Q235B熱軋鋼卷是應(yīng)用最為廣泛的產(chǎn)品，在制作零件之前需要將鋼卷開卷并制成平板再分切使用。Q235B熱軋鋼卷在開卷時(shí)易出現(xiàn)橫折印缺陷，影響最終產(chǎn)品的外觀，嚴(yán)重時(shí)影響零件的使用。
周正元[1]研究了冷軋帶鋼的橫折印產(chǎn)生及預(yù)防措施，在板形方面主要研究了浪形引起罩式退火帶鋼層間黏結(jié)，在平整時(shí)產(chǎn)生橫折印缺陷。劉英明等[2]研究了熱軋酸洗卷SPHC橫折印缺陷，主要從材料的屈服現(xiàn)象與開卷過程受力、投入防皺輥和改善拉矯參數(shù)等進(jìn)行詳細(xì)的闡述，并找到了控制橫折印缺陷的有效方法。王丹等[3]研究了熱軋鋼卷橫折印缺陷的機(jī)理，認(rèn)為產(chǎn)生橫折的內(nèi)因是低碳鋼普遍存在屈服平臺，外因是鋼板的彎曲變形。這些研究表明，橫折印缺陷普遍存在于低碳鋼中，不管是熱軋鋼卷、熱軋酸洗鋼卷還是冷軋鋼卷都會存在。出現(xiàn)橫折印缺陷鋼卷的共同特征是具有屈服平臺并且受力發(fā)生變形。
統(tǒng)計(jì)分析Q235B熱軋鋼卷橫折印異議鋼卷數(shù)據(jù)，厚度3.0~6.0 mm的產(chǎn)品易出現(xiàn)橫折印缺陷，凸度大的鋼卷產(chǎn)生橫折印質(zhì)量異議占比36.23%，其中凸度大單獨(dú)影響產(chǎn)生橫折印質(zhì)量異議占比15.22%，因此凸度也是影響橫折印缺陷的重要因素。
1. 橫折印缺陷分析
通過鋼卷開卷過程跟蹤，不存在橫折印缺陷的鋼卷開卷，在板帶與鋼卷分離的時(shí)候出現(xiàn)橫折印缺陷。
橫折印數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中，鋼種不僅有低強(qiáng)度的SPHC，一般強(qiáng)度的Q235B，還有較高強(qiáng)度的Q345B。屈服強(qiáng)度從180 MPa到400 MPa的鋼種都出現(xiàn)過橫折印缺陷，說明屈服強(qiáng)度不是橫折印缺陷產(chǎn)生的決定性能因素。SPHC相對較多，Q235B較少，Q345B最少，說明強(qiáng)度高，有利于減少橫折印缺陷。
2. Q235B橫折印缺陷鋼卷數(shù)據(jù)分析
分析Q235B橫折印異議熱軋鋼卷，厚度范圍2.75~11.75 mm，寬度范圍1050~2000 mm。
2.1 厚度與橫折印的關(guān)系
統(tǒng)計(jì)不同厚度區(qū)間橫折印異議率，如表1所示。厚度≤25.4 mm涵蓋Q235B熱軋鋼卷所有產(chǎn)品厚度，異議率為0.078%；厚度3.0~6.0 mm的產(chǎn)品異議率為0.12%，明顯偏高；厚度5.5~6.0 mm的異議率達(dá)0.65%，是所有產(chǎn)品異議率的8倍多。橫折印異議主要集中在厚度3.0~6.0 mm的鋼卷，尤其集中在厚度5.5~6.0 mm。
2.2 寬度與橫折印的關(guān)系
統(tǒng)計(jì)不同寬度區(qū)間橫折印異議率，如表2所示。雖然寬度≥1500 mm的橫折印異議鋼卷較多，但這個(gè)寬度區(qū)間的生產(chǎn)量較大，兩個(gè)寬度區(qū)間的異議率相差不大。
2.3 生產(chǎn)工藝與橫折印缺陷的關(guān)系
根據(jù)Q235B橫折印異議鋼卷的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，查詢了生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)：終軋溫度、卷取溫度和凸度，出現(xiàn)終軋溫度低、卷取溫度高、凸度大等工藝問題的數(shù)據(jù)如表3所示，由于浪形缺陷無法在生產(chǎn)數(shù)據(jù)中查詢，無上述工藝溫度的鋼卷定義為無顯示工藝問題。
3. Q235B鋼卷橫折印缺陷影響因素分析
Q235B熱軋鋼卷橫折印缺陷是多種因素影響共同作用產(chǎn)生的缺陷，是鋼板受力不均產(chǎn)生局部塑性變形的結(jié)果。與低碳鋼SPHC等產(chǎn)品相比，Q235B強(qiáng)度相對較高，因此對于出現(xiàn)橫折印缺陷的影響因素，強(qiáng)度低的問題成為了次要因素。板形不良導(dǎo)致鋼板各位置形成的內(nèi)應(yīng)力不一樣，開卷時(shí)內(nèi)應(yīng)力將鋼板復(fù)原為板形不良的形貌，浪形缺陷更容易發(fā)現(xiàn)，而凸度問題很難發(fā)現(xiàn)。
厚度5.5~6.0 mm的Q235B熱軋鋼卷的橫折印異議率高，生產(chǎn)工藝查詢中，發(fā)現(xiàn)此厚度的Q235B產(chǎn)品多作為熱軋開軋料和過渡料，易造成穩(wěn)定控制不佳、板形不良的問題。
溫度控制不佳主要表現(xiàn)在終軋溫度低和卷取溫度高。終軋溫度低會造成軋制面混晶缺陷，軋制邊存在更為嚴(yán)重混晶或纖維狀組織缺陷。實(shí)際檢測發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度低于818 ℃時(shí)，軋制邊20 mm范圍出現(xiàn)了全厚度的纖維狀組織。組織不均勻?qū)е落摪宓膬?nèi)應(yīng)力不均勻，易造成鋼板扭曲變形，出現(xiàn)橫折印缺陷。卷取溫度高會導(dǎo)致晶粒粗大，強(qiáng)度較低，從而易產(chǎn)生橫折印缺陷。
板形不良最大的問題是浪形，浪形是導(dǎo)致鋼板內(nèi)應(yīng)力不均勻的重要缺陷，是橫折印缺陷產(chǎn)生的重要影響因素[4-5]。橫折印缺陷鋼卷生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中，36.23%的鋼卷存在凸度大的問題，其中15.22%的橫折印缺陷鋼卷凸度大為惟一影響因素。
生產(chǎn)工藝中凸度大會造成鋼帶橫斷面中間厚、邊部薄，且厚度差大，在理想狀態(tài)下，卷取后鋼帶寬度中間位置緊密接觸，而軋制邊疏松存在縫隙，帶鋼的凸度越大這種縫隙就越大。實(shí)際生產(chǎn)過程觀察發(fā)現(xiàn)，受中間緊致的影響，兩個(gè)軋制邊會向鋼卷圓心方向彎曲，鋼帶的橫斷面形成輕微“U”形，示意圖如圖1所示。鋼卷開卷時(shí)，內(nèi)應(yīng)力釋放，微“U”形鋼帶進(jìn)一步“U”形化，板寬中間位置由于卷取緊密導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力大，內(nèi)應(yīng)力釋放時(shí)鋼板伸直，但因?yàn)殇摪迨茏陨碇亓Φ挠绊?，?dǎo)致鋼板彎曲，中間位置受拉應(yīng)力，從而在板寬中間位置出現(xiàn)較為嚴(yán)重的橫折印缺陷，軋制邊只受“U”形效應(yīng)，避開了彎曲。鋼卷凸度較大的鋼卷開卷如圖2所示。因此軋制邊受力后，以翻邊的形式變形，板寬中間位置受力后，形成橫折印缺陷。
