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              拋丸前后對比在船板軋制過程中條帶狀麻面缺陷產生原因分析

              文章出處:未知 編輯:拋丸機發表時間:2018-7-26 10:31:18 瀏覽人數:1087,1,0
                摘要:針對南鋼中厚板卷廠軋制11 mm厚度船板過程中出現的條帶狀麻面缺陷問題, 分析其產生原因, 結合分析結果制定了解決該缺陷的工藝方案并投入生產實踐。結果表明:通過減少軋制道次和前移除鱗道次的方法, 提高除鱗溫度, 能夠有效解決條帶狀麻面缺陷問題。

                0 前言

                爐卷軋機因具備減緩軋制過程中鋼板溫降速度、提高溫度均勻性的優點, 被廣泛用于不銹鋼和碳素帶鋼生產。20 世紀90 年代, 爐卷軋機逐漸應用于碳素中厚板生產[1-3], 與常規中厚板軋機相比, 爐卷軋機在生產寬薄規格鋼板方面具有獨特優勢, 例如在卷軋過程中利用卷曲爐對鋼板進行保溫, 解決了后期軋制過程中鋼板溫降過快的問題, 實現了高等級薄寬規格鋼板的高效軋制圖5 方案一生產的鋼板拋丸前后表面形貌。為了提高爐卷軋機的軋制成材率, 最大限度地發揮爐卷軋機的優勢, 坯料設計越長, 卷軋頭尾導致的非計劃率就越低, 但同時也帶來許多問題, 最為突出的是坯料長度過大, 較長的軋制時間使鋼板表面氧化嚴重, 給精除鱗帶來很大壓力, 除鱗工藝不當還會引起批量性表面質量問題。本文針對爐卷軋機軋制11 mm厚度船板時出現的麻面缺陷, 分析其產生原因和分析結果, 展開改善表面質量的工藝試驗, 最終制定合理的軋制工藝。

                1 麻面特征及成因分析

                1. 1 麻面特征

                圖1 為爐卷軋機生產船板在拋丸前后的表面形貌。
              圖1 拋丸前后鋼板表面形貌

                圖1 拋丸前后鋼板表面形貌

                圖1 ( a) 為熱軋態鋼板的表面形貌, 由此看出, 鋼板表面有紅褐色和藍黑色條帶狀氧化鐵皮相間排列; 圖1 ( b) 為拋丸后鋼板的表面形貌, 從中看出, 拋丸后鋼板表面存在許多淺坑, 經測量深度< 150 μm。通過觀察, 發現麻面分布狀態也為條帶狀, 并且條帶寬度和拋丸前紅褐色氧化鐵皮寬度相當。

                1. 2 成因分析

                1. 2. 1 麻面產生的原因

                測量結果顯示: 鋼板表面紅褐色氧化鐵皮寬度和精除鱗噴嘴間距相當, 由此判斷條帶狀紅褐色氧化鐵皮應該與精除鱗有關。另外, 從麻面深度判定, 麻面產生的原因應該是二次氧化鐵皮在精除鱗過程中未被除凈, 并在隨后的軋制過程中壓入鋼板本體。圖2 為麻面形成示意圖。

              圖2 麻面產生示意圖

                圖2 麻面產生示意圖

                鋼板在精軋過程中, 表面形成一層二次氧化鐵皮, 如圖2 ( a) 所示。如果精除鱗沒有將二次氧化鐵皮完全清除干凈, 則在鋼板表面就會形成厚度不等的殘留二次氧化鐵皮, 如圖2 ( b) 所示。在隨后的軋制過程中, 殘留的氧化鐵皮被壓入鋼板本體, 并與后期形成的氧化鐵皮一起組成最終氧化鐵皮, 如圖2 ( c) 所示。鋼板拋丸過程中厚度不等的氧化鐵皮被去除, 氧化鐵皮壓入形成的麻面暴露于表面, 如圖2 ( d) 所示。

                1. 2. 2 條帶狀麻面的成因

                圖3 ( a) 為精除鱗噴嘴在鋼板表面打擊痕示意圖。為防止各噴嘴之間的噴射水發生干涉, 通過扭轉噴嘴, 使其打擊痕的水平傾角為15°。散射高壓水受其影響, 鋼板表面打擊痕上的各點水流密度和壓力均存在差異, 水流密度和打擊力的排序為B > A > C。已有研究表明, 高壓水通過氧化鐵皮冷卻、破裂、爆破和沖刷等除鱗效應共同作用去除鋼板表面的氧化鐵皮圖6 方案二生產的鋼板拋丸前后表面形貌, 各種除鱗效應均受水流密度和打擊力影響。水流噴嘴散射寬度方向上的水流密度和打擊力差異導致除鱗效果產生差異, 水流中央 ( B點) 位置水流密度和打擊力大, 除鱗效果好, 能夠完全去除鋼板表面的二次氧化鐵皮。水流邊部 ( A點和C點) 位置水流密度和打擊力相對略小, 除鱗效果差, 不能完全去除鋼板表面的二次氧化鐵皮。完全除凈的鋼板表面生成新的黑色氧化鐵皮, 而殘留二次氧化鐵皮在隨后軋制道次被壓入鋼板本體, 同時被壓碎, 增大了其與空氣的接觸面積, 加快氧化速度, Fe O轉變為紅褐色的Fe2O3, 最終呈現出紅褐色的條帶狀氧化鐵皮, 如圖3 ( b) 所示。
              圖3 條帶狀紅色氧化鐵皮產生過程示意圖

                圖3 條帶狀紅色氧化鐵皮產生過程示意圖


                1. 2. 3 消除條帶狀麻面的措施

                導致麻面產生的原因主要有除鱗設備和除鱗工藝2 個方面。除鱗設備發生異常會導致突發性表面質量問題, 除鱗工藝不合適會導致新軋制鋼板出現表面質量問題。為獲得最佳的表面質量, 需要除鱗設備和除鱗工藝之間互相配合。在除鱗系統壓力一定的情況下, 只能通過優化除鱗工藝來改善鋼板的表面質量。以上分析顯示, 本文論述的條帶狀麻面問題是由于除鱗噴嘴邊部除鱗水壓力較低引起。經檢查發現, 在鋼板生產過程中除鱗系統壓力無異常, 但為了優化板型質量, 鋼板軋制增加了2 道次。軋制道次增加后, 除鱗工藝仍然執行倒數第2 道次除鱗的工藝, 因此導致倒數第2 道次的除鱗溫度降低。有研究結果表明, 在鋼板溫度過低時, 鋼板表面形成的為非氣泡狀氧化鐵皮, 此類型氧化鐵皮與本體結合緊密, 不易去除。在一定的溫度范圍內, 隨溫度升高, 鋼板表面的氧化鐵皮從附著性較高的致密氧化鐵皮轉變為附著力較低的氣泡狀氧化鐵皮, 降低了除鱗難度圖5 方案一生產的鋼板拋丸前后表面形貌。實驗研究也表明, 在合適的溫度范圍內, 提高除鱗溫度能夠明顯改善除鱗效果, 如圖4 所示。為此, 在除鱗系統壓力一定的條件下, 提高除鱗溫度可改善除鱗效果。

              圖4 除鱗溫度對除鱗效果的影響
                圖4 除鱗溫度對除鱗效果的影響

                2 工藝優化試驗及結果

                為提高精除鱗溫度, 設計了2 組試驗。方案一: 利用減少軋制道次提高除鱗溫度, 將原來的13 道次軋制改為11 道次軋制, 倒數第1 道停止除鱗。試驗結果如圖5 所示。從圖5 ( a) 看出紅褐色條帶寬度明顯變窄, 青色氧化鐵皮所占面積明顯增加。如圖5 ( b) 所示, 拋丸后的鋼板表面平整光潔, 無麻面。
              圖5 方案一生產的鋼板拋丸前后表面形貌
                圖5 方案一生產的鋼板拋丸前后表面形貌


                方案二: 將除鱗道次向高溫階段推移, 以此提高除鱗溫度, 在11 道次軋制的基礎上, 采用倒數第2 道次開始停止除鱗。試驗結果如圖6 所示。從圖6 ( a) 看出紅褐色條帶已經完全消失, 整個鋼板表面為分布均勻的青色氧化鐵皮。拋丸后的鋼板表面平整光潔, 無麻面, 如圖6 ( b) 所示。
              圖6 方案二生產的鋼板拋丸前后表面形貌
                圖6 方案二生產的鋼板拋丸前后表面形貌


                3 結論

                ( 1) 中厚板軋制過程中麻面的產生不僅受除鱗水壓力影響, 還受軋制和除鱗工藝影響。在除鱗水壓力一定的條件下, 通過減少軋制道次和提前終止末道次除鱗的方法提高除鱗溫度, 能夠有效避免條帶狀麻面的產生。

                ( 2) 在軋制規程或軋制速度等因素發生變化且導致終軋溫度改變的情況下, 為保證成品鋼板的表面質量, 應及時跟蹤鋼板的表面質量, 調整除鱗工藝, 確保鋼板表面質量正常。
              本文來源青島華盛泰拋丸機:http://www.muzwedding.com/jishu/1087.html
              關鍵詞:拋丸機 拋丸清理機 青島拋丸機 路面拋丸機 履帶式拋丸機 吊鉤式拋丸機
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