板坯缺陷的种类形态、成因及处理办

板坯常见缺陷的形态板坯常见缺陷的形态 成因及处理方法成因及处理方法 技术质量部技术质量部 2010 年 8 月 12 日 前 言 近年来 我国中厚板的生产规模有了大幅度增长 随着市场竞 争的激烈 产品质量能够满足客户的需求 节约成本成为企业的核 心竞争力 由于连铸钢坯质量决定最终产品质量 因此钢坯质量的 检查和判定对钢坯质量控制以及钢板质量控制有着重要的作用 目 前钢坯的质量检验主要依靠检验人员的现场观测和低倍硫印的检验 本书由长期从事产品质量管理方面的专家 学者和有着丰富经 验的现场检查判定人员通过较长时间的现场跟踪 对缺陷和生产过 程的分析研究后 共同参与编写的 旨在通过概述的编写和出版为 有关人员提供参考和借鉴 本书立足于我公司的生产实际情况 以钢板质量为目标 连铸 坯质量控制为核心的钢坯缺陷为例 对钢坯缺陷的形态 产生原因 影响以及处理办法给予了介绍 随着今后钢种数量的增多和生产方 式的多样化 需要对本书不断的补充和丰富 本书将适时做进一步 的补充 欢迎和感谢读者提出宝贵意见和建议 限于编著者水平 书中难免有不足之处 望读者批评指正 编 者不胜感激 目 录 一 表面缺陷 1 1 纵向裂纹 1 2 横向裂纹 2 3 角部横裂纹 3 4 角部纵裂纹 4 5 窄面横裂 侧裂 5 6 星状裂纹 6 7 表面夹杂 7 8 划伤 8 9 豁口 9 10 重接 10 11 毛刺 11 二 内部缺陷 12 1 皮下裂纹 12 2 皮下气泡 13 3 缩孔 14 4 角裂纹 15 5 三角区裂纹 16 6 中心裂纹 17 三 形状缺陷 18 1 鼓肚 18 2 凹陷 19 3 不平度 20 纵向裂纹 1 一 表面缺陷一 表面缺陷 1 纵向裂纹 纵向裂纹 特征 特征 在钢坯表面沿着浇铸方向的裂纹 纵裂容易出现在板坯 宽面中央部位 长度不等 深度一般小于 5mm 实例见图 1 1 成因 成因 主要由于钢坯在凝固过程中坯壳厚度不均 当作用在坯 壳的拉应力超过钢的允许强度时 在坯壳薄弱处产生应力集中导致 断裂 二冷区扩展形成 影响 影响 轧制后 纵向轧制 在钢板表面产生纵向裂纹 检验及处理方法 检验及处理方法 用肉眼检查 如果钢坯存在表面纵裂 必须 用火焰沿轧制方向进行清理 清除处圆滑无棱角 清理宽度不得小 于深度的 6 倍 长度不得小于深度的 10 倍 单面清理深度不得大于 厚度的 10 两相对面清除深度之和不得大于厚度的 15 图 1 1 横向裂纹 2 2 横向裂纹 横向裂纹 特征 特征 横向裂纹大多出现在钢坯内弧侧振痕波谷部位 难以发 现 实例见图 1 2 成因 成因 主要是由于钢坯振痕较深 造成振痕底部有微裂纹或者 坯壳较薄 钢中的铝 氮含量较高 促使 AlN 质点沿奥氏体晶界 析出 诱发横裂纹 钢坯在脆性温度 700 900 矫直 影响 影响 轧制后在钢板表面延展并开裂 检验及处理方法 检验及处理方法 肉眼检验 该缺陷需用火焰进行清理 清理 方法同纵裂 图 1 2 角部横裂纹 3 3 角部横裂纹 角部横裂纹 特征 特征 在钢坯角部横向裂纹 一般裂纹长度在 20mm 左右 实 例见图 1 3 成因 成因 由于钢坯角部过强的冷却和局部过冷低温 特别在弯曲 和矫直过程中 钢坯角部所受应力超出能承受的强度 在脆弱处开 裂 中碳含 Nb 钢 含 B 钢以及包晶钢角部裂纹发生率更高 影响 影响 轧制后角部裂纹继续延展开裂 容易导致钢板边部裂纹 无法交货 检验及处理方法 检验及处理方法 严重角部横裂可以直接发现 一般检验角部 裂纹需要火焰清理后检验 角部裂纹的处理一般采用切角 但根据 裂纹延展规律和轧制厚度的影响 可以适当放宽裂纹的限制条件 建议不超过 20mm 图 1 3 角部纵裂纹 4 4 角部纵裂纹 角部纵裂纹 特征 特征 该缺陷通常沿浇注方向无规律的分布在板坯宽表面上 距角部一般不超过 25mm 裂纹部位常伴有轻微凹陷 实例见图 1 4 成因 成因 主要由于窄面锥度不合理导致 影响 影响 轧制后在钢板边部出现严重的纵向裂纹 检验及处理方法 检验及处理方法 肉眼检验 可以配合火焰清理检验 角部纵 裂需切角处理 图 1 4 窄面横裂 侧裂 5 5 窄面横裂 侧裂 窄面横裂 侧裂 特征 特征 在板坯的窄面垂直于浇铸方向的横向裂纹 一般在振痕 的波谷处 实例见图 1 5 成因 成因 窄面横裂一般由于钢坯窄面受到强冷 保护渣等原因造 成的传热不好或者窄面鼓肚应力导致 大部分由于传热导致 影响 影响 窄面裂纹目前轧制后对切边交货钢板没有产生影响 具 体影响需要进一步跟踪并补充 检验及处理方法 检验及处理方法 肉眼检验 目前不对该缺陷处理 可以轧制 图 1 5 窄面横裂 侧裂 6 星状裂纹 7 6 星状裂纹 星状裂纹 特征 特征 星状裂纹一般发生在晶间的细小裂纹 呈星状或呈网状 通常是隐藏在氧化铁皮之下难于发现 实例见图 1 6 成因 成因 星状裂纹主要是由于铜向铸坯表面层晶界的渗透 或者 有 AlN BN 或硫化物在晶界沉淀 这都降低了晶界的强度 引起晶 界的脆化 从而导致裂纹的形成 影响 影响 轧制后钢板表面产生裂纹 一般判为爪裂或者裂纹带出 品 检验及处理方法 检验及处理方法 目前采用肉眼检验 对于星状裂纹必须进行 清理至没有裂纹为止 保证清理处光滑无棱角 图 1 6 表面夹杂 8 7 表面夹杂 表面夹杂 特征 特征 在铸坯表皮下 2 10mm 镶嵌有大块的渣子 因而也称为皮 下夹渣实例见图 1 7 成因 成因 一般由于结晶器液面波动导致 影响 影响 若不清除 轧制后会造成钢板的表面夹杂缺陷 检验及处理方法 检验及处理方法 肉眼检验 皮下夹杂在轧制入炉前必须进行 表面精整 去除 图 1 7 划伤 9 8 划伤 划伤 特征 特征 在铸坯表面沿拉坯方向连续或不连续的划痕称为划伤 实例见图 1 8 成因 成因 结晶器下有异物 划伤铸坯 主辊或导向辊旋转不 良 时转时不转 附有氧化铁而造成铸坯损伤 因漏钢后冷钢 硬渣粘附在辊子上未及时清理 与铸坯摩擦划伤 拉矫水套处氧 化铁堆积过多 影响 影响 轧制后容易导致钢坯折叠 检验及处理方法 检验及处理方法 肉眼检查 钢坯表面划痕深度超过 3mm 须火焰 清理去除 图 1 8 豁口 10 9 豁口 豁口 特征 特征 该缺陷一般存在于钢坯端面中部存在一道火焰切割残留 的缺口 贯穿整个板坯厚度方向 实例见图 1 9 成因 成因 豁口是火焰切割时 由于切割路线不直或轨道不在一条 直线上或切割产生的钢水堆积造成的 影响 影响 影响炼钢收得率 影响成本 检验及处理方法 检验及处理方法 肉眼检查 有豁口则切除 或在测量定尺时 扣除与豁口深度等同的长度 图 1 9 重接 11 10 重接 重接 特征 特征 在板坯四周产生连续痕迹 多数发生在头坯和水口坯 也被称为双浇 实例见图 1 10 成因 成因 由于各种原因使钢液浇铸中断 而在弯月面处产生凝壳 且不易于再浇铸的钢液相融 影响 影响 带有重接的钢坯在进入加热炉后有可能断裂 严重影响生 产 检验及处理方法 检验及处理方法 肉眼检验 钢坯不允许存在重接 必须进行 切除 或者判废 图 1 10 毛刺 12 11 毛刺 毛刺 特征 特征 存在钢坯下表面端部 观察板坯下表面沿切割面存在规 则的切割熔渣凸起 实例见图 1 11 成因 成因 由于毛刺机刀头 液压 气动系统故障导致毛刺无法去 除或者毛刺去除不干净 影响 影响 毛刺轧制后容易导致钢板表面结疤 检验及处理方法 检验及处理方法 肉眼检验 该缺陷需用火焰清理后用铁钩勾 掉 图 1 11 毛刺 13 皮下裂纹 14 二 内部缺陷二 内部缺陷 1 皮下裂纹 皮下裂纹 特征 特征 皮下裂纹一般在距铸坯表面 20mm 以内 与表面垂直的 细小裂纹 一般分布在板坯内弧侧 实例见图 2 1 成因 成因 扇形段漏水等原因导致板坯冷却不均 或者板坯受到辊 的挤压导致 影响 影响 轧制后 在钢板表面产生大量的爪裂 导致钢板带出 甚至判废 检验及处理办法 检验及处理办法 火焰清理后肉眼检验 皮下裂纹需要扒皮处 理 皮下裂纹 15 图 2 1 皮下气泡 16 2 皮下气泡 皮下气泡 特征 特征 在铸坯表皮以下 直径约 1mm 长度在 10mm 左右 沿 柱状晶生长方向分布的气泡 这些气泡若裸露于铸坯表面称其为表 面气泡 小而密集的小孔叫皮下气孔 也叫皮下针孔 实例见图 2 2 成因 成因 钢液中氧 氢含量高是形成气泡的主要原因 影响 影响 加热炉内铸坯皮下气泡表面氧化 轧制过程不能焊合 产品形成裂纹 若埋藏较深的气泡 也会使轧后产品形成细小裂纹 导致探伤不合 检验及处理方法 检验及处理方法 火焰清理后肉眼检验 皮下气泡要求火焰扒 皮处理 扒皮单面深度不得大于钢坯厚度的 10 图 2 2 皮下气泡 17 缩孔 18 3 缩孔缩孔 特征 特征 火焰切割后肉眼可见铸坯断面中心附近有许多细微的纵 向凝固孔隙 称之为缩孔 实例见图 2 3 成因 成因 凝固前 将产生若干个凝固孔隙 它们可能相互连接而 形成一个纵向缩孔腔 凝固终期会出现体积收缩 其体积不能由剩 余钢水完全填充即形成缩孔 影响 影响 缩孔有明显的偏析 轧制后 完全不能焊合 造成钢板 分层缺陷 检验及处理方法 检验及处理方法 肉眼检查 如存在缩孔 则切除一定板坯长 度 直到肉眼看不到为止 如短于入炉长度 判废 图 2 3 角裂纹 19 4 角裂纹 角裂纹 特征 特征 裂纹在板坯角部附近形成 一般处于对角线上 离表面 很浅的地方 有时切角后可以在切割面上看到纵向裂纹 实例见图 2 4 成因 成因 有板坯鼓肚导致 与结晶器传热和二冷有关 影响 影响 轧制后一般可以焊合 检验方法 检验方法 低倍检验 图 2 4 角裂纹 20 三角区裂纹 21 5 三角区裂纹 三角区裂纹 特征 特征 在铸坯端部距窄边30 50mm 处出现的横裂纹 实例见图2 5 成因 成因 侧面冷却强度过大 结晶器倒锥度过大 二冷 区夹辊开口度发生变化 二冷区夹辊弯曲变形 影响 影响 轧制后影响钢板性能 检验及处理方法 检验及处理方法 检查铸坯断面边部是否有裂纹 有则沿纵向 切除或改轧压缩比较大的钢板 图 2 5 中心裂纹 22 6 中心裂纹 中心裂纹 特征 特征 该缺陷一般出现在断面厚度的 1 2 处 裂口呈锯齿状 裂纹长度有时很短 有时可达板坯宽度的 3 4 裂口宽度一般较细 严重时可达 0 5 1 5mm 实例见图 2 6 成因 成因 二冷区夹辊开口误差太大 特别是在液相穴末端附近若 夹辊开口度误差太大 便有可能导致内裂 二次冷却不当 尤其是 当液相穴末端附近受到强烈冷却 浇注温度过高 二冷区夹辊弯曲 影响 影响 轧制后钢板产生分层或探伤不合 检验及处理方法 检验及处理方法 如果检查铸坯断面有中心裂 则判废 图 2 6 中心裂纹 23 鼓肚 24 三 形状缺陷三 形状缺陷 1 鼓肚 鼓肚 特征 特征 该缺陷一般在铸坯上表面 呈现局部凸起 凸起部位最 高可达 40 60mm 实例见图 3 1 成因 成因 带液心的铸坯在运行过程中 于两支撑辊之间 高温坯 壳中钢液静压力作用下 发生鼓胀成凸面 影响 影响 板坯鼓肚会加重铸坯的中心偏析 也有可能形成内部裂 纹 给铸坯质量带来危害 检验及处理方法 检验及处理方法 肉眼检查 检查板坯表面是否有鼓肚 依据 YB T2012 2004 标准判定 图 3 1 凹陷 25 2 凹陷 凹陷 特征 特征 在板坯表面沿着浇铸方向或者垂直浇