热轧带钢边部翘皮缺陷产生原因及判定研究.pdfVIP

热轧带钢边部翘皮缺陷产生原因及判定

研究

摘要：采用光学显微镜和SEM扫描电镜对热轧低碳钢边部的变形皮进行分析，

研究发现，该产品的边沿弯曲缺陷主要表现为：其宏观形貌为舌条，距舌条边缘

20-50mm。将变形的表皮缺陷试样与轧制方向垂直，用光学显微镜对其进行了剖

面观察。变形皮肤根连接于基质，其变形的表皮组织较正常部位较粗。而MnO则

存在于经改变的皮肤组织中，利用扫描电镜观察。同时，在轧制过程中出现了分

层、弯曲等现象，从而产生了形变的表皮缺陷。普通低碳钢的边沿弯曲现象主要

有两种：一是连铸时的板坯自身的缺陷，二是在热轧时的轧制。通过对翘曲结皮

与正常翘曲的组织形态的差别、有没有明显的粗坯、脱碳层等进行对比，从而判

定和分析热轧翘曲的形成过程和成因。

关键词：热轧带钢；边部翘皮；产生原因；判定研究

引言

热轧和冷轧钢板的表面缺陷是造成板材质量问题的一个重要原因。由于存在

上述缺点，导致了连铸板坯的不合格。从上世纪90年代以来，尤其是最近几年，

连铸坯、连轧、“翘曲”等问题呈逐年上升趋势，造成了较大的经济损失。表面

缺陷对钢板的性能有很大的影响。常见的表面缺陷有翘曲，裂纹和断裂。热轧板

条的边沿剥离是导致热轧板坯表面质量下降的主要原因之一。由于带材的边角剥

落，使下一工序的边角数量增大，影响板坯的成材率，从而使板坯的成材率下降。

一、边部翘皮的特征

（一）边部翘皮宏观形貌

边部翘皮的宏观形貌如图1所示，卷曲的边缘距带钢20mm，不连续地分布

于带钢的上部。当出现较大的缺陷时，可以在热轧表面检测装置中检测到；若有

少量的锈蚀，则需要通过酸洗来除去氧化铁。

图1翘皮缺陷形貌特征

（二）边部翘皮微观特征

首先，从脱碳层的角度来看，该钢材为低碳钢，因此不存在明显的脱碳现象。

将缺陷区的金相显微结构放大500倍，发现其正常组织为等轴铁素体，而变形区

为粗大的铁素体，且晶界不清。由于变形表皮的厚度较薄，大约在15-20微米之

间，组织中有黑色斑点，而大的铁素体晶粒比正常的基体大，表明变形表皮部位

[1]

的温度升高。在热处理之前，温度也就是产生翘曲的原因。

其次，SEM分析。为对分布于变形的皮肤组织中的黑色斑点进行进一步的分

析，先将其磨光，再用电子显微镜对其进行扫描，并对其内部成分进行扫描，扫

描的结果如图2所示。用电子显微镜观察了弯曲缺陷试样的断面，发现在弯曲部

位组织中分布着许多细小的黑色斑点，这些黑色斑点是MgO,MnO,AlO,SiO等氧

232

化性物质，这说明在加热期间，奥氏体不仅在变形区生长，在高温氧化条件下也

会因变形层的厚度而产生少量的氧化点。

图2翘皮缺陷截面电镜扫描结果

由此，可以从两个角度来判定该弯曲的问题。一是弯曲部位的大晶粒比普通

铸型大，弯曲部位的组织在高温下变粗，说明在加热之前就存在缺陷。二是在变

形后的表皮中发现了氧化质。在热氧化条件下，翘皮组织在高温条件下，由于晶

粒的生长和粗化，在高温条件下产生了分布的氧化点。

二、“翘皮”缺陷产生原因

（一）铸坯因素导致的缺陷

板坯连铸造成的板带钢表面翘曲是由A36和Q235B等结构钢在生产中出现的。

裂纹在轧制过程中沿条形延伸，末端为钉形，宽度为1-5毫米，长度为10-100

毫米。将弯曲部位的皮肤抬起，可见缺损处的表面较一般的粗糙。缺陷表面有一

薄片薄钢板，破损部位的下表面则较为粗糙。通过对产品质量缺陷的分析与检验，

发现在板坯边沿的转角部位出现了局部裂缝。由于在加热炉及随后的轧制过程中，

局部裂纹未完全被压扁，而板坯的角点缺陷会造成成品带材的表面形变表皮缺陷

与边沿存在一定的间距，通常为30mm[2]。

（二）轧钢因素导致的缺陷

第一，立辊粗轧。调节立辊宽度对轧制工艺的影响最大。采用立辊轧制坯时，

由于存在较高的变形，使变形很难渗入到板坯中间。这样，中间的工件就会更易

于在边沿上产生突起，并形成狗骨的剖面。立辊变形后，边部延伸率较