钢锭_坯_在轧制过程中出现翘皮及断裂等常见缺陷的原因分析和防止途径
轧制缺陷及质量控制
轧制缺陷及质量控制型钢产品的缺陷有好多形式，究其原因，除轧制方面的原因外，还和钢锭（坯）质量、加热质量和精整操作等因素有关。
以下仅就常见轧制缺陷的形式和产生原因进行分析。
一、分层：型钢截面上呈黑线或黑带，严重者有裂口，分层处伴随夹杂物。
产生原因：1、镇静钢的缩孔或沸腾钢的气囊未切净2、钢坯尾孔未切净3、钢坯内部严重疏松，在轧制时，未焊合，严重的内部夹杂和皮下气泡也会造成端面分层。
二、结疤：结疤呈舌状、块状、鱼鳞状嵌在型钢表面上。
其大小厚度不一，外形有闭合或不闭合、与主体相连或不相连、翘起或不翘起、单个或多个成片状。
产生原因：1、铸锭（坯）表面有残余的结疤、气泡或表面清理深宽比不合理。
2、轧槽刻痕不良，成品孔前某一轧槽掉肉或粘上金属。
3、轧件在孔型内打滑造成金属堆积或外来金属随轧件带入槽孔4、槽孔严重磨损或外物刮伤槽孔。
三、裂纹：裂纹一般呈直线状、有时呈丫状。
其方向多与轧制方向一致，缝隙一般与钢材表面垂直。
产生原因：1铸锭（坯）皮下气泡、非金属夹杂物经轧制破裂后暴露或铸锭（坯）本身的裂缝、拉裂未清除。
2、加热不均与、温度过低。
孔型设计不良、加工不精或轧后钢材冷却不当。
3、粗轧孔槽磨损严重。
四、发纹（又称发裂）:在型钢表面上分散成簇、断续分布的细纹，一般与轧制方向一致，其长度、深度比裂纹小。
产生原因：1、铸锭（坯）皮下气泡或非金属夹杂物轧制后暴露2、加热不均与、温度过低或轧件冷却不当3、粗轧孔槽磨损严重。
五、表面夹杂:夹杂一般呈点状、块状或条状机械杂物粘在型钢表面上，具有一定深度，大小形状无规律。
炼钢带来的夹杂一般呈白色、灰色或灰白色；轧制中产生的夹杂一般呈红色或褐色，有时也呈灰白色，但深度一般很浅。
产生原因：1、铸锭（坯）带来的表面非金属夹杂物2、在加热轧制过程中偶然有非金属夹杂物（如加热炉耐火材料、炉底炉渣、燃料的灰烬）粘在轧件表面。
轧制缺陷及质量控制
轧制缺陷及质量控制一、引言轧制是金属加工过程中的一种重要工艺，用于将金属坯料通过辊道进行塑性变形，以达到所需的形状和尺寸。
然而，在轧制过程中，往往会浮现一些缺陷，如裂纹、凹陷、气泡等，这些缺陷会严重影响产品的质量和性能。
因此，对轧制缺陷进行有效的控制和管理是至关重要的。
二、轧制缺陷的分类1. 表面缺陷：包括轧痕、划痕、氧化皮等。
2. 内部缺陷：包括裂纹、夹杂物、气泡等。
3. 尺寸偏差：包括厚度偏差、宽度偏差等。
三、轧制缺陷的原因1. 材料因素：材料的成份、纯度、硬度等会直接影响轧制过程中的缺陷产生。
2. 工艺因素：包括轧制温度、轧制速度、轧制压力等。
3. 设备因素：轧机的性能、磨损程度、润滑状况等也会对轧制缺陷产生影响。
四、轧制缺陷的控制方法1. 材料选择：选择质量好、成份均匀的原材料，减少轧制过程中的缺陷产生。
2. 工艺优化：合理控制轧制温度、轧制速度和轧制压力，以减少缺陷的产生。
3. 设备维护：定期检查和维护轧机设备，确保其性能稳定，减少轧制缺陷的发生。
4. 润滑控制：选择合适的润滑剂，保证轧制过程中的润滑效果，减少磨擦和磨损，降低缺陷产生的可能性。
五、质量控制措施1. 检测方法：采用超声波、X射线、磁粉探伤等非破坏性检测方法，及时发现和排除轧制缺陷。
2. 检测设备：使用高精度的检测设备，确保对轧制缺陷的检测准确性和可靠性。
3. 检测标准：制定严格的轧制缺陷检测标准，明确缺陷的类型、数量和尺寸要求。
4. 检测频率：根据产品的重要性和应用领域，确定合理的检测频率，确保产品质量的稳定性和可靠性。
六、案例分析以某钢铁公司为例，该公司采用了先进的轧制设备和严格的质量控制措施，成功地控制了轧制缺陷的发生。
通过优化工艺参数，选择高质量的原材料，并定期进行设备维护和润滑控制，该公司的产品质量得到了有效提升。
同时，该公司还建立了完善的质量检测体系，采用先进的检测设备和严格的检测标准，确保产品质量的稳定性和可靠性。
钢坯缺陷产生机理及预防措施
钢坯缺陷产生机理及预防措施摘要：钢坯在生产过程中产生许多缺陷，导致钢坯的后续产品存在质量缺陷。
这样即浪费了大量的人力、物力，又浪费了大量的燃料。
本文基于此基础，对钢坯中的缺陷产生机理进行研究，并结合生产经验，提出预防缺陷的方法，以提高产品质量，节约能源，提高生产率。
关键字：钢坯缺陷；产生机理；预防措施1钢坯缺陷种类与产生机理钢坯的缺陷分内部缺陷和外部缺陷。
钢坯的内部缺陷有内裂、缩孔、中心疏松、中心夹杂、（或中心夹渣）皮下气泡。
钢坯的外部缺陷有横裂，纵裂、角裂、龟裂、接痕、脱方、扭曲等。
钢坯的外部缺陷都表现在钢坯的外部，肉眼可见相对容易发现。
钢液进入结晶器以后，首先与结晶器壁接触，激冷产生激冷层，由于激冷层冷却强度大，形成了基本无选份结晶的细等轴晶粒，细等轴晶粒的特点是成份均匀一致，晶粒细小，机械性能优越。
激冷层形成后，由于体积收缩，坯壳将与结晶器内壁形成缝隙，由于缝隙的产生，气体和保护渣进入，并充满。
由于在热传递中增加了空隙和保护渣层的传热过程，使得整个结晶冷却过程变缓，冷却最佳的是垂直于结晶器方向，由于冷却（传热）减缓，使其选份结晶成为可能，并成为结晶的主要形式，随时间推移，结晶最为优越是垂直于结晶器表面的方向结晶，形成柱状晶的主干。
在垂直于主杆的方向形成次生的柱状晶，在分支的垂直方向又生产出了三次柱状晶，直到次生和三次柱状晶充分生长填满整个空隙，这样就在每个柱状晶前沿，由于选份结晶的结果，聚集了许多夹杂（SiO2、Al2O3、MnO、S、P、〔N〕、〔O〕、〔H〕），在整个结晶过程中伴随着热的散失和温降，并聚集了大量的夹杂，具备了同时结晶的条件，这时将在钢坯中心，最后瞬间凝固，形成了粗大的等细晶带，由于粗大的等细晶互相之间相互支撑，使其铸坯中心较为疏松，具备了同时结晶的条件，这时将在钢坯中心，最后瞬间凝固，形成了粗大的等细晶带，若这时二冷水配用不当，液体钢水不能充分充填，将产生中心疏松以及缩孔。
轧制缺陷及质量控制
轧制缺陷及质量控制一、引言轧制是金属加工过程中的一种重要工艺，用于将金属坯料通过压力和摩擦力的作用，使其产生塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的金属产品。
然而，在轧制过程中，由于各种因素的影响，可能会出现一些缺陷，如裂纹、气孔、夹杂物等，这些缺陷会极大地影响产品的质量和性能。
因此，对轧制缺陷进行有效的控制和管理至关重要。
二、轧制缺陷的分类根据轧制缺陷的性质和形态，可以将其分为以下几类：1. 表面缺陷：包括轧痕、划伤、氧化皮等，主要是由于轧辊和金属表面之间的摩擦和压力引起的。
2. 内部缺陷：包括夹杂物、气孔、裂纹等，主要是由于金属内部的不均匀组织或外来杂质引起的。
3. 尺寸偏差：包括厚度不均匀、宽度不一致等，主要是由于轧制过程中的工艺参数不当或设备故障引起的。
三、轧制缺陷的原因分析1. 材料因素：材料的成分和结构对轧制缺陷有重要影响。
例如，含有夹杂物或杂质的金属坯料容易在轧制过程中产生裂纹和气孔。
2. 工艺因素：轧制工艺参数的选择和控制对缺陷的形成和控制至关重要。
例如，轧制温度、轧制速度、轧制力等参数的不合理调整都可能导致缺陷的产生。
3. 设备因素：轧机的性能和状态对缺陷的形成和控制也有重要影响。
例如，轧辊的磨损、轧辊的几何形状、轧机的润滑和冷却系统等都会影响产品的质量。
四、轧制缺陷的质量控制措施为了有效控制轧制缺陷，提高产品的质量和性能，可以采取以下措施：1. 优化材料选择：选择质量好、含杂质少的金属坯料，减少夹杂物和杂质对产品质量的影响。
2. 严格控制工艺参数：根据不同的金属材料和产品要求，合理选择轧制温度、轧制速度、轧制力等参数，确保轧制过程中的温度和力的均匀分布。
3. 定期维护设备：定期对轧机进行维护和检修，保证轧辊的几何形状和表面光洁度，确保润滑和冷却系统的正常运行。
4. 引入先进的检测技术：利用先进的无损检测技术，如超声波检测、磁粉检测等，对轧制产品进行全面、准确的检测，及时发现和处理缺陷。
轧制缺陷图谱、形成原因分析以及预防措施
缺陷名称纵裂Longitudinal Crack照片缺陷形貌及特征：缺陷形貌及特征纵裂纹是距钢板边部有一定距离的沿轧制方向裂开的小裂口或有一定宽度的线状裂纹。
板厚大于20mm的钢板出现纵裂纹的机率较大。
缺陷成因：1. 板坯凝固过程中坯壳断裂，出结晶器后进一步扩展形成板坯纵向裂纹，在轧制过程中沿轧制方向扩展并开裂；2. 板坯存在横裂，在横向轧制过程中扩展和开裂形成。
预防：防止纵列纹产生的有效措施是使板坯坯壳厚度均匀，稳定冶炼，连铸工艺是减少纵裂纹产生的关键推荐处理措施：1. 深度较浅的纵裂可采用修磨去除。
2. 修磨后剩余厚度不满足合同要求的钢板可采用火切切除、改规的方法，由于纵裂有一定长度，一般不采用焊补的方法挽救；3. 纵裂面积较大时钢板可直接判次或判废可能混淆的缺陷1. 边部折叠2. 边部线状缺陷缺陷名称横裂Transverse Crack缺陷形貌及特征：缺陷形貌及特征：裂纹与钢板轧制方向呈30°～90°夹角，呈不规则的条状或线状等形态，有可能呈M或Z型，横向裂纹通常有一定的深度。
缺陷成因：板坯在凝固过程中，局部产生超出材料迁都极限的拉伸应力导致板坯横裂，在轧制过程中扩展和开裂形成。
有可能是板坯振痕过深，造成钢坯横向微裂纹；钢坯中铝，氮含量较高，促使AIN沿奥氏体晶界析出，也可能诱发横裂纹；二次冷却强度过高也会造成板坯上的横裂预防：1. 减少板坯振痕；2. 控制板坯表面温度均匀并尽量减少板坯表面和边部的温度差；3. 根据钢中不同合力选用保护渣；4. 合理控制钢中的铝、氮含量。
推荐处理措施：1. 深度较浅的横裂可用修磨的方法去除；2. 修磨后剩余厚度不满足合同要求的钢板可采用厚度改规或切除缺陷后改尺的方法；3. 缺陷面积较大时钢板可直接判次或判废；可能混淆的缺陷1. 夹渣2. 折叠3. 星型裂纹缺陷名称边裂Edge Crack缺陷形貌及特征：边部裂纹是钢板边部表面开口的月牙型，半圆型裂口，通常位于钢板单侧或两侧100mm 范围内，一般沿钢板边部密集分布。
HPB235钢轧材翘皮的原因分析及改进措施
联 系人 ： 杨怀 春， ，４岁 ， 男 ３ 炼钢工程师 ， 乌鲁木齐 （３ ０ ２ 新疆八一钢铁股份有 限公 司第一炼钢厂 ８０２ ）
Ｅ－ｍ ａ ｌｙ ｈ ｈｃ ｙ ｔ ０ ｃ ｉ ａ ｇ ＠ｂ ｇ． ｍ． ｎ ： ｃ
２ １ 年第 ２ ０２ 期
新 疆 钢铁
总 １２ ２ 期
１
２
艺进 行分 析 ， 优化 改进 了冶炼 工艺控 制 ， 生产 实践表
表 １ ＨＰ ２ ５化 学成 分控 制 Ｂ３
２ 翘 皮 外 观 及 产 生 原 因分 析
通过 对初 轧及 成 品材样 “ 翘皮 ” 陷的观 测可 以 缺 看 出附着 在材 上表 面 ， ０２ 期
新 疆钢 铁
总 １２ ２ 期
ＨＰ ２ ５ Ｂ ３ 钢轧材翘皮 的原因分析 及改进措施
杨 怀春
（ 新疆 八 一 钢 铁 股 份 有 限公 司 ）
摘
要 ： 针对 Ｈ Ｂ ３ Ｐ ２ ５钢在轧制过程 中产生翘皮缺陷 ， 从炼钢角度采取 多因素分析方法 ， 对影响普碳钢 翘皮
ｒ ｌｉ ｒ ｃ ｓ ． ｏｌ ｎｇｐ ｏ ｅ ｓ
Ｋ ｅ ｒｄ ： ｓ ｆ ｃ ｐ ｑ ｉ ｇ ｅ ｉｅｏ ｙ ｅ ａ ｔｔ；ｉｅ ｕ ｉｎ ｙ ｗｏ ｓ ｕｒａ ｅｕ ｗａ ￣ｎ ； ｎｔ ｘ ｇ ｎｑｕ ｎ ｉ ｎ ｌ ｓｏ ｓ ｒ ｙ
八钢 第 一炼 钢厂 生产 的 Ｈ Ｂ ３ Ｐ ２ ５钢 ，铸坯 断 面 为 １０×１０ ｍｍ） 供 一 高线 轧 制 轧 制 ６５ ｍ 的 ５ ５（ ， ． ａ ｒ
Ａｎ ｌｓｓ ｈ Ｃａ ｓ ｓ ｆ Ｒｏｌｄ ａｙ ｉ ｔ ｅ ｕ ｅ ｏ ｌ Ｐｒ ｄ ｃｓ ｕ ｆｃ Ｕｐ ｒ ｉ ｇ ｅ ｏ ｕ ｔ Ｓ ｒａ ｅ ｗａ ｐｎ Ｂｙ ＨＰ ３ Ｂ２ ５
轧制缺陷及质量控制
轧制缺陷及质量控制一、引言轧制是金属加工中常见的一种工艺，用于将金属坯料通过辊轧机进行塑性变形，以达到所需的形状和尺寸。
然而，在轧制过程中，由于材料特性、设备磨损、操作不当等原因，常常会出现一些缺陷，如表面裂纹、气泡、夹杂物等，这些缺陷会对材料的性能和质量产生不利影响。
因此，对轧制缺陷进行有效的控制和管理是至关重要的。
二、轧制缺陷分类1. 表面缺陷：包括轧痕、划伤、氧化皮等。
这些缺陷通常由于辊轧机表面不平整、杂质污染等原因导致。
2. 内部缺陷：包括夹杂物、气泡、裂纹等。
这些缺陷通常由于材料内部的杂质、气体等引起。
三、轧制缺陷控制方法1. 设备维护与管理：定期检查辊轧机的磨损情况，及时更换损坏的辊子，保持辊轧机表面的平整度。
同时，定期清洗设备，防止杂质污染。
2. 材料质量控制：严格控制原材料的质量，检测材料中的夹杂物、气泡等缺陷。
采用先进的材料检测设备，如超声波探伤仪、X射线探伤仪等，对原材料进行全面检测。
3. 工艺参数控制：合理调整轧制工艺参数，如轧制温度、压下量、轧制速度等，以减少缺陷的产生。
通过优化工艺参数，可以改善材料的微观组织，提高材料的性能。
4. 检测与分析：建立完善的缺陷检测与分析体系，及时发现和排查缺陷。
采用先进的无损检测技术，如磁粉探伤、涡流检测等，对轧制材料进行全面检测。
5. 员工培训与管理：加强员工的培训与管理，提高员工的技术水平和质量意识。
定期组织培训，加强对轧制缺陷的认识和理解，提高员工对缺陷的检测和处理能力。
四、轧制缺陷质量控制实施效果评估1. 缺陷检出率：通过对轧制材料进行缺陷检测，统计出缺陷的数量和类型，计算缺陷检出率。
检出率的提高表明缺陷控制措施的有效性。
2. 产品合格率：通过对轧制产品进行质量检测，统计出合格产品的数量和比例，计算产品合格率。
合格率的提高表明缺陷控制措施的有效性。
3. 客户满意度：通过客户反馈和调查问卷等方式，评估客户对轧制产品质量的满意程度。
客户满意度的提高表明缺陷控制措施的有效性。
钢在轧制中常见的缺陷总结
(4)冷床拉钢小车不同步或滑轨不光滑。
(5)运输辊道速度过快，容易把钢材头部撞弯。
(6)矫直温度过高，冷却后容易产生弯曲。
(7)成品捆扎长短不齐较大。在运输中装卸不当。
(8)堆垛时不按规定进行。
(9)锯片用的太老，也容易产生弯头。
形状不正
型钢断面几何形状歪斜不正，这类缺陷对不同品种各异，名称繁多。如工槽钢的内并外斜，弯腰挠度，角钢顶角大、小腿不平等。
由于钢坯未清理，钢坯原有的结疤经热轧变形后残留在钢勒表面上。
裂纹
在钢轨表面上呈现的与轧制方向一致的直线形缝隙叫“裂纹”，长短不一，多出现在轨头。裂纹通常较深，缝底尖细，有氧化铁皮和非金属夹杂物
(1)钢坯原有的裂纹经热轧变形后，演变在钢轨表面上。
(2)加热工艺不台理，即温度过高或加热速度过快，造成热应力，形成裂纹。
轧痕（凸、凹、压印）
在钢轨表面出现的各种不连续的伤痕叫轧痕。各种轧痕都存在热加工的痕迹、般呈周期性出现，有时无规律分布。
(1)由于轧槽掉肉，使轧件表面呈现周期性的凸包。
(2)孔型内粘结铁皮，结疤等，使轧件产生周期性的口坑，又称缺肉。
(3)在轧制过程中，氧化铁皮压入轧件表面，冷却或矫直后脱落。形成无规律的压痕。
(2)切深孔切人太深，造成腿长无法消除。
(3)轧辊不水平或有轴向串动，以及800咬入不正，成品孔夹板上偏等都会造成一腿长，一腿短等。
(4)腰的厚、薄主要是成品孔及成品前孔压下量不合理所造成。
划伤（刮伤、擦伤、划痕）
一般呈直线或弧形的沟槽，其深度不等，通长可见沟底，长度自几毫米到几米，连续或断续地分布于钢材的局部或全长，多为单条，有时出现多条。
(2)轧制温度的波动或局部不均匀，影响轧件的宽展量，产生耳子。
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甘肃冶金 2001年3月第1期钢锭(坯)在轧制过程中出现翘皮及断裂等常见缺陷的原因分析和防止途径贾 静(兰州钢铁公司 甘肃省 兰州市 730020)摘 要 分析了钢锭(坯)轧制过程中出现翘皮、裂纹、断裂等常见缺陷的原因,并且提出了解决问题的途径。
关键词 分析解决 缺陷 途径1 前言钢锭(坯)在轧制过程中会出现翘皮、裂缝、断裂等多种缺陷而致废。
由于种种原因,90年代初以来,特别是近几年里,钢锭(坯)轧裂和翘皮的数量骤然上升并有居高不下之势。
为此,我们将近几年来发生的钢锭(坯)轧废情况统计分析结果列于表1(数据以每年退换钢锭的数量为依据)。
表1 钢锭(坯)轧裂退换统计表年 份钢 种废品数量致 废 原 因小 时(t)1995 1996 1997 1998 1999Q195—Q235沸钢258钢锭重接19.08t,翘皮、断裂Q235镇静钢— Q195—Q235沸钢118翘皮、断裂150220M nSi连铸坯70夹杂、断裂20M nSi钢47断裂Q195—Q235沸钢44翘皮、断裂150220M nSi连铸坯80夹杂、断裂1502Q235连铸坯40脱方Q235镇静钢100纵裂纹、发纹Q195—Q235沸钢220翘皮、断裂Q235镇静钢110裂纹、断裂Q195—Q235沸钢20断裂、裂口Q235镇静钢240纵裂纹、裂口、断裂2582352643302609收稿日期:2000-12-28表1的统计结果表明: 早期镇静钢锭质量比沸腾钢锭的好,但近两年来质量有下滑趋势。
钢锭(坯)在轧制过程中退废的主要缺陷是翘皮、裂纹和断裂。
平均每年退换钢锭293t ,由此造成的经济损失30余万元。
根据金属学和钢的热塑性变形原理,结合现场生产的实际情况,作者对这些缺陷的成因从炼钢工艺和轧钢工艺两方面进行分析。
2 炼钢工艺对钢锭质量的影响2.1 化学成分的影响对于碳素结构钢来讲,就元素影响而言造成轧制过程中出现裂纹、断裂极为有关的元素有S 、M n 、P 、Cu 。
2.1.1 元素S 、M n 的影响及S 的“热脆”缺陷对大量轧裂钢锭化学成分的分析结果表明,元素S 的超标准上限及元素Mn 的低标准下限是钢锭轧裂的重要原因。
高硫钢锭经轧制后通身四面都有严重裂缝,有时只经过粗轧几道就断成碎块。
其致废的机理是:S 是生铁或燃料中天然存在的杂质,由于S 在固态Fe 中的溶解度很小,几乎不能溶解。
它在钢中以FeS 的形式存在,而FeS 和Fe 易形成熔点较低(仅有985℃)的共晶体,当钢在1100～1200℃进行热加工时,分布于晶界的低熔点共晶体固熔化而导致开裂,这就是通常所说的S 的“热脆”现象。
在冶炼中为了清除S 的有害作用,必须增加钢中的含M n 量,使Mn 与S 优先形成高熔点的M nS,其熔点高达1620℃而且呈粒状分布于晶粒中,从而可以有效地防止或避免S 在钢中的“热脆”现象。
2.1.2 元素P 的影响及P 的“冷脆”缺陷通常,元素P 超标的钢锭在热轧过程中不出现裂纹或断裂,但成品坯(材)冷却至室温就会发生“冷脆”现象,在远远小于钢材力学指标力的作用下就发生脆断。
其机理是:室温下钢中的P 可全部溶于钢的铁素体中,使钢的强度、硬度增加,塑性、韧性显著降低。
这种钢坯(材)的“冷脆”现象在我厂的生产中偶有发生。
2.1.3 元素Cu 的影响及富Cu 轧制的网状裂纹1997年10月,我厂轧制的Q 235镇静钢68方坯有两批总重量101.36t 成品钢坯表面出现了严重的裂纹,其症状如图1所示,可见钢坯通身有网状裂纹。
经取样做成分分析发现Cu 含量在0.6%～0.8%,严重超标。
图1 富铜轧制的网状裂纹元素Cu 超标造成钢锭热轧开裂的原因是:由于西域废钢资源的特点,含Cu 量有时较高。
当钢中含Cu 量超过0.4%且它在加热炉中的氧化性气氛中较长时间加热时,由于选择性氧化的结果,在钢的表面氧化铁皮下会富集一薄层熔点低于1100℃的富Cu 合金,这层合金在约1100℃时熔化并浸蚀钢的表层,使钢在热加工时开裂并多形成网状裂纹。
因此,在技术标准中对碳素结构钢中残余铜元素的含量有明确规定,应该不高于0.3%。
2.2 炼钢脱氧操作及浇注工艺的影响我厂轧制钢锭从脱氧方式上分沸腾钢和镇静钢。
由于钢液脱氧方式及结晶热力学的条件10图2 沸腾钢坯的齿形空洞和爪形裂口不同,它们的铸态内部组织结构不同。
尽管两种钢中的组织缺陷如气泡、裂纹、夹杂、偏析以及表面缺陷横、纵裂纹等的存在都有可能是发生翘皮、裂纹、断裂的诱因,但在实际生产中,两者发生缺陷的症状及成因却有所不同。
2.2.1 沸腾钢锭轧制中常见缺陷的症状及成因(1)鱼齿形断裂和爪形裂口:沸腾钢锭在我厂650×1/500×3轧机轧制成坯的过程中,最常见和发生数量较多的轧制缺陷是钢坯表面出现鱼齿形或纤维状图3 沸钢翘皮很深的空洞,角部呈密集爪形裂口(见图2)。
其成因是:根据沸腾钢锭内部组织结构的特点,在技术标准中对钢锭坚壳带厚度有严格要求,其厚度应不小于8m m 。
但在实际生产中,由于沸腾钢控制不好就会造成坚壳带过薄,大量蜂窝气泡上移接近钢锭表面,加热时蜂窝气泡暴露且被氧化,轧制时氧化气泡不能焊合被延伸变形成齿形空洞和爪形裂口而留在钢坯表面。
(2)翘皮:沸腾钢锭蜂窝气泡距离钢锭表面很近且含有图4 Q 235A 无锭粗轧7道低倍试片非金属夹杂,轧制中也不能焊合而形成如图3所示的舌状、块状或鱼鳞状不规则的翘皮。
2.2.2 镇静钢锭轧制中常见缺陷的症状及成因(1)钢锭粗轧几道出现严重裂缝:1998年8月轧制Q235镇静钢锭时,在650轧机粗轧七、八道次时,钢锭发生严重断裂而无法继续轧制,取样做低倍检验的结果见图4。
断裂成因: 锭型偏析; 大图5 Q 235A 2钢坯发纹、切口裂纹量皮下气泡和皮下夹杂; 距离表面32、35、40、42和53mm 共5处有较大块夹杂。
(2)Q 235钢坯纵向发纹和剪口处裂纹:通常情况下,镇静钢坯易出现纵向发纹、发裂和钢坯剪切后暴露的切口裂纹见图5,与沸腾钢轧制后形成的齿形空洞和爪形裂口致废的症状明显不同。
经过对大量缺陷钢坯横向低倍组织(见图6)检查分析发现,试片边沿存在大量皮下气泡,轧制后呈垂直于表面或放射状的细裂纹,有些暴露在表面形成深度不大的裂纹,有些潜伏在皮下呈成簇的、垂直于表皮的细长裂缝。
11图6 Q 235AZ 钢坯发纹、切口裂纹横向低倍组织其成因是:大量皮下气泡距钢锭表面过近不足标准中规定的大于或等于5m m ,皮下气泡加热过程中被氧化,轧制后不能焊合被延伸拉长呈细密的发纹或发裂。
此外,钢锭中大量的皮下夹杂也是轧制出现裂纹的另一重要原因。
(3)“上涨”钢锭轧制中的缺陷症状:在实际生产中,经常可以看到一定数量的无正常缩孔或轻微“上涨”的“平头”钢锭,经割锭检查发现这类钢锭通常皮下气泡距离表面很近不足标准规定的至少5mm ,而且气泡粒如绿豆大小。
1998年8月我们集中轧制了这类钢锭16炉共计187.31t,其中118.79t 钢坯有严重断裂而致废。
其缺陷症状是:钢坯表面除有较宽较深的纵向裂纹外,角部还有类似于沸钢钢坯的爪形裂口。
其成因是: 取缺陷钢坯的横向低倍组织(见图7分析发现)。
有大量的皮下气泡和大量的皮下夹杂; 进一步对这类钢锭做化学分析的结果见表2所列。
由表2可以看出,上涨钢锭的含C 量很低,有时不足0.1%。
主要原因是钢液过氧化使C 含量降低,此外上涨钢锭一定存在脱氧不良,钢液中气体量增大类似于“沸腾”现象,因此钢锭成坯后裂纹严重,特别是钢坯角部有类同于沸锭的轧制缺陷。
表2 上涨Q 235A Z 钢锭的化学成分分析结果%样品编号分析编号C Si M n P S 18—9160.0800.0500.4600.0100.01628—9170.1300.0500.4800.0120.04238—9180.0700.0320.4800.0150.060图7 上涨Q 235钢锭横向低倍组织通过上述分析可以认为,大量的皮下气泡、皮下夹杂以及钢锭的轻微上涨都是镇静钢锭轧制中出现裂纹的重要原因。
另外根据现场统计发现,每年的7、8月份是钢锭轧制时出现上述缺陷的高峰期,这与雨季引起浇注系统干燥不良造成脱氧不良有关。
3 轧钢工艺对钢锭(坯)轧制的影响开坯生产中合理的压下规程和孔型设计,将钢锭经过14～16道次轧制成较小断面的方坯时,其延伸和宽展变形属于比较均匀的范围,依照金属热塑性加工的特点,轧钢可使钢锭(坯)的组织缺陷明显改善,使锭(坯)内的气泡、裂纹焊合,铸态疏松得到改善,使金属的致密性增加,正常情况下轧制本身不产生轧裂缺陷。
12但是,轧钢工艺中加热缺陷——过热、过烧会造成锭(坯)的轧裂。
1999年4月,我厂20余支弹簧钢锭加热温度至1350℃经过650轧机粗轧时发生严重断裂,表面呈龟裂(见图8)状横向试片的高倍组织见图9,属于典型的过烧组织:铁素体网+珠光体。
图8 过烧龟裂其成因是:弹簧钢属于高碳钢,其理论过烧温度较低(1350℃),当钢加热温度过高且炉内氧化性气氛较强时,奥氏体晶界局部熔化或晶界氧化,由高温较快冷却时沿奥氏体一定晶面优先析出网状铁素体,由晶界插入晶粒内部,割裂钢的基体形成脆性面,轧制时开裂甚至断成碎块。
经过长期的生产实践发现: 低碳钢的过烧温度较高(理论过烧温度为1470℃),其变形温度范围宽、过热和过烧的敏感性都差,在早期生产中,常因为工人操作水平低造成钢锭图9 弹簧过烧高倍组织表面熔化而粘钢,但也能够通过撞开钢锭再轧而不产生裂纹; 弹簧钢等合金钢过烧温度低,对过热和过烧缺陷较敏感,这在国内的一些特钢厂的生产中表现得尤为明显。
4 结束语综上所述,要防止钢锭(坯)在轧制过程中出现翘皮、断裂缺陷,应做好如下工作:(1)必须加强冶炼过程中有害元素含量的控制,在配料、冶炼上下功夫,通过合理的冶炼方法使其危害性降到最低。
(2)必须加强脱氧操作过程和浇注工艺的质量管理和控制。
合理控制浇速、浇注温度和脱氧,防止坚壳带不合和激冷层厚度不够,杜绝大量皮下气泡和皮下夹杂。
(3)轧制过程中严格加热制度,防止钢锭过热和过烧缺陷,保证钢锭的加热质量。
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