热轧钢带边裂形成原因分析及控制

杨才举

摘要：文章主要是采用到宏观检验、金相检验等的方式分析了热轧钢带边裂的原因，通过分析可知铸坯存在着原始表面裂纹等的缺陷，是导致热轧钢带边裂的主因素。

关键词：热轧钢带；边裂；显微组织；夹杂；粗晶

前言

热轧钢带边裂是热轧生产过程中最常见的一种质量缺陷，同时也是有关人员应当关注和解决的质量问题。热轧钢带边裂问题的存在会影响到企业的发展，造成企业的经济损失，为此有关人员应当对其边裂的形成进行分析，采取到针对性的解决措施，才能够为企业的发展奠定良好的基础。

1 试样的制备及试验方法

对产生边裂缺陷的钢卷进行宏观检验ｆ１１，观察边裂部位的裂纹形态、分布、尺寸等。边裂钢带上有缺陷的部位截取金相试样，研磨、抛光后在金相显微镜观察裂纹的形态及分布，腐蚀后观察组织状态、晶粒度、脱碳层。利用扫描电镜观测钢板表面裂纹内部情况，通过能谱分析填充物及内夹杂物的具体成分。

2 检验结果

2.1 宏观分析

从宏观上看囝，存在边裂的钢卷边部参差不齐，一侧或两侧的边部呈连续或间断的树皮状或严重的锯齿状，侧边附近的表面伴有不规则的裂纹。现为山东泰山钢铁集团新材料研究所助理工程师，从事金属材料检测分析工作。近的两轧制表面有沿轧制方向分布的细长裂纹，这种细长的裂纹宽度在0.1-0.5ｍｍ，两轧制表面整个宽度方向都有沿轧制方向分布，长度一般在3-100mm范围内，两平行裂纹的间距在４～８mm。

2.2 金相检验

边裂检验在有严重破边缺陷的钢板上，分别在缺陷处取样，磨制成金相样观察，发现缺陷处有大量的裂纹，裂纹及其分支向里延伸，裂纹内充满氧化铁。裂纹基本上都是由钢板边缘向板内延伸。试样经硝酸酒精腐蚀后，发现裂纹附近的组织与其它正常部位的组织明显不一样，晶粒粗大，并有较明显的变形特征，还有明显的流线，裂纹附近有晶粒不均现象。边裂的尾端存在晶界氧化和内氧化。表面裂纹带钢轧制表面上密集分布的裂纹裂纹可见深度一般在0.1～0.4ｍｍ，有些裂纹内部有分支细小裂纹向里延伸，裂纹内充满氧化铁。钢板边都表面存在粗晶层，粗晶层的厚度约在0.1ｍｍ。裂纹表现为断续分布的氧化铁，附近存在大颗粒的稀土夹杂物。缺陷边缘和钢带母体无明显的凸起和凹陷，裂纹基本上沿轧制方向延伸，裂纹中夹有炉渣与氧化铁皮，在钢板表面可以看到大颗粒的夹杂和即将暴露的夹杂。

2.3 扫描电镜、能谱分析

经扫描电镜、能谱分析表面裂纹内部填充物是氧化铁。钢板表面存在皮下夹杂，经能谱分析为复合稀土硅酸盐夹杂。

2.4 结果分析

钢带边裂处存在大量裂纹，内部充满氧化铁，裂纹两侧基体金属氧化严重有大量的内氧化圆点，裂纹处存在轧制变形流线、脱碳和晶粒不均。这说明该缺陷在轧制前就已经存在用过热、过烧示剂检验未发现钢带存在过热现象，造成热轧钢卷边裂的主要原因是原料缺陷所致，与热轧加热工艺关系不大。根据金相检验钢带边裂分布部位和裂纹的形态特征，说明钢带边裂系连铸坯坯料上存在浅表裂纹。从裂纹的分布部位和裂纹的形态特征来看，与角部裂纹和窄面裂纹分布特征相吻合。连铸坯酸洗表面检查也发现确实存开口裂纹及表层气孔。连铸坯料在加热和轧制过程中，轻微的角部裂纹在轧制时，随轧件延伸而被焊合。而较严重的角部裂纹在加热和轧制过程中，裂纹扩大并暴露于表面形成边裂，并在轧制（特别是立轧）压力下，裂纹向纵深方向扩展。由于加热和轧制的温度都高于１０００℃，坯料在加热和轧制时，距边部３ｒａｍ圆弧区的热应力集中，导致该区域脱碳严重。另外，由于裂纹暴露于表面，在加热、轧制时，裂纹向纵深方向扩展的同时，两侧与空气产生氧化反应，导致两侧脱碳氧化。加上大颗粒夹杂物和气孔的存在，破坏了钢基体的连续性，使钢的边部轧裂，严重的部位产生掉块。造成热轧板边裂缺陷的主要原因是铸坯存在原始表面裂纹、表面针孔等缺陷。

3 改进措施

加强钢水中气体含量的控制．确保钢水充分脱氧．浇注系统及时烘烤．水口吹氩量不能过大，减少钢坯表面气孔及皮下气泡。严格检查结晶器等浇注系统，避免渗水。钢中气体含量高除与钢水脱氧不良有关外，还与浇注系统干燥不充分、结晶器渗水等因素有关。结晶器选用合适的保护渣。保护渣熔点过低．液态渣下流多易于形成表面横裂纹：保护渣熔点过高，下滑的液态渣过少，坯壳与结晶器铜板的摩擦力变大，也会形成表面横裂纹。调整钢水成分，降低ｓ≤0.015％、Ｍｎ≥0.35％。防止因硫化物引起钢的热脆。确保钢坯边部均匀冷却变形。调整轧辊两侧压下．保证两侧压下相等：控制好轧辊冷却水喷嘴角度要，避免轧坯操作侧边部过冷。规范粗轧机宽展操作。粗轧机导卫中心线与孔型中心线要对齐，避免中间坯宽展划伤；避免中间坯两侧宽展不均。尽可能减小展宽量．在有条件情况下，尽可能加大铸坯宽度，这样可有效减少钢板轧制时的展宽轧制量，从而减轻轧制时的钢坯边部不均匀变形程度。采取上述措施后，钢带边部缺陷得到了明显的控制。

4 结语

由上可知热轧钢带边裂是热轧生产过程中最常见的一种质量缺陷，热轧钢带边裂问题的存在会影响到企业的发展，造成企业的经济损失，为此有关人员应当对其边裂的形成进行分析，采取到针对性的解决措施，才能够为企业的发展奠定良好的基础。

参考文献:

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