较软，毛刺（割缝处的熔钢）不容易完全脱落，往往脱只落半截随板坯行走。毛刺一旦卷入板坯和辊子之间会在下表头部产生一条压痕，如图3所示。

图3 板坯下表头部毛刺压痕

为避免毛刺压入板坯，专门安排人员在毛刺刚脱落一半时就用钩子钩掉。在确保所有送出的板坯无毛刺压痕后，翘皮缺陷仍然不见好转。统计2020年1月251块有毛刺压痕的板坯轧制结果，出现翘皮的有6块，翘皮率仅2.39%，并且毛刺压痕最远距头部0.7m，折算成热卷长度为60m，与翘皮位置没有对应关系，因此可以排除毛刺压痕的因素。

1.3 返回坯检查

对发生批量翘皮炉次的剩余板坯返回炼钢检查，发现部分板坯下表存在纵向间隔880m的小凹坑，深度约10mm，直径约15mm。第一个凹坑距板坯头部约700mm，最多连续2～3个，并非板坯全长。小凹坑形貌如图4所示。

图4 返回坯下表凹坑

对切割辊道设备情况进行对照发现，切下辊的周长为880mm，因此初步判断凹坑是切下辊辊面存在突出物造成的压伤。返回坯未发现加热炉造成的其他缺陷。

1.4 切下辊状态检查

切下辊是板坯切断位置范围的辊道，共10根。对1号连铸机两个流的切下辊辊面状态进行检查，除7#、8#辊表面较为粗糙，个别辊子表面有轻微割伤外，未见其他异常，没有发现异物堆积。

切下辊的冷却靠外置的喷淋水，相邻两个切下辊之间有两个喷嘴，分别喷淋两个切下辊。部分喷嘴有堵塞不喷水的情况，或水量很小，未打到辊子上。对堵塞的喷嘴进行更换，喷嘴角度重新调整后，喷淋效果恢复正常，如图5所示。个别切下辊高速旋转限位故障，不能自动高速自转（8.5m/s），对限位进行修复后高速旋转恢复正常。

图5 改进后切下辊冷却水喷淋状态

3月初2号连铸机发生了一次大批量的下表头部白条纹状翘皮，并且两个流之间发生率差异很大。利用停机时间对切下辊仔细检查发现3流7#辊表面严重不平整，有大量割伤、结渣、熔钢，如图6所示。根据2号机拉速计算，板坯切割所在位置通常位于7#辊附近，进一步说明切下辊表面状态是造成翘皮缺陷的根源。

图6 3流7#切下辊辊面状况不佳

1.5 板坯打孔轧制实验

选取一块在板坯下表头部打一排孔，分为5个等级，直径固定为8mm，深度分别为2mm、3mm、5mm、7mm、9mm。轧制结果如表1所示。

表1 不同孔深条件下轧制缺陷情况

由表1可知，在一定轧制工艺条件下，板坯上的凹坑可能在热卷产生条状翘皮缺陷，并且随孔洞深宽比的增大，缺陷严重程度增大。

2 翘皮原因分析

切下辊具有摆动功能，当火焰割枪即将走到某根切下辊上方时，该切下辊自动下摆离开板坯以防止火焰割伤辊面，并且在下摆过程中高速旋转以甩掉滴落在辊面上的熔钢。当割枪驶离后，该切下辊自动上摆直至接触板坯。

经过长期跟踪发现，当切下辊喷淋水不能持续喷到辊面上或辊子不能高速旋转时，切割产生的熔钢飞溅到辊面上就不容易脱落。这与辊面温度和辊面粗糙度有关。辊面温度高，熔钢凝固慢容易粘在辊面上，辊子转速慢熔钢不易甩掉。一旦辊面粘有熔钢，辊子接触板坯后就可能压伤板坯，超低碳高硅含量的软钢尤为明显。由于切下辊上摆后首先接触的是板坯的头部，因此压伤总是在头部高发，压伤1～2次次后，熔钢会脱落，如此反复。辊面长期冷却不良会加速辊面的磨损，光洁度进一步恶化。国内某钢厂生产不锈钢也存在因切割熔钢粘在辊子上压伤板坯的情况，并且压痕总是规律性地出现在距离头部1.22m的位置。

由于辊面冷却水原先使用的是旋流池内的水，因此喷嘴容易堵。通过将铸机内二冷水引出一路用于辊面冷却，改善了水质，喷嘴可保持长期通畅。对部分喷嘴角度重新调整，使冷却水可以打到辊面上，确保冷却效果。对切下辊喷淋水以及辊子旋转功能重新维护后下表头部白条状翘皮缺陷大幅减少，发生率由60%～70%下降到1%以下。

3 结论

（1）热卷下表白条纹状翘皮产生的原因是连铸切下辊辊面粘冷钢，对板坯下表造成压伤。

（2）切下辊的日常维护：一是要保证辊面足够的光洁度；二是要保证辊面喷淋冷却水能够打到辊面上，并且能够覆盖辊子全长；三是切下辊在下摆过程中可高速自转。