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冷轧卷开卷冒出马蹄形折印,是退火粘结吗?温度和卷取张力谁的责任更大
9 小时前   浏览:8   作者:管道

罩退出来的冷轧卷,平整开卷那一下常听见噼啪响,带钢表面跟着冒出一片横向折印,弯成弓形或者马蹄形,手摸有凸起感。老车间管这叫粘钢、粘结纹。连退机组不出这个毛病,带钢在炉子里是展开跑的,层与层压根不接触。粘结是紧卷罩式退火独有的缺陷,先把这点认准,排查方向就不会跑偏。

 

它不是胶水粘住,是铁原子扩散焊上的。钢卷在罩式炉里加热冷却,内外必然形成径向温度梯度,梯度带来压应力;带钢有浪形或同板差的位置,层间局部凸起,在压应力下发生塑性变形,紧贴面积变大。变形让晶格畸变,空位和位错增多,界面能量升高,铁原子进入激活状态开始扩散。温度越高扩散越快,扩散层攒到一定深度,金属键连接就变成冶金连接。公开资料把这个过程叫压力焊,和焊接是一个道理。

 

责任怎么分,先看径向应力从哪来。按弹性力学,钢卷所受径向应力等于卷取张力,退火过程中基本可当常量;真正剧烈变化的是热应力,它由钢卷温度和温度分布决定。卷芯是冷点,外圈是热点,温差越大热应力越大。升温快、保温温度高、冷却快,都会放大这个温差,粘结趋势跟着走高。所以退火温度往上顶,比卷取张力多几个 N/mm² 危险得多。

 

温度这边能动的是升温速度、保温温度、保温时间和冷却速度。公开文献给的经验值是:升温速度控制在 40~60℃/h,保温温度取 700℃ 上下;400℃ 以下低温段对再结晶和粘结影响都不大,可以快烧,400~500℃ 以上按性能要求控速;冷却段 500℃ 以上的高温区间不要快冷,越快越容易粘结。加热和保温是反着的——烧得快,再结晶温度高、完成得快,保温就可以短;烧得慢,保温就得拉长,而保温越长,层间原子渗透越多。

 

张力这边,按弹性力学,径向应力就等于卷取张力值,降张力确实能减粘结。但张力不是越小越好:薄规格张力过低会塔卷,平整开卷还容易擦划伤,得按厚度和宽度选区间。同一垛料上,卷重影响也很直接——宽度 1250mm、厚度 0.5mm 的料,卷径越大径向温度梯度越大,粘结几率越高。装炉位置同样改结果:一垛卷里顶部很少粘结,越往下压得越狠,薄规格和宽卷尽量往顶上放。

 

浪形和同板差是层间局部凸起的直接来源,冷轧出口板形没控住,退火段再怎么调也是在补窟窿。表面这边有两件事:一是乳化液里的铁粉和灰分要压下去,成品道次机后吹扫压力提上去,板面残留的铁粉在全氢高温还原气氛下被还原成微细纯铁颗粒(反应式 FeO+H2=H2O+Fe),正好把压在一起的两层焊上,相当于焊接剂;二是成品道次用毛化辊,辊面粗糙度 Ra 提到 2.0~2.5μm,层间界面原子结合的阻力就上去了。这是轧辊的粗糙度,不是成品板面。粗糙度不能一味加大,代价是板面清洁度变差,而且成品表面结构还要满足 GB/T 5213-2019 的 6.7:麻面 D 的平均粗糙度 Ra 目标值大于 0.6μm 且不大于 1.9μm,光亮表面 B 不大于 0.9μm。

 

已经粘上的卷,能做的都在平整工序。把开卷速度提到 500m/min 以上,让带钢强度快速越过屈服区,粘结处变形就小;开卷尽量让带钢沿钢卷切向打开,法向应力降下来,拉伤就轻;在冲压性能还够用的前提下把平整延伸率往上加,能压掉一部分印痕。这些加上前面那些措施,能把粘结缺陷率压掉一半左右,但谈不上根治。

 

真要判能不能收,标准给的是定性加比例,没有单独的粘结深度限值。GB/T 5213-2019 的 6.6.1 要求钢板及钢带表面不应有结疤、裂纹、夹杂等对使用有害的缺陷,不应有分层;6.6.2 按表面质量级别走,较高级 FB 允许少量不影响成形性及涂镀附着力的缺陷(轻微划伤、压痕、麻点、辊印及氧化色),高级 FC 要求两面中较好的一面无目视可见明显缺陷,超高级 FD 要求较好一面不应影响涂漆或电镀后外观;6.6.3 对钢带留了口子,没机会切除带缺陷部分的,允许带缺陷交货,但有缺陷部分不超过每卷总长度的 6%。粘结纹的形态,公开资料写得直接:点状、线状和块状三种,严重的手摸有凸起,多分布在边部或中间,平整后呈横向折印或弓形。

 

给采购和车间几句能直接用的。看材质单先确认罩退还是连退,连退料不粘,罩退料才有这个风险,两种料深冲性能和表面洁净度本来也不在一个档次。合同里把表面质量级别(FB、FC 还是 FD)和表面结构(麻面 D 还是光亮 B)写死,这两项未注明时按较高级 FB 和麻面 D 供货,要更好的得自己提(GB/T 5213-2019 的 6.2 有明确交代)。车间每炉记四个数:升温速度、保温温度、保温时间、冷点与热点温差,张力变化不大可以低频记。薄规格、大卷重、宽幅凑一起是粘结高危组合,装炉优先往顶上放。粘结没法事后修,只能进炉前把参数排好。

 

常见问题(FAQ)

 

问:粘结和划伤怎么区分?

答:粘结印痕成对出现在上下两层带钢的接触面上,形态是横向折印、弓形或马蹄形,平整后仍可见;划伤是沿轧制方向的连续条痕,不会成对出现。手摸有明显凸起感的大概率是粘结。

 

问:退火温度高和卷取张力大,哪个更容易导致粘结?

答:温度影响更大。退火过程中弹性应力(由卷取张力决定)基本是常量,径向应力的波动主要来自热应力,热应力由卷芯冷点与外圈热点的温差决定。升温快、保温温度高、冷却快,都会放大温差,粘结趋势跟着走高。

 

问:罩式退火保温温度一般控制在多少?

答:为避开层间粘结,公开文献建议升温速度 40~60℃/h,保温温度取 700℃ 上下;400℃ 以下可快速加热,冷却段 500℃ 以上高温区间不宜快冷。再结晶温度范围约 570~720℃,具体按钢种和性能要求调整。

 

问:卷取张力是不是越小越好?

答:不是。降低单位张应力能减小径向应力,有产线把横断面单位面积张应力降下来后粘结明显减少。但张力过小,薄规格会塔卷,平整开卷时还容易擦划伤,要按厚度和宽度选区间。

 

问:已经粘上的钢卷还能不能用?

答:轻度粘结可以靠平整补救:把开卷速度提高到 500m/min 以上、尽量沿钢卷切向开卷减小法向应力、在冲压性能允许的前提下加大平整延伸率。严重的粘结开卷时会撕裂带钢,只能判废或降级。

 

问:采购时怎么降低拿到粘结料的概率?

答:材质单上确认罩退还是连退;合同写清表面质量级别(FB/FC/FD)和表面结构(麻面 D 还是光亮 B);薄规格、大卷重、宽幅的组合提高抽检比例。GB/T 5213-2019 允许钢带有缺陷部分不超过每卷总长度 6% 时带缺陷交货。

 

数据来源:来自公开网络

 

本文由钢管动力整理,更多钢管、纵剪分条、冷轧、酸洗干货,关注公众号:钢标控。

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