论文部分内容阅读
边部线状缺陷是热轧、冷轧卷板最为常见的缺陷之一,与连铸坯边角部缺陷、轧制工艺与装备等因素有关,严重影响了热轧卷板甚至冷轧板成材率。为了探明其形成机理并优化工艺控制措施,本研究以国内某钢厂生产不同厚度热轧板钢Q355、Q235为研究对象,通过生产工艺调研与取样,采用酸洗、场发射扫描电镜、能谱仪、金相显微镜等检测方法对铸坯及热轧板边角部缺陷进行检测分析,根据铸坯酸洗、线状缺陷的形貌、组织、成分及氧化、脱碳等特征,结合钢中析出物行为的热力学计算与相关工艺因素分析,提出了热轧卷板边部线状缺陷的形成机理及控制措施。其主要结论如下:(1)Q355、Q235铸坯边角部及扒皮3mm的酸洗检测表明,无明显的皮下缺陷,但Q355与Q235铸坯边角部质量存在比较明显差异,Q355铸坯振痕比较浅、分布相对均匀,未见角部裂纹,而Q235铸坯的振痕较深且间距大小不一(10-22mm),有较为明显的边角部横裂纹。(2)Q355及Q235铸坯边角部(扒皮3mm)皮下夹杂物特征的检测发现,皮下夹杂物分布较为均匀,没有发现大型夹杂,其中,含钛Q355钢中皮下夹物主要为Ti(C、N),非铝脱氧Q235钢中皮下存在Al-Ca-Mg-O复合夹杂,并含有微量Mn S固溶在复合夹杂物中。(3)Q355、Q235钢的成分、连铸工艺参数的比较分析表明,Q235钢中S、N含量偏高及Mn/S偏小,铸坯拉速、结晶器液面波动较大是造成其振痕较深、间距不均匀以及角部横裂纹的关键因素。(4)Q355及Q235钢中析出物热力学计算表明,钢液中的TiN、TiC、AlN及Mn S的理论析出温度均小于各自钢种的液相线温度,不会析出;在钢液凝固过程中,当固相率超过0.44时,铝脱氧含钛Q355钢中有TiN的析出,可有效降低钢中AlN的析出温度,降低AlN晶界析出造成的裂纹风险,而非铝脱氧Q235钢中的TiN在凝固末期析出,析出时固相率为0.92,但两个钢中的TiC、AlN及Mn S均不会析出,析出物对两个钢坯边角部裂纹的影响没有明显差异。(5)Q355、Q235钢热轧卷板线状缺陷表面及横截面上均含有Ca、Si及连铸保护渣特有的K、Na成分,缺陷横截面上裂纹两侧存在氧化铁/夹杂物层、以及氧化圆点层较厚、脱碳与晶粒长大等高温氧化特征,因此,连铸结晶器保护渣卷入形成的夹渣/皮下夹杂等铸坯边角部缺陷是热轧卷板线状缺陷的主要诱因。此外,Q235连铸坯角部横裂纹也是其热轧卷板线状缺陷的重要诱因,而Q355钢线状缺陷裂纹两侧的脱碳较轻微,其线状缺陷可能还与轧钢过程中的折叠有关。(6)Q355及Q235线状缺陷的表面宽度、横截面裂纹延伸的深度、向基体深处延伸的倾斜角度的差异,主要与轧制成品厚度有关,厚板容易形成线状缺陷,而薄板容易形成起皮缺陷。此外,角部横裂纹的深度也是Q235线状缺陷横截面裂纹延伸长的重要原因。(7)降低热轧卷板边部线状缺陷发生率,关键在于提高稳态浇注水平,适当提高保护渣的粘度,优化钢液成分的硫、氮控制水平,降低二次冷却段的边部冷却强度,并采用倒角结晶器及优化粗轧立辊耐磨性与孔形等措施。