前言

随着钢铁市场的发展，热轧带钢在市场上的占有率逐年增加，但由于热轧带钢在轧制过程中产生表面夹杂物，不仅影响产品质量，而且会导致产品使用寿命缩短，所以针对热轧带钢表面夹杂缺陷的研究具有十分重要的意义。

1 热轧卷表面夹杂缺陷的主要原因

1.1 操作不合理

轧制工艺控制不合理，造成钢坯偏析严重，特别是在轧制过程中钢坯中心偏析严重，就会导致钢坯在轧后出现边部组织偏析，从而引起夹杂缺陷。钢坯在轧制过程中产生表面缺陷（如裂纹、折叠等），导致轧制过程中的钢坯与空气直接接触，特别是在高温下直接与空气接触，因此钢坯表面温度降低会造成裂纹或折叠等缺陷。由于轧辊的缺陷或者使用不当造成轧辊辊缝变大，而轧辊的冷却速度较慢，就会导致轧制过程中产生的缺陷（如裂纹等）没有及时被发现而造成夹杂缺陷。由于轧辊材质或表面处理有缺陷等原因导致轧辊产生裂纹，从而使钢坯在轧制过程中发生裂纹等缺陷^[1]。

1.2 设备缺陷

设备精度问题：热轧过程中，由于设备精度问题导致轧辊磨损或划伤，使得带钢表面产生划伤缺陷；辊缝调节问题：由于辊缝调节不当，造成带钢表面存在夹渣缺陷；辊道有异物：在轧制过程中，由于辊道有异物进入或因维护不及时导致辊道磨损，影响带钢表面质量；润滑系统问题：由于润滑系统出现问题，导致带钢表面形成划伤或夹渣缺陷；卷取机问题：卷取机缺陷包括卷取张力波动、卷取过程中发生故障、钢卷在卷筒内产生涡流内产生摩擦等。

1.3 钢卷厚度偏差

钢卷厚度偏差是指轧制过程中由于轧机的轧制速度不一致，造成钢卷厚度的变化。对于热轧板来说，其厚度偏差是由钢的成分、轧制工艺参数（如辊缝、轧辊速度等）以及钢卷尺寸等因素共同影响的，钢卷厚度偏差有以下几种原因：钢中含碳量太低：碳是热轧板的主要成分，在冷轧和精轧过程中，由于轧辊表面状态、冷床冷却速度、冷却水温度等因素的不同，会导致钢卷在冷却过程中产生不均匀变形，从而引起钢卷厚度偏差。轧机速度太慢：在热轧生产过程中，由于卷取速度和卷径的不同，使得卷取过程中出现不均匀变形，引起钢卷厚度偏差。

2 热轧卷表面夹杂缺陷控制策略

2.1 降低炉前控制系统温度，减少钢卷表面氧化铁皮的生成

在热连轧机上采用新型氧化铁皮在线除鳞装置，该装置有：高效过滤器、雾化喷嘴、冷却装置、过滤装置及喷淋装置等。在加热炉上采用新型高效的水冷炉前控制系统，该控制系统对炉前系统进行了改进，对整个加热炉采用水冷喷淋降温，采用这种方式使加热炉炉前控制系统温度降低到400℃以下，大大减少了氧化铁皮的生成。在热连轧机上采用新型的防氧化涂层，该涂层具有优良的耐高温抗氧化性能，可有效地防止钢卷表面生成氧化铁皮。对热连轧机的机械设备进行改造，增加了表面除鳞装置和除鳞喷嘴当钢卷进入加热炉后，通过氧化铁皮在线除鳞装置，把表面的氧化铁皮除去，改善了轧件表面的光洁度，提高了产品质量。在钢卷表面涂覆一层或多层金属氧化物膜，以防止氧化铁皮的生成。

2.2 优化炉前除鳞效果，保证钢卷表面不产生裂纹和擦伤

通过在炉前增加两套除鳞系统，同时在轧制过程中对除鳞水进行周期性循环，增强除鳞效果，减少钢卷表面氧化铁皮的生成；对除鳞水的水压进行优化，降低水压，避免除鳞过程中出现钢卷表面损伤和擦伤；采取措施避免除鳞水在轧制过程中进入钢卷；建立除鳞系统的定期维护制度，对除鳞水的管道和喷头进行定期检查、维护和更换，保证除鳞水不会进入钢卷内部；定期检查除鳞水的阀门、滤网和喷嘴等相关设备的运行状态，及时进行更换和维护，确保设备的正常运转；建立对除鳞水使用过程中的控制制度，将使用过程中不合格的除鳞水进行更换。

2.3 提高钢卷厚度偏差的检测精度，保证钢卷厚度偏差在±0.020mm范围内

为了保证热轧钢卷的厚度偏差在±0.020mm范围内，控制部门对厚度偏差的检测设备进行了优化。厚度检测设备主要包括：厚度测量仪、非接触式厚度计、液压弯辊机、激光测厚仪等。控制系统采用了Profibus-DP总线结构，在不同的工作状态下，可以实现对现场的检测数据进行存储、计算和输出。非接触式厚度计是通过传感器将钢卷厚度数据进行采集，然后经过数据处理模块将数据存储到计算机中，根据设定的钢卷厚度偏差值对钢卷的厚度偏差进行计算。激光测厚仪通过测量光的反射信号，将被测对象的实际厚度转换为以数字形式表示的厚度值。控制系统在钢卷厚度偏差的检测设备上，根据现场使用情况，将其检测精度由原来的±0.20mm提高到±0.020mm。

2.4 优化炉前控制系统，提高炉前控制系统的稳定性和可靠性

在炉前机系统中增加了带钢跟踪功能，在炉前机控制系统中增加了带钢跟踪模块，从而实现了对带钢跟踪信息的实时显示和记录，使炉前机的操作人员可以及时地掌握现场的实际情况，以确保炉前控制系统能够正常工作。优化炉前控制系统，使炉前控制系统在炉长工作时能够自动按照设定值进行数据采集、计算和输出。优化炉前控制系统软件，在钢卷厚度偏差检测方面增加了钢卷厚度偏差的检测精度，即每分钟检测一次厚度偏差，并将检测数据保存到数据库中。优化炉前控制系统人机界面，增加了带钢跟踪模块、带钢跟踪记录模块、炉长设定值和炉长设定值记录模块等。

3 结语

本文针对热轧卷表面夹杂缺陷的成因进行了分析，提出了相应的控制措施，并对相关设备进行了改进。通过对热轧卷表面夹杂缺陷的分析和研究，进一步明确了造成热轧卷表面夹杂缺陷的主要原因，并针对性地提出了相应控制措施，可有效降低热轧卷表面夹杂缺陷的产生。同时，进一步消除了炉前机在工作时可能出现的各种异常情况，从而确保了热轧卷表面夹杂缺陷的有效控制。

参考文献：

[1]任英,李鑫哲,袁天祥等.热轧卷板表面夹渣缺陷来源分析及控制现状[J].钢铁,2022,57(01):13-27.