裂纹分析.doc

中厚板表面微裂纹成因分析 1　前　言 　　武钢三炼钢厂投产后,公司于1996年9月开始将一炼钢厂生产的模铸钢逐步转向由二、三炼钢厂生产,1997年以来轧板厂主要由二、三炼钢厂供料,1997年初三炼钢厂的连铸坯在轧板厂轧制的钢板质量较好,但3月份以后,三炼钢厂生产的16Mn、16MnR、16MnRQ、SS400、Q235A、Q235B等钢种轧制中厚板,表面出现大面积微裂纹,3～7月份累计发现钢板表面微裂纹5 787 t(见表1)。表面微裂纹呈弥散分布、细若发丝,需要进行修磨,严重影响轧板厂生产任务的完成,为此,组织攻关。 表1　1997年1～8月三炼钢连铸坯在轧板厂轧后钢板表面微裂纹量 月　份 1 2 3 4 5 6 7 8 检查量/t 3647 3234 41265 13105 9514 18764 12214 8983 微裂纹量/t / / 933 158 1306 2025 1363 1156 发生率/% / / 2.26 0.63 13.73 10.79 11.16 12.87 钢种 Q235A、16Mn、16MnR、SS400 注:8月份的数据是指8月1～18日的统计数据 2　微裂纹成因调查 2.1　中厚板表面微裂纹跟踪调查　　针对三炼钢厂的冶炼、连铸工艺,共跟踪了7炉16Mn,并对连铸坯进行了硫印、低倍检验和表面酸蚀处理。从三炼钢厂的冶炼、连铸工艺来看,除浇铸温度偏高外,其他较为正常;钢的化学成分控制较好,仅Als偏高,平均为:w(Als)为0.034 %。　　对跟踪的6炉铸坯进行硫印检验,对三块铸坯进行了低倍检验,结果表明:6炉钢硫印坯均有0.5～1.0级的针孔缺陷,这一缺陷从低倍检验中也可看出,该缺陷在表面下20～40 mm处,将不会引起钢板表面微裂纹。　　对721460、721461、721463炉的硫印坯表面进行了酸洗,方法是:沿铸坯内外弧表面切取25 mm厚的试样,共计14块,然后对表面进行酸洗。其中9块(内外弧比例相当)有长约5～10 mm纵、横向长短不规则的细条裂纹和星状裂纹。裂纹的金相组织不存在严重的非金属夹杂物,经3 %硝酸酒精侵蚀,裂纹附近组织为魏氏组织,裂纹深约0.592 mm,宽约0.227 mm。从轧制情况看:某些批号存在表面微裂纹,但与铸坯表面裂纹并无明显的对应关系,因为对取有铸坯试样的板坯在不同程度上发现表面纵裂纹、横裂纹。　　跟踪试验过程中,检查发现连铸二次冷却喷嘴堵塞严重,后改善二冷水质,对堵塞的喷嘴进行清理、更换,使二次冷却得到了改善。　　针对连铸坯轧后表面微裂纹缺陷,进行了不同的轧钢加热温度(1 200 ℃、1 250 ℃)和板坯扒皮试验。两种加热制度分别试验了50块(C720915,Q235)和30块(C720289,Q235)均未发现钢板表面微裂纹。连铸坯扒皮试验共进行了两次,第一次试验扒皮10块,未扒皮20块,钢板表面均未发现表面微裂纹,未扒皮的20块中有少部分存在夹渣现象;第二次试验扒皮10块,未扒皮58块(C721594,16MnR),其中10块扒皮连铸坯轧制的钢板表面未发现微裂纹,58块未扒皮连铸坯轧制的钢板有18块表面未发现微裂纹,40块发现微裂纹。　　总之,根据对冶炼、轧制的跟踪调查、不同加热温度的轧制试验和连铸坯扒皮试验的结果,初步结论认为:中厚板表面微裂纹的产生是由于连铸坯的表面缺陷引起的。因此,集中力量对连铸坯本身的缺陷进行攻关,试验集中在16Mn系列钢上进行。2.2　微裂纹攻关试验2.2.1　重新制订的工艺规程和试验要点　　(1)重新制订的16Mn系列钢的过程温度和拉速标准。　　拉速比原标准提高了0.1 m/min。　　(2)攻关计划对炼钢、连铸工艺特别强调以下几点。　　①严禁用回炉钢冶炼该钢种。　　②转炉吹炼终点避免钢水过氧化,出钢过程中严禁用铝丸深脱氧,确保钢中含［N］量达到新的冶炼工艺规程的要求,钢中含氮w(N)≤0.006 %;如果出现钢水过氧化现象,可以采用Al-Mn-Fe进行预脱氧;出钢采用挡渣帽、挡渣塞挡渣,严格控制下渣量,确保钢包中渣的厚度小于50 mm。　　③Ar站要保证吹氩时间和氩气流量,使钢水温度、成分均匀化,在吹Ar过程中首先将温度调整合适,然后再进行终脱氧,要确保钢中酸溶铝达到w(Als)为0.008 %～0.024 %,并保证出站温度。　　④连铸必须确保温度与拉速匹配,中包塞棒、吹气水口吹氩量要适中,严禁出现结晶器液面明显翻动。　　(3)为了考察工艺参数对铸坯质量的影响,进行了以下对比试验。　　①连铸使用不同的结晶器铜板,其中一流使用镀Cr-Ni铜板,另一流使用无镀层的含Ag铜板。　　②连铸中包塞棒、吹气水口进行吹氩和不吹氩同流对比试验,二者各试验20炉。　　③使用两种结晶器保