浅析热轧板卷冷弯裂纹成因及控制概要.doc

浅析热轧板卷冷弯裂纹成因及控制王志强 王奇（辽宁省本溪市北营钢铁集团（股份）有限公司炼钢厂技术质量科 117017）摘要：通过大量统计、分析和试验研究工作，找出了导致钢板冷弯性能不合的因素，提出了改进措施，并对其实施效果进行了验证。经过分析证实导致冷弯不合格的主要因素是钢中存在的两类夹杂物数量（硅酸盐夹杂和硫化物夹杂）较多，通过采取炉前加大脱氧剂用量，对夹杂物进行变性处理等深脱氧技术及保护浇注，优化炼钢工艺等措施，冷弯性能得到显著改善。关键词：冷弯裂纹 硅酸盐 硫化物 脱氧剂Causes and measures of Hot-rolled Strip Steel Cold BendingWang zhiqiang Wang qi(Technical Department of Steel plant,Benxi Beiying Iron & Steel (Group) Co. Ltd., Liaoning Ben xi 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 measures have been put forward and their implementing effect have be en demonstratedThrongh 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 deoxidizing 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本溪北营钢铁集团（有限）责任公司1780生产线投产之初，连续大量出现板卷在冷弯性能测试过程中发生冷弯裂纹现象。为了提高成材率，炼钢厂针对此类现象，内部积极采取措施，组织技术力量进行攻关，使冷弯裂纹现象大大减少，有效保证了板卷的质量，合格率大大提高，本文就此浅析冷弯裂纹成因及炼钢过程中的控制手段。1 炼钢厂主体设备及生产能力1-900吨混铁炉2座，铁水预处理2套；-120t顶底复吹转炉3座，均备有炉后底吹氩、喂丝装置。-2座双工位LF炉，1座VOD炉。-单流板坯连铸机1台，生产规格（180-250）mm（1250、1500-2100）mm；双流板坯连铸机1台，生产规格（180、210、230、250）mm（8001630）mm；2 冷弯裂纹的成因分析及过程控制2.1 冷弯裂纹的成因分析为有效控制热卷冷弯裂纹现象发生，查找产生原因，查阅了大量冶金资料，现将其它钢厂采取措施陈列如下，并进行探讨。-太原钢铁集团2005年11月Q235A热轧带钢在冷弯时出现开裂，采用扫描电镜和金相显微镜等对开裂件和合格件进行了观察，结果表明冷弯开裂试样的夹杂物级别较高；分析认为夹杂物较多是产生冷弯开裂的主要原因。并得出如下结论：钢中夹杂物严重是导致带钢冷弯开裂的主要原因；钢中氧的体积分数平均高达 153106是形成大量硅酸盐夹杂和氧化物夹杂的根源；提高钢的纯净度，减少其内部夹杂物是减少冷弯开裂的有效方法之一。 -莱芜钢铁股份有限公司针对带钢存在的冷弯断裂及分层现象多、冷弯一次合格率低的问题，采用XL30扫描电镜、金相显微镜等，对冷弯不合格的带钢取样进行组织、夹杂物、晶粒度、断口等检验和氧含量分析并与正常试样对比。结果表明：钢中氧含量高、夹杂物多是导致带钢冷弯不合格的主要原因。通过采取炉前加大脱氧剂用量，对夹杂物进行变性处理等深脱氧技术及保护浇注，优化连铸工艺等措施，钢材全氧含量由153.5106降到100106，冷弯一次合格率由97.5% 提高到99.0 %。-太原钢铁外供Q235A连铸坯轧成卷板后一直存在冷弯开裂多的问题。通过对各种开裂试样的全面分析表明：钢的冷弯裂纹是由钢中夹杂物严重造成的。-安阳钢铁集团有限公司分析了中厚板试样裂纹处的表层和芯部的夹杂物种类、形状、尺寸、分布以及表层、14处、芯部的组织，确定钢板中的硅酸盐夹杂偏多是冷弯试样出现裂纹的主要原因，并指出减少钢液中的非金属夹杂物以及改变夹杂物分布形态是改善试样冷弯性能的有效措施。从以上资料及实践来看，造成热卷冷弯裂纹的主要原因为：钢水纯净度低，夹杂物（主要为硅酸盐夹杂和硫化物夹杂）数量较多。为此，我们以此为突破点，加强工艺操作。2.2 生产控制2.2.1 工艺路线：900吨混铁炉铁水预处理120吨顶底复吹转炉冶炼-炉后吹氩LF精炼板坯连铸加热1780机组轧板控制冷却卷取取样、检验、判定缴库2.2.2 生产过程控制情况在1780投产初期，出现大量热轧板卷冷弯裂纹现象，为此我们现场截取大量板卷作金相检验等分析，检验结果见表1表1 金相检验报告2熔炼号钢号夹杂物（级）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-E3-0299SS4001.50.53.0008-E3-0632SS4001.00.54.5008-E3-0645Q235A1.51.04.00A-硫化物夹杂 B-氧化铝夹杂 C-硅酸盐夹杂 D-球状氧化物夹杂由表1可见，检验报告中A、B、D类夹杂物级别并不高，最高为1.5级，而C类夹杂物(硅酸盐夹杂)较多，最高达到4.5级，因此可以判定钢水纯净度低、夹杂物高主要为硅酸盐造成的，具体原因分析为：钢水脱氧剂加入数量少，钢水脱氧不完全造成的硅被氧化生成硅酸盐夹杂，且未充分上浮排出，造成钢水纯净度低。为此，采取以下措施来控制钢中硅酸盐夹杂：-供板坯钢水的脱氧强度加大，脱氧剂加入数量增加0.6-1.0kg/吨钢；-转炉加强出钢挡渣操作，出钢前期用挡渣塞挡渣，出钢过程用挡渣标挡渣；-供板坯钢水经LF炉精炼处理，保证白渣出钢，降低钢中夹杂物含量，提高钢水纯净度；-保证钢水处理后软吹氬时间10分钟及有效的钢水镇静时间；-钢水喂硅钙线标准提高0.4kg/吨钢，对钢中夹杂物进行变性处理；脱氧剂（铝锰钛合金）质量标准如表2表2 铝锰钛合金质量标准3化学成分%粒度50-85mm的量95%AlMnTiCPS余量55-603-50.50.50.050.05Fe制定并采取上述措施后，加强了工序间质量管理，冷弯裂纹现象明显减少，5月-8月，金相检验报告如表3所示。由检验报告中可以看出，硅酸盐夹杂数量明显减少，大部分为0.5级，而其它类夹杂也并不高，说明夹杂物得到了有效的控制。表3 金相检验报告2熔炼号钢号夹杂物（级）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-E3-6245X520.50.50.50.5A-硫化物夹杂 B-氧化铝夹杂 C-硅酸盐夹杂 D-球状氧化物夹杂进入9月后，受世界经济影响，炼钢用原材料大幅度涨价，钢价持续下跌，为了保证企业生存，最大限度挖潜降耗，我们将工艺进行了部分调整：普碳钢脱氧剂加入数量减少0.4kg/吨钢，适当调整入炉铁水硫含量。9月-11月，部分板卷检验报告如表4，可以看出，脱氧强度的降低对硅酸盐夹杂并无较大影响，硅酸盐夹杂数量并无明显增多，而A类夹杂物即硫化物夹杂却明显提高，分析是如下原因造成：由于LF炉进站S较高，脱氧剂数量减少，造成炉渣还原性较之前减弱，钢液脱硫能力降低，钢液中硫化物夹杂明显增多，夹杂物并未得到完全上浮导致。针对此采取如下措施控制：-供板坯入炉铁水脱硫标准由0.050%调整为0.040%；-转炉加强造渣操作，保证脱硫效果；-LF炉对于大幅度脱硫炉次要求软吹氩时间12分钟，并保证吹氩效果，促使夹杂物充分上浮；表4 金相检验报告4熔炼号钢号夹杂物（级）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-E1-5844Q345A2.51.01.0008-E2-6270Q345B2.50.51.0008-E1-5923SS4002.51.01.00A-硫化物夹杂 B-氧化铝夹杂 C-硅酸盐夹杂 D-球状氧化物夹杂11月-12月板卷金相检验报告如表5，明显看出，采取一系列措施后，硫化物夹杂及硅酸盐夹杂数量的得到明显控制，冷弯裂纹数量及占生产比例降低。1月-12月冷弯裂纹产生数量占板卷生产比例如图1。表5 金相检验报告4熔炼号钢号夹杂物（级）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-硫化物夹杂 B-氧化铝夹杂 C-硅酸盐夹杂 D-球状氧化物夹杂图1 冷弯裂纹占板