淺析熱軋板卷冷彎裂紋成因及控制概要

1、淺析熱軋板卷冷彎裂紋成因及控制王志強 王奇 (遼寧省本溪市北營鋼鐵集團(股份)有限公司煉鋼廠技術(shù)質(zhì)量科 117017 ) 摘要： 通過大量統(tǒng)計、分析和試驗研究工作，找出了導致鋼板冷彎性能不合的因素，提出了改進措施，并 對其實施效果進行了驗證。經(jīng)過分析證實導致冷彎不合格的主要因素是鋼中存在的兩類夾雜物數(shù)量(硅酸 鹽夾雜和硫化物夾雜)較多，通過采取爐前加大脫氧劑用量，對夾雜物進行變性處理等深脫氧技術(shù)及保護 澆注，優(yōu)化煉鋼工藝等措施，冷彎性能得到顯著改善。關(guān)鍵詞： 冷彎裂紋 硅酸鹽 硫化物 脫氧劑Causes and measures ofHot-rolled Strip Steel Cold Be

2、ndingWang zhiqiang Wang qi(Technical Department of Steel plant,Benxi Beiying Iron & Steel (Group) Co. Ltd.,Liaoning Benxi 117017)Abstract ：Factors leading to non- conformity of cold- bending properties of plate have been found out by means of statistics ， analysis and experimental study ， improving

3、measures have been put forward and their implementing effect have be en demonstrated Throngh the analysis ， it is approved that the main factor to cause the unqualified cold bending is two kinds of large quantity the inclusion in the steel. Through adopting some measures consisted of raising deoxidi

4、zing agent quantityt taking on denaturation treatment for inclusiont protecting pour ， optimizing continuous casting， etc， so that the property has been obviously improved Keywords： cold bending crac ；silicate lard ；Sulfide inclusion ； deoxidation reagent本溪北營鋼鐵集團(有限)責任公司 1780 生產(chǎn)線投產(chǎn)之初，連續(xù)大量出現(xiàn)板卷在冷彎 性能測

5、試過程中發(fā)生冷彎裂紋現(xiàn)象。 為了提高成材率， 煉鋼廠針對此類現(xiàn)象， 內(nèi)部積極采取 措施， 組織技術(shù)力量進行攻關(guān)， 使冷彎裂紋現(xiàn)象大大減少，有效保證了板卷的質(zhì)量，合格率 大大提高，本文就此淺析冷彎裂紋成因及煉鋼過程中的控制手段。1 煉鋼廠主體設(shè)備及生產(chǎn)能力 1-900 噸混鐵爐 2 座，鐵水預(yù)處理 2 套；-120t 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐 3 座，均備有爐后底吹氬、喂絲裝置。-2座雙工位LF爐,1座VOD爐。-單流板坯連鑄機 1臺，生產(chǎn)規(guī)格(180-250 ) mnX( 1250、1500-2100 ) mm雙流板坯 連鑄機 1 臺，生產(chǎn)規(guī)格(180、210、230、250)mnX( 800X 1630

6、) mm2 冷彎裂紋的成因分析及過程控制2.1 冷彎裂紋的成因分析為有效控制熱卷冷彎裂紋現(xiàn)象發(fā)生， 查找產(chǎn)生原因， 查閱了大量冶金資料， 現(xiàn)將其它鋼 廠采取措施陳列如下，并進行探討。-太原鋼鐵集團2005年11月Q235A熱軋帶鋼在冷彎時出現(xiàn)開裂，采用掃描電鏡和金相顯微鏡等對開裂件和合格件進行了觀察，結(jié)果表明冷彎開裂試樣的夾雜物級別較高；分析認為夾雜物較多是產(chǎn)生冷彎開裂的主要原因。并得出如下結(jié)論：鋼中夾雜物嚴重是導致帶鋼冷彎開裂的主要原因；鋼中氧的體積分數(shù)平均高達153X 10 一6是形成大量硅酸鹽夾雜和氧化物夾雜的根源；提高鋼的純凈度，減少其內(nèi)部夾雜物是減少冷彎開裂的有效方法之一。-萊蕪鋼鐵

7、股份有限公司針對帶鋼存在的冷彎斷裂及分層現(xiàn)象多、冷彎一次合格率低的問題，采用XL30掃描電鏡、金相顯微鏡等，對冷彎不合格的帶鋼取樣進行組織、夾雜物、晶 粒度、斷口等檢驗和氧含量分析并與正常試樣對比。結(jié)果表明：鋼中氧含量高、夾雜物多是 導致帶鋼冷彎不合格的主要原因。通過采取爐前加大脫氧劑用量，對夾雜物進行變性處理等 深脫氧技術(shù)及保護澆注，優(yōu)化連鑄工藝等措施， 鋼材全氧含量由153. 5X 10一6降到100X 10 6,冷彎一次合格率由97.5%提高到99.0 %。-太原鋼鐵外供Q235A1鑄坯軋成卷板后.一直存在冷彎開裂多的問題。通過對各種開 裂試樣的全面分析表明：鋼的冷彎裂紋是由鋼中夾雜物嚴

8、重造成的。-安陽鋼鐵集團有限公司分析了中厚板試樣裂紋處的表層和芯部的夾雜物種類、形狀、 尺寸、分布以及表層、1/4處、芯部的組織，確定鋼板中的硅酸鹽夾雜偏多是冷彎試樣出現(xiàn) 裂紋的主要原因，并指出減少鋼液中的非金屬夾雜物以及改變夾雜物分布形態(tài)是改善試樣冷 彎性能的有效措施。從以上資料及實踐來看，造成熱卷冷彎裂紋的主要原因為：鋼水純凈度低，夾雜物（主 要為硅酸鹽夾雜和硫化物夾雜）數(shù)量較多。為此，我們以此為突破點，加強工藝操作。 2.2生產(chǎn)控制2.2.1 工藝路線：900噸混鐵爐t鐵水預(yù)處理t 120噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉t -爐后吹氬t LF精煉t板坯連 鑄t加熱t(yī) 1780機組軋板t控制冷卻t卷取t

9、取樣、檢驗、判定t繳庫2.2.2生產(chǎn)過程控制情況在1780投產(chǎn)初期，出現(xiàn)大量熱軋板卷冷彎裂紋現(xiàn)象，為此我們現(xiàn)場截取大量板卷作金 相檢驗等分析，檢驗結(jié)果見表1表1金相檢驗報告I 2熔煉號鋼號夾雜物（級）ABCD08-E1-0114Q235A1.51.02.0008-E1-0563Q235A1.51.02.00.508-E2-0079Q235B1.51.02.0008-E2-0298SS4001.01.02.0008-E2-0380Q345B1.01.53.5008-E3-0213Q235A1.01.03.5008-E3-0289Q235B1.01.03.5008-E3-0299SS4001.50

10、.53.0008-E3-0632SS4001.00.54.5008-E3-0645Q235A1.51.04.00A-硫化物夾雜B- 氧化鋁夾雜C-硅酸鹽夾雜D- 球狀氧化物夾雜由表1可見，檢驗報告中 A、B、D類夾雜物級別并不高，最高為1.5級，而C類夾雜物（硅酸鹽夾雜）較多，最高達到4.5級，因此可以判定鋼水純凈度低、夾雜物高主要為硅酸鹽造成的，具體原因分析為：鋼水脫氧劑加入數(shù)量少，鋼水脫氧不完全造成的硅被氧化生成硅酸鹽夾雜，且未充分上浮排出，造成鋼水純凈度低。為此，采取以下措施來控制鋼中硅酸鹽夾雜：-供板坯鋼水的脫氧強度加大，脫氧劑加入數(shù)量增加0.6-1.0kg/噸鋼；-轉(zhuǎn)爐加強出鋼擋渣操

11、作，出鋼前期用擋渣塞擋渣，出鋼過程用擋渣標擋渣；-供板坯鋼水經(jīng)LF爐精煉處理，保證白渣出鋼，降低鋼中夾雜物含量，提高鋼水純凈 度；-保證鋼水處理后軟吹氬時間10分鐘及有效的鋼水鎮(zhèn)靜時間；-鋼水喂硅鈣線標準提高0.4kg/噸鋼，對鋼中夾雜物進行變性處理；脫氧劑（鋁錳鈦合金）質(zhì)量標準如表2表2鋁錳鈦合金質(zhì)量標準化學成分%粒度50-85mm的量 A 95%AlMnTiCPS余量55-603-5 0.5 0.5 0.05 0.05Fe制定并采取上述措施后，加強了工序間質(zhì)量管理，冷彎裂紋現(xiàn)象明顯減少，5月-8月,金相檢驗報告如表 3所示。由檢驗報告中可以看出，硅酸鹽夾雜數(shù)量明顯減少，大部分為 0.5級，

12、而其它類夾雜也并不高，說明夾雜物得到了有效的控制。表3金相檢驗報告n 2熔煉號鋼號夾雜物（級）ABCD08-E3-2503Q235B0.50.50.50.508-E3-2505Q235B0.50.50.50.508-E2-2372GL11.00.50.50.508-E3-3371J551.00.50.50.508-E3-3374J551.01.50.5008-E2-3594Q235B0.50.50.5008-E2-3694X600.51.00.50.508-E3-5554X600.51.00.50.508-E1-5523Q235B1.01.01.0008-E3-6245X520.50.50.5

13、0.5A-硫化物夾雜B- 氧化鋁夾雜C-硅酸鹽夾雜D- 球狀氧化物夾雜進入9月后，受世界經(jīng)濟影響，煉鋼用原材料大幅度漲價，鋼價持續(xù)下跌，為了保證企業(yè)生存，最大限度挖潛降耗，我們將工藝進行了部分調(diào)整：普碳鋼脫氧劑加入數(shù)量減少 0.4kg/噸鋼，適當調(diào)整入爐鐵水硫含量。9月-11月，部分板卷檢驗報告如表4,可以看出，脫氧強度的降低對硅酸鹽夾雜并無較大影響，硅酸鹽夾雜數(shù)量并無明顯增多，而A類夾雜物即硫化物夾雜卻明顯提高，分析是如下原因造成：由于LF爐進站S較高，脫氧劑數(shù)量減少，造成爐渣還原性較之前減弱，鋼液脫硫能力降低，鋼液中硫化物夾雜明顯增多，夾雜物并未得到完全上浮導致。針對此采取如下措施控制：-

14、供板坯入爐鐵水脫硫標準由0.050%調(diào)整為0.040%；-轉(zhuǎn)爐加強造渣操作，保證脫硫效果；-LF爐對于大幅度脫硫爐次要求軟吹氬時間12分鐘，并保證吹氬效果，促使夾雜物充分上?。槐?金相檢驗報告川4熔煉號鋼號夾雜物（級）ABCD08-E2-6266Q345A2.51.01.0008-E3-6344Q345B2.51.00.5008-E1-5850Q345B2.01.01.00.508-E1-5833Q235B2.00.51.00.508-E1-5919Q235B2.00.50.50.508-E1-5844Q345B2.01.51.50.508-E2-6270Q345A2.01.01.00.508

15、-E1-5844Q345A2.51.01.0008-E2-6270Q345B2.50.51.0008-E1-5923SS4002.51.01.00A-硫化物夾雜B- 氧化鋁夾雜C-硅酸鹽夾雜D- 球狀氧化物夾雜11月-12月板卷金相檢驗報告如表5,明顯看出，采取一系列措施后，硫化物夾雜及硅酸鹽夾雜數(shù)量的得到明顯控制，冷彎裂紋數(shù)量及占生產(chǎn)比例降低。1月-12月冷彎裂紋產(chǎn)生數(shù)量占板卷生產(chǎn)比例如圖1。表5金相檢驗報告W熔煉號鋼號夾雜物（級）ABCD08-E1-7696Q235B1.01.00.5008-E2-8075Q235B1.00.51.00.508-E2-8344Q235B1.01.01.0008-E2-8348Q235B0.51.01.00.508-E2-8380Q235B1.01.00.50.508-E2-9306Q235B0.51.01.5008-E3-8848Q235B1.51.01.0009-E1-0054Q345A1.01.00.50.509-E1-0055Q345A0.51.01.00.509-E3-0067Q345B1.01.00.50.5A-硫化物夾雜B- 氧化鋁夾雜C-硅酸鹽夾雜D- 球狀氧化物夾雜1月 2月3月4月5月6月7月