Q235B中厚板表面孔洞缺陷分析.doc

1、摘要:利用光学显微镜、扫描电镜分析了q235b中厚板的表面孔洞缺陷，认为该缺陷是皮下气泡，孔洞周围有较大的夹杂物。q235b中厚板表面产生皮下气泡的原因是氩气流量不合理，通过调整结晶器流场、降低氩气流量，q235b中厚板的孔洞缺陷大幅降低，产品质量明显提高。1 前言 唐钢中厚板公司生产的q235b中厚板表面存在一种孔洞缺陷。该类缺陷主要集中在距钢板边部100200 mm处，有时上下表面都有，有时一侧较严重、一侧较轻，严重时钢板由于不能修磨导致改判为协议品，给企业造成了较大的经济损失。为了找出该类缺陷的产生原因，从厚度为90 mm的钢板表面有孔洞处取样，利用金相显微镜、扫描电镜等手段进行了分析。

2、2 金相显微分析21 夹杂物分析本试验取样处的孔洞形貌如图1所示，从试样孔洞处切开，研磨、抛光后进行夹杂物分析。由图2可见，在孔洞根部存在片层状灰色物质，并在局部发现球形的灰黑色夹杂物。 22金相组织分析孔洞处的金相组织主要为铁素体和珠光体，孔洞周边有轻微脱碳现象，没有明显的球形氧化物圆点(见图3);脱碳程度与钢板表面相当，说明该类缺陷在加热炉加热时应该是闭合的。3扫描电镜分析31孔洞根部分析对孔洞根部灰色物质较多处进行能谱分析(图4中的长方形内)，分析结果认为这些灰色物质是氧化铁，如图4所示。32夹杂物扫描电镜分析 图5扫描电镜图片中的夹杂物为复相夹杂物大小为10m左右，能谱分析显示其主要组

3、成物有氧化铝还有feo及mn、si、ca、mg的氧化物。另外，从图5中还可以看出，夹杂物周边有很多细小的孔洞。能谱分析结果表明，造成钢板表面缺陷的原因是气泡，而不是夹渣。4 气泡产生的原因 连铸过程中铸坯产生气泡(包括针孔)的主要原因有三类:脱氧不良、外来气体(空气、保护性气体)和水蒸气(来自潮湿的添加料和耐火材料等)1。41脱氧不良气泡的产生机理 铸坯脱氧不良时产生的气泡为co气泡，co气泡的出现经历了如下过程2:(1)树枝晶间的浓缩相(较大的碳氧浓度积)中形成针孔气泡源。(2)通过局部的碳氧反应，针孔形成临界气泡。(3)通过气液界面持续的碳氧反应，临界气泡长大形成宏观气泡。(4)一部分宏观

4、气泡长大后，在浮力的作用下向上运动，同时气液界面持续碳氧反应，并吸附所遇到的夹杂和其他气泡，最后从钢水中逸出，或被凝固界面捕获留在连铸坯中;一部分宏观气泡不运动，附着在原树枝晶间，成为连铸坯“针孔”或皮下气泡。42氧氮分析 在中间包中连续取12炉试样进行氧氮分析，结果如表1、表2所示。 分析表1、表2的结果表明，在连续取得的12炉中包试样中有5炉出现气泡，氧、氮的最高含量分别为45 ppm和39 ppm，平均含量分别为266 ppm和346 ppm;未出现气泡的7炉中，氧、氮的最高含量分别为40 ppm和47 ppm，平均含量分别为31 ppm和33 ppm。由以上分析可以看出，中包试样中氧、

5、氮含量与出现气泡无明显对应关系。因此，解决此种气泡缺陷要从外来气体等方面进行具体分析。43水蒸气和外来气体分析 对外来气体(空气、水蒸汽等)采用了加强保护浇铸、使用干燥原材料，加强中包烘烤制度等一系列措施，板材表面的气泡缺陷未得到明显改善。 将保护浇铸使用的氩气由原来的6 l/min降至5 l/min，气泡造成的缺陷明显减少，将氩气全部关掉后气泡消失。因此，可以认为这种气泡是氩气泡。下一步的重点工作应从氩气流量控制、水口和结晶器流场着手展开工作。 分析氩气产生的连铸坯气泡，认为主要是氩气流量和结晶器流场不合理，在上浮过程中被凝固坯壳侧面俘获形成。气泡在沿铸坯横截面的分布，与结晶器流场有关，结合此种缺陷的位置来看，主要分布在板坯的皮下一定深度处的窄面和靠近窄面的宽面附近。5 解决措施 为了防止氩气泡的产生，一方面提高了钢水的纯净度和改变钢水中的夹杂性质，在保证水口不堵塞和结晶器液渣层活跃的前提下，减少氩气流入量;另一方面改进浸入式水口的结构(流钢口的尺寸和形状)、水口插入深度等，进一步优化结晶器流场，减少气泡俘获率。通过对氩气流量和结晶器流场的调整，2011年9月份板材表面缺陷中，由于气泡导致协议品的数量由原来的每月300 t降低到20 t，产品质量得到了明显提高。6 结语 通过光学显微镜、扫描电镜分析，认为q235b中厚板的孔洞缺陷是气泡，气泡周围有较大的夹杂