张 奇

（首钢长治钢铁有限公司轧钢厂，山西 长治 046031）

随着国内品种钢所占比重越来越大，下游工业对表面质量的要求也越来越高，首钢长治钢铁有限公司轧钢厂（以下简称长钢）必须不断提高产品质量，才能得到用户的认可、获得更大的市场份额。划痕、结疤是线材盘条最常见的表面缺陷。若盘条线材表面存在划痕、结疤缺陷，在下游加工工序的拉拔过程中，易造成钢丝表面缺陷或缺陷部位发生断裂；对于需要淬火热处理的钢丝，缺陷部位则容易形成集中应力，导致淬火后断裂。若盘条出现划痕、结疤时，在不能通过修磨、修剪等手段完全清除的情况下，只能判为废品。因此，划痕、结疤是线材生产中需要重点控制的缺陷。

1 下游加工后焊丝表面缺陷及原因

在通过拉拔、镀铜后制成焊丝的下游加工过程中，经常出现的两种缺陷为拉毛现象表面缺陷和表面毛刺缺陷。

1.1 拉毛现象表面缺陷

拉毛现象表面缺陷焊丝的金相分析及电镜照片如图1所示。

由图1可知，焊丝的表面缺陷应该在镀铜工序之前就已经存在，在镀铜后或者缠绕包装的过程中，缺陷部分位置掉落或翻起，成为目前状态。从缺陷形态看，该缺陷类似于表面翘皮、无规则凹坑，或在轧制过程折叠并经过拉拔后产生的缺陷。

1.2 表面毛刺缺陷

表面毛刺缺陷图片如图2所示，缺陷盘条和焊丝的金相照片如下页图3、下页图4所示，盘条和焊丝能谱分析图如下页图5、图6所示。

图2 盘条表面缺陷

图3 盘条缺陷金相照片

图4 焊丝缺陷金相照片

由下页图5、图6的盘条和焊丝能谱检测分析结果可知，在缺陷处都发现了含有保护渣成分的外来物，确认在炼钢生产浇铸时存在结晶器卷渣现象。因此，卷渣是造成这批产品出现缺陷的原因。

图5 缺陷盘条试样的能谱分析

图6 缺陷焊丝试样的能谱分析

2 轧制工序划痕、结疤的类型及产生的原因

表面质量缺陷的特征不同，其产生的原因也不同：既有轧制工序造成的，也有坯料原始缺陷造成的。焊线钢生产过程中通常见到的结疤主要有条形划痕、块状结疤、翘皮状凹坑等几种类型。

2.1 条形划痕

条状划痕一般在成品表面呈现宽度不规则、深度为0.5 mm左右的缺陷形貌（见图7），有尾部划痕和整体存在划痕两种形式。尾部划痕主要形成原因：吐丝机转速与成品速度不匹配、夹送辊不夹尾或夹持不住等，使得甩尾现象严重，尾部出吐丝管后与土丝盘摩擦形成。整体存在条状划痕的原因：在集卷下落过程中，与集卷筒、鼻锥摩擦形成。

图7 盘条表面划痕

2.2 块状无规则凹坑

成品料整体出现不规则的凹痕（见图8），严重影响表面质量。主要形成原因：坯料自身携带有夹杂、表层缩孔，在轧制过程中并无法消除类似缺陷。

图8 块状无规则凹坑

2.3 翘皮状结疤

该缺陷为片状翘皮，黏附在盘条表面，面积稍大（一般大于1 cm2），翘起或紧贴于盘条表面，其中一侧与基体相连，如图9所示，部分擦拭可脱落，有时要用力才能撕脱，留下片状凹坑。主要形成原因：坯料表面清理不良（由于单支轧制时间较长，造成驻炉时间长，表面氧化铁皮较多，高压水除鳞不彻底）；轧制过程中冷却水控制不当，轧件表面局部激冷（高压穿水与中压穿水流量分配不均），产生表面层裂。

图9 翘皮状结疤

2.4 轧槽表面掉块

轧槽表面掉块后，在轧件上造成凸块，被后续轧机压入轧件表面所致，此种结疤缺陷通常呈周期性分布。在轧制过程若料型控制不佳，耳子会产生折叠或微裂纹，进一步延伸而形成结疤；轧件在轧制过程中由于导卫对中不佳、料型控制不佳等会发生拉丝、划伤，这也是形成表面缺陷的一个原因。

3 防止结疤产生的措施

3.1 坯料自身缺陷造成结疤的预防措施

1）连铸工序在生产过程中，严格执行操作要点，拉速不得随意调节，减少因频繁调节拉速引起的结晶器钢水液面波动，从而减少卷渣。

2）连铸生产过程中若发生套眼、大包长水口翻钢、拉速大幅波动等异常情况，要将对应铸坯切割挑出，避免流入下道工序。

3）做好钢坯入炉前的检验，检验人员需把肉眼可见的，有翘皮、结疤、耳子、裂缝、夹杂、缩孔等缺陷的坯料剔除，禁止入炉。

3.2 轧制过程形成划痕、结疤的预防措施

1）合理组织生产，减少钢坯驻炉时间，减少坯料表面氧化铁皮；调整加热制度，保证坯料加热温度的均匀性，若坯料局部过热，坯料温度不均匀，会造成晶粒粗大、晶间结合力下降、塑性降低，在轧制过程中很容易产生裂纹；轧制前，提前对设备进行调试及维护，高压水除鳞压力保证≥18 MPa。

2）确保轧制中心线对中。利用长时间检修时间，测量、校正整条产线的轧制中心线；在平时生产时，确保进出口导卫、跑槽、空过管等安装对中；并在生产过程中做到勤卡量、勤调整，可以有效地控制盘条由于轧制原因造成的结疤缺陷。

3）更换焊线前，继续用普碳钢进行调试，检查粗中轧实料尺寸，不能出现过充满现象，并保证进预精轧及精轧前的实料尺寸。

4）调整中压穿水和高压穿水流量压力。冬季只开中压冷却水压力0.6～0.93 MPa，压缩空气压力为0.4～0.6 MPa，中压穿水水温控制在35℃以下；夏季加开高压穿水压力1.0～1.3 MPa，流量为150 m3/h，防止轧件表面局部激冷，产生表面层裂。

5）调整吐丝机与成品速度、夹送辊的速度匹配，防止甩尾产生的划痕；对散冷辊道、集卷系统、PF线、打包、堆垛等进行检查，清理尖锐、凸起等容易发生划痕的部位，保证与成品料接触部位光滑、圆润。

4 效果验证

4.1 2020年焊线钢合格率指标情况（表1）

表1 2020年焊线钢合格率指标情况

4.2 下游用户使用情况

2018年生产焊线制成焊丝，出现过拉毛现象表面缺陷。

2019年3月份生产的那批线材制丝后又出现了表面毛刺现象，废弃了3 t左右线材。

2020年7月、11月份生产焊线虽有部分盘条w（N）监测达到70×10-6以上，但目前未出现拉毛、或毛刺现象。

5 结语

根据不同种类的缺陷原因，制定相应的改进控制措施，并对相关缺陷实施控制措施后，焊线钢合格率提升到了99.17%，且出现拉毛、毛刺的现象大幅度下降，有效降低了残次品的产生量，提高了品种钢技术经济指标，从而降低了生产成本以及经济效益的损失。