ASP熱卷邊部質(zhì)量分析及控制

【摘要】本文通過對ASP產(chǎn)生邊部缺陷的熱卷進(jìn)行金相組織、掃描電鏡分析，以及對相應(yīng)的爐次坯料、中間坯、成分及夾雜物的分析，得出影響ASP熱卷邊部質(zhì)量缺陷的因素，對實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)行指導(dǎo)，有效的改善了熱卷邊部質(zhì)量缺陷。

【關(guān)鍵詞】ASP；熱卷；邊部質(zhì)量缺陷；爐次

The analysis and controlling of ASP coil edge quality

Lu jin ming

（Production Department of Shandong iron and Steel Group Ji'nan branch）

In this pape the coil edge defects of ASP coil was studied， through the analysis of microstructure produced scanning ，electron microscopy， and the corresponding furnace billet， slab， composition and inclusion.was analysed too.The factors that affect the quality defects of ASP coil side was found，.It can to guide the actual production， which improving the coil edge quality defects. effectively.

Keywords： ASP；coil；edge quality defects；heat

1、前言

ASP中薄板坯連鑄熱軋工藝，記不同于傳統(tǒng)的長流程熱軋工藝，有和薄板坯連鑄連軋工藝（如CSP工藝）有著本質(zhì)的區(qū)別。ASP鑄機(jī)提供的鑄坯的厚度主要是135mm及150mm兩個(gè)厚度，而中間坯的厚度控制一般在40-46mm之間。與傳統(tǒng)熱連軋工藝相比，ASP工藝布局在加熱爐及粗軋機(jī)之間缺少大壓下量（200-300mm）的立輥軋機(jī)（定寬機(jī)），其自身所配置的立輥軋機(jī)壓下量只能在0-50mm之間調(diào)整，測壓量較小，與傳統(tǒng)工藝相比對鋼卷邊部質(zhì)量的控制有著明顯的劣勢，邊部質(zhì)量發(fā)生的概率大大增加。筆者所在的產(chǎn)線在一段時(shí)間內(nèi)所生產(chǎn)的鋼卷頻繁的發(fā)生邊部質(zhì)量問題，嚴(yán)重影響了質(zhì)量控制指標(biāo)及產(chǎn)品的交付，一度影響到市場接單。

2、熱卷邊部缺陷

從相關(guān)文獻(xiàn)的查閱來看，熱卷邊部缺陷主要集中在邊裂、碎邊、黑線等缺陷（1），從產(chǎn)生的原因來看，有的文獻(xiàn)認(rèn)為是由于鋼坯中存在低熔點(diǎn)的硫化物及夾雜物（2）以及由于結(jié)晶器的保護(hù)渣卷入鋼板表面形成的大型夾渣在軋制過程中沒有被軋合而形成裂紋；連鑄過程中結(jié)晶器窄面冷卻速度較快，影響到鑄坯角部合結(jié)晶器器壁之間的潤滑性能，導(dǎo)致局部強(qiáng)冷致使鑄坯邊部發(fā)生角裂，軋制過程中產(chǎn)生邊部裂紋（3）；還有研究認(rèn)為鑄坯的角部過冷引起AlN在奧氏體晶界的細(xì)小析出，產(chǎn)生應(yīng)力集中，增強(qiáng)練鑄坯對裂紋的敏感性，軋制過程中產(chǎn)生裂紋。幾乎所有的研究指向煉鋼鑄坯質(zhì)量的控制是控制熱卷邊部質(zhì)量最主要手段。本文結(jié)合生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的邊部質(zhì)量情況，對產(chǎn)生邊部質(zhì)量的鋼卷爐次進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、深入分析，通過成分分析、夾雜物分析以及通過采用金相顯微鏡和掃描電鏡及能譜分析對所取試樣進(jìn)行觀察，找出影響鋼卷邊部質(zhì)量的因素，并以此為指導(dǎo)制定出切實(shí)可行的工藝操作方案，在生產(chǎn)中實(shí)施推行，熱卷邊部質(zhì)量得到有效的控制。

3、熱卷邊部缺陷分析

3.1熱卷邊部缺陷形態(tài)

ASP鋼卷白內(nèi)部缺陷形態(tài)主要分為三類：即邊部縱裂紋、邊部山峰裂（碎邊）、邊部橫裂紋。

（1）邊部縱裂紋

該類裂紋是沿軋制方向分布的細(xì)長裂紋，裂紋長度在30-100mm范圍內(nèi)，較嚴(yán)重的可貫通全卷。一般距邊部10-20mm，呈平形態(tài)分布，深度較小一般在200um左右，該缺陷在ASP產(chǎn)線鋼卷發(fā)生的幾率相對較高。

（2）邊部橫裂紋

該類裂紋一般沿寬度方向分布，距邊部15-30mm，分布不規(guī)則，該類裂紋出現(xiàn)的幾率相對較小。

（3）碎裂

此類邊部缺陷有兩種類型：第一類是一側(cè)或兩側(cè)邊部呈連續(xù)或間斷的樹皮狀或嚴(yán)重的鋸齒狀，與過燒形貌相似，側(cè)邊附近的表面有網(wǎng)狀裂紋，附近的金屬具有不健康的外表，并且可剝落；第二類是其邊部側(cè)面呈層狀，并且側(cè)面附近的兩軋制面有手指甲形的翹皮。在生產(chǎn)品種鋼，如套管系列、大梁鋼系列出現(xiàn)幾率相對較大。

3.2缺陷分析

3.2.1鋼卷取樣分析

（1）低倍及金相分析

針對產(chǎn)生缺陷的鋼卷的相應(yīng)部位取樣進(jìn)行的低倍、金相和掃描分析：

拋光態(tài)發(fā)現(xiàn)裂紋延伸到基體內(nèi)且裂紋內(nèi)裹有較多的氧化鐵，經(jīng)硝酸酒精腐蝕后，發(fā)現(xiàn)裂紋附近的組織與其它正常部位明顯不一樣，并有較明顯的變形特征，還有明顯的流線，裂紋附近有局部脫碳及晶粒不均現(xiàn)象，并有大量沿晶分布的細(xì)小空隙和內(nèi)氧化圓點(diǎn)。

（2）裂紋深度

成品板的裂紋深度一般在所觀察到的視場中裂紋深度最深不超過350μm，一般150～250μm左右。

（3）坯料及中間坯取樣

對其中一爐坯料的低倍樣和中間坯進(jìn)行了酸洗，發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)鑄坯有小裂紋，距表面距離為0-40mm，經(jīng)過粗軋機(jī)軋制后未有較大改觀，對中間坯進(jìn)行能譜分析，從能譜分析來看，裂紋區(qū)域氧含量較高。

3.2.2成分及夾雜物分析

（1）成分分析

對產(chǎn)生裂紋鋼卷對應(yīng)的煉鋼爐次及未產(chǎn)生裂紋爐次進(jìn)行成分分析，重點(diǎn)對O、N含量進(jìn)行分析，從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，氧含量控制相對比較穩(wěn)定的情況下，N含量的增加對裂紋產(chǎn)生影響比較大。

（2）夾雜物分析

對產(chǎn)生裂紋的成品卷進(jìn)行氧氮含量及夾雜分析，看出邊裂帶鋼中氮氧含量偏高，其中氮在60ppm左右；氧化鋁夾雜級別較大而且細(xì)長（邊裂試樣中有的長度為1.41mm）。而相應(yīng)正品未發(fā)生邊部質(zhì)量的鋼卷對應(yīng)的夾雜控制相對較好。

同時(shí)，出現(xiàn)裂紋情況較嚴(yán)重的鋼卷所對應(yīng)爐次的過熱度較大（25-36℃），拉速和液面波動（±8～18mm）大。

4、測壓量的分析

通過對同一規(guī)格的成品按不同的測壓量進(jìn)行試軋，發(fā)現(xiàn)，測壓量越大，邊部出項(xiàng)缺陷的幾率越高，特別是對品種鋼生產(chǎn)而言，測壓量控制在10mm以內(nèi)可有效的降低邊部缺陷幾率。

5、結(jié)論

通過對鋼卷進(jìn)行的金相組織、掃描電鏡、成分及夾雜物分析，可以得出如下結(jié)論：

5.1鋼種氮含量的增加增大裂紋發(fā)生的幾率，從分析結(jié)果看，連鑄坯中氮含量大于45ppm時(shí)，易出現(xiàn)鑄坯矯直裂紋，熱軋卷出現(xiàn)邊裂的幾率明顯增大；鑄坯邊部\"過冷\"使其矯直時(shí)處于裂紋敏感區(qū)是邊裂產(chǎn)生的原因，而鋼中氮、鋁及夾雜物的增加是邊裂產(chǎn)生的誘發(fā)因素。5.2中包溫度、水口插入深度和拉速波動直接影響結(jié)晶器熱流和液面波動，波動幅度大于3mm時(shí)，出現(xiàn)邊裂卷的幾率增加。5.3冷卻制度調(diào)整隨著季節(jié)變化度要進(jìn)行調(diào)整，應(yīng)根據(jù)季節(jié)氣候特點(diǎn)，優(yōu)化配水，提高矯直溫度，避免鑄坯黑邊并提高鑄坯入爐溫度，改善熱卷邊部質(zhì)量。5.4軋鋼機(jī)架間水量分布不合適，導(dǎo)致邊部溫度較低，容易產(chǎn)生細(xì)發(fā)紋；5.5粗軋側(cè)壓量不合理也會加劇邊部裂紋的形成。