燕钢08Al热轧卷板表面“黑点”检测分析及铸坯皮下气泡产生原因和防止措施.doc

燕钢08Al热轧卷板表面“黑点”检测分析及铸坯皮下气泡产生原因和防止措施一、 08Al热轧卷板表面“黑点”检测报告一 来样情况燕山钢厂送来08Al热轧板卷表面黑点试样，要求对黑点产生原因进行分析。来样缺陷在钢板表面不规则分布，来样缺陷如图1所示。 图1 热轧带钢表面黑点缺陷实物图 1钢种：08Al钢；2规格：165mm厚连铸坯热轧成3mm厚度板卷。二 检验项目1 金相检验；2 扫描电镜检验和能谱分析。三 检验结果1 金相检验结果在黑点缺陷处做断面金相观察，黑点处深入钢板基体裂纹中有氧化铁，其周围无脱碳，也无雾状氧化物。金相组织正常，无异常所见（未照相）。2 经扫描电镜检验和能谱分析1）研磨黑点表面，对黑点下面夹杂物做扫描电镜能谱分析，结果如图2所示。黑点下面只有氧化铁，被未发现其他夹杂物。图2 翘皮下面SEM图像及能谱曲线2）黑点处横向截面扫描电镜检验和能谱分析，如图3所示。发现黑点下钢板基体内部有氧化铁皮。黑点处图3 黑点下面基体SEM图像及能谱曲线四 分析意见从金相检验结果看到，黑点处无氧化脱碳现象，说明黑点缺陷在进加热炉前没有暴露。经SEM检验发现黑点缺陷处只有氧化铁并没发现其他夹杂物，推测此缺陷可能是由于皮下气泡产生的。由于皮下气泡隐藏于铸坯表面以下，在加热炉中没有与空气接触，所以加热时不会发生氧化脱碳，而在轧制过程中暴露于表面后与空气接触，生成氧化铁。五 结论 黑点缺陷可能是由于皮下气泡造成的。（此结果只对来样负责）另外从炼钢冶炼和轧制全面分析，轧钢除磷不净、氧化铁皮压入也可能造成表面“黑点”缺陷。二、 现就炼钢可能产生缺陷的原因分析如下08Al皮下气泡、夹杂物（夹渣）的因素分析2 08Al连铸坯皮下气泡、夹渣产生机理2.1 铸坯表面的振痕铸坯表面振痕形成过程如图2.1所示。图2.1 振痕的形成过程1-固态保护渣；2-渣圈；3-液渣；4-钢水；5-通道；6-振痕；7-坯壳；8-振痕间距在保护渣存在的情况下，振痕形成的机制：在负滑脱期间结晶器向下运动速度大于铸坯拉坯速度，弯月面坯壳在保护渣内压力或渣圈作用下，离开结晶器向内弯曲。当正滑脱期间在保护渣的作用下，又把弯月面坯壳部分地拉回到结晶器壁，即弯月面被弯曲又折回，则形成凹陷型振痕。如果钢水在弯月面壳上溢出，则产生钩形振痕（或称凝固钩）。钩形振痕是在结晶器液面突然上升或扰动时引起的。2.2 凝固钩粘附气泡和夹渣过程（1）凝固钩粘附气泡图2.2 钩形弯月面粘附气泡示意图初生钩形凝固壳附近气泡被卷入并粘附情况如图2.2所示。这类缺陷处于铸坯表面下。化学分析表明氩气的存在。对铸坯皮下观察结果表明：钩形凝固壳较大时，如图2.2(b)，下面有气泡存在；钩形凝固壳较小时，如图2.2(a)，并没有这种缺陷存在。图2.3 钩形弯月面粘附渣子的示意图（2）钩型弯月面粘附渣结晶器内液面较大波动和涡流所引起的弯月面扰动等把结晶器保护渣带入了钢液，沿着凝固壳上浮的夹杂（渣），被钩形凝固壳捕捉。该夹杂（渣）类缺陷在板坯表皮下，经微区扫描，该夹杂（渣），含有Na+和K+，认为该夹杂（渣）主要是结晶器保护渣。3 影响铸坯皮下气泡、夹杂物（夹渣）的因素分析（1）优化结晶器流场，避免窄面死区形成严重凝固钩和产生偏流造成结晶器卷渣。有资料介绍结晶器内表层流速低于0.4m/s针孔增加；但结晶器内表层流速应低于0.66m/s可防止卷渣。（2）拉速操作中应采用最佳拉速，并保持拉速稳定（生产中尽量不调拉速）防止卷渣。（3）吹氩量资料介绍对针孔化学分析，产生针孔是氩气。有一定吹氩量有利于防止水口结瘤，并使渣面活跃，但是过大吹氩量易形成针孔，为此必须确定最佳吹氩量，必须安装流量准确、精度高吹氩量表。并将结晶器吹氩量控制在510L/min。（4）钢水过热度高温有利于减轻凝固钩，促进夹杂、气泡上浮，应按上限控制浇注温度（过热度应为T2030）。（5）液面自动控制液面稳定可防止卷渣，铸坯皮下夹杂都低；液面自动控制探头安装不好时，液面严重波动，易造成卷渣。所以液面控制探头应专门人安装保证控制稳定。（6）保护渣保护渣保温性能好，有利于减轻凝固钩，故应降低保护渣容重；保护渣粘度、表面张力高有利于防止卷渣。（7）浸入式水口插入深度插入深度增加有利于防止卷渣，插入深度减少有利于提高液面表层温度，综合考虑、插入深度按上限控制。（8）水口对中水口严格对中，有利于防止偏流，如某厂中间包1#流对中较好，铸坯气泡、夹杂低，2#流对中效果较差，铸坯气泡、夹杂高。（9）碳含量在C0.07%时，碳含量愈低，凝固钩深，当碳含量从0.02%增加至0.05%时，凝固钩严重的比例减少到一半，故在钢的标准成分范围内及钢的性能允许条件下，应避开包晶钢含碳量，对08Al尽量控制上限碳含量。（10）结晶器振动振动的负滑脱时间tn长时，凝固钩的深度增加，不利于提高铸坯表面质量。结晶器采用非正弦振动，振痕凝固钩变轻微，有利于消除气泡、夹渣。4 防止铸坯皮下气泡、夹杂（夹渣）的措施根据影响铸坯皮下气泡、夹杂（渣）因素分析得知，若想提高铸坯皮下的纯净度，一方面要减少吹氩量及防止结晶器卷渣；另一方面减轻弯月面下凝固钩的生成，就能提高08Al铸坯表面质量。其措施是：（1） 严格控制结晶器吹氩量在510L/min范围内；（2） 优化结晶器流场，