熱軋帶鋼邊裂缺陷原因分析

熱軋帶鋼邊裂缺陷原因分析

在該鋼的制造歷史上，每多年有數(shù)百至數(shù)千噸鋼卷出現(xiàn)邊墻裂縫（被認(rèn)為是“燃燒”）。相關(guān)鋼種包括a195、q235、09sivl、p510l、08al、stb32、a46、a52、09cuptire、花紋板卷等。熱軋帶鋼邊裂缺陷是指鋼板邊緣沿長(zhǎng)度方向的一側(cè)或兩側(cè)出現(xiàn)破裂,其裂口處有氧化色或夾雜的缺陷,嚴(yán)重者鋼板邊部全長(zhǎng)呈鋸齒狀。國(guó)內(nèi)外許多研究結(jié)果均表明,熱軋帶鋼邊裂缺陷產(chǎn)生的主要原因是:板坯邊緣存在角橫裂、皮下氣泡等缺陷;板坯邊緣有夾雜;軋件邊部溫度過(guò)低,或軋制張力設(shè)定過(guò)大;板坯的硫、銅含量較高,軋制時(shí)鋼板的熱脆性大。由于產(chǎn)生邊裂缺陷的原因較多,一段時(shí)間內(nèi)熱軋生產(chǎn)線發(fā)生邊裂缺陷的鋼卷數(shù)量又大,批次集中,因此公司專(zhuān)門(mén)成立了現(xiàn)場(chǎng)工作隊(duì),決心深入系統(tǒng)地研究此缺陷產(chǎn)生的原因,以便采取有針對(duì)性的治理措施,減少或最終消除邊裂缺陷,減少企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失。1對(duì)加熱工藝的調(diào)查設(shè)計(jì)是以對(duì)w由于造成熱軋鋼卷邊裂的原因曾經(jīng)大部分都判定為熱軋加熱工序“過(guò)燒”造成,具體數(shù)量見(jiàn)表1。因此,現(xiàn)場(chǎng)工作隊(duì)首先對(duì)熱軋加熱工藝進(jìn)行了全面調(diào)查分析;同時(shí)不斷地取缺陷樣送鋼研院檢測(cè)中心進(jìn)行金相和電鏡檢驗(yàn)分析;為進(jìn)一步驗(yàn)證缺陷原因的調(diào)查分析結(jié)果,還專(zhuān)門(mén)進(jìn)行了跟蹤試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。2研究結(jié)果2.1邊裂缺陷的對(duì)比實(shí)驗(yàn)針對(duì)一段時(shí)間內(nèi)熱軋帶鋼邊裂缺陷頻繁發(fā)生的情況,現(xiàn)場(chǎng)工作隊(duì)對(duì)發(fā)生邊裂缺陷的63個(gè)爐次的熱軋加熱工藝進(jìn)行了調(diào)查,調(diào)查結(jié)果見(jiàn)表2。其中Q235G—31爐次,P510L—16爐次,HP295—7爐次,Stb32—5爐次,X46和X52—3爐次以及Q195LC—1爐次。從表2可以看出,盡管X46和X52的加熱溫度靠規(guī)程下限,以及Q195LC的加熱溫度靠規(guī)程上限,但是發(fā)生邊裂缺陷的各鋼種的熱軋加熱工藝都符合規(guī)程要求。因此,從加熱工藝執(zhí)行情況看,沒(méi)有找到板坯加熱溫度異常與熱軋鋼卷邊裂缺陷的對(duì)應(yīng)關(guān)系。實(shí)驗(yàn)研究也表明:一般低碳鋼(含碳量0.1～0.2%)的理論過(guò)燒溫度為1470～1490℃,允許最高加熱溫度為1320～1350℃。從表2可見(jiàn),熱軋板廠生產(chǎn)的一般低碳鋼和低合金鋼的加熱溫度均控制在1200～1250℃范圍內(nèi),不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論過(guò)燒溫度,而且遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于一般允許的最高加熱溫度,因此,在正確執(zhí)行技術(shù)操作規(guī)程的前提下,現(xiàn)行熱軋加熱工藝不可能造成一般低碳鋼和低合金鋼鑄坯“過(guò)燒”。鋼卷邊裂缺陷不是由加熱工序“過(guò)燒”引起的,只能是其它原因造成。2.2鋼卷邊裂缺陷的金相分析檢測(cè)為了深入系統(tǒng)地研究產(chǎn)生熱軋鋼卷邊裂缺陷的真正原因,幾年來(lái)課題組成員不斷地取邊裂缺陷樣送鋼研院檢測(cè)中心進(jìn)行金相檢驗(yàn)分析;關(guān)于鋼卷邊裂缺陷的歷年金相分析檢驗(yàn)結(jié)果摘要列與表3。從表3可以看出,造成熱軋鋼卷邊裂的主要原因是原料缺陷(如氣泡)所致,與熱軋加熱工藝無(wú)關(guān)2.3對(duì)應(yīng)式跟蹤試驗(yàn)為了探索連鑄坯角橫裂缺陷與熱軋帶鋼邊裂的對(duì)應(yīng)關(guān)系,現(xiàn)場(chǎng)工作隊(duì)對(duì)發(fā)生角橫裂缺陷較多的Q235、爐罐號(hào)為P113586鑄坯的軋制過(guò)程進(jìn)行了“一一對(duì)應(yīng)”式的跟蹤試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果為:⑴跟蹤試驗(yàn)的本爐鋼的每一塊鑄坯均存在程度不同的角橫裂,角橫裂缺陷沿板坯寬度方向的長(zhǎng)度為10～50mm,沿板坯厚度方向的長(zhǎng)度為10～20mm,裂口寬度約1mm。⑵本次跟蹤試驗(yàn)軋制的鋼卷均有程度不同的邊裂缺陷,缺陷形貌與樹(shù)枝狀邊裂類(lèi)型相對(duì)應(yīng)。跟蹤試驗(yàn)說(shuō)明熱軋帶鋼邊裂缺陷與鑄坯角橫裂缺陷存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。3表面織合缺陷引起邊裂連鑄坯的氣泡缺陷發(fā)生在近表面處就稱(chēng)為皮下氣泡。皮下氣泡有時(shí)與表面連通,形成表面針孔,目視檢查很難發(fā)現(xiàn),但經(jīng)火焰清理后可以顯露出來(lái)。連鑄坯皮下氣泡在鑄坯斷面呈蜂窩狀長(zhǎng)條形孔洞,并與表面垂直,沿鑄坯周邊密集分布,一般距表面2～8mm,長(zhǎng)度15～30mm。若鑄坯邊部存在皮下氣泡類(lèi)缺陷,在加熱爐內(nèi)加熱時(shí)因表層氧化,再經(jīng)高壓水除鱗后就顯露在外,在軋制過(guò)程中因缺陷部位與基體結(jié)合不牢固,軋制時(shí)不能焊合,發(fā)生不連續(xù)、不均勻變形的現(xiàn)象,從而導(dǎo)致邊裂。例如,熔煉號(hào)為P813946共有9塊鑄坯,軋出6塊都產(chǎn)生了嚴(yán)重邊裂缺陷,余下3塊板坯返回板坯庫(kù),待空冷后檢查發(fā)現(xiàn)鑄坯斷面存在嚴(yán)重的蜂窩狀氣泡;又如爐罐號(hào)P826915,該爐鋼由Stb32改鋼質(zhì)變?yōu)镼195LC,共12塊鑄坯,軋出9塊有6塊發(fā)生嚴(yán)重邊裂缺陷,另3塊回爐(坯號(hào)為103、104和205),經(jīng)檢查同樣存在嚴(yán)重的蜂窩狀氣泡缺陷。連鑄坯角橫裂缺陷主要發(fā)生在含碳量為0.08～0.18%的鋼種間,有時(shí)還發(fā)生在含有Nb、V等裂紋敏感元素的鑄坯角部振痕的波谷處。此外,在距鑄坯表面2～5mm處也常有微細(xì)角橫裂存在。當(dāng)板坯加熱溫度高于800℃時(shí),角橫裂周?chē)蜁?huì)發(fā)生氧化,同理,這類(lèi)缺陷在軋制過(guò)程中也不能焊合,從而產(chǎn)生邊裂缺陷。綜上所述,熱軋帶鋼邊裂缺陷主要是由于鑄坯表層氣泡密集,加熱過(guò)程中表層金屬氧化,氣泡暴露以及鑄坯本身存在角橫裂缺陷,在軋制過(guò)程中都不能焊合而產(chǎn)生的。4因公制度為本研究的貢獻(xiàn)⑴本研究通過(guò)工藝調(diào)查分析、金相檢驗(yàn)和跟蹤試驗(yàn)等手段,明確了熱軋帶鋼產(chǎn)生邊裂缺陷的主要原因,為采取有針對(duì)性的治理措施發(fā)揮了積極作用⑵本研