本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理

1、本钢板材股份有限公司制造部 本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理因分析及治理E作作者：鞠明、郭万行者：鞠明、郭万行本钢板材股份有限公司制造部 本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理摘要摘要：本文：本文对薄板坯连铸连轧边裂缺陷形成板坯连铸连轧边裂缺陷形成的原因进行了分析，指出连铸过程操作参的原因进行了分析，指出连铸过程操作参数控制不合理及钢水成分控制是产生该缺数控制不合理及钢水成分控制是产生该缺陷的主要因素；在理论及实践的基础上提陷的主要因素；

2、在理论及实践的基础上提出了治理薄板坯连铸连轧边裂缺陷的措施，出了治理薄板坯连铸连轧边裂缺陷的措施，取得了较好的效果。取得了较好的效果。关键词：薄板坯；连铸连轧；边裂关键词：薄板坯；连铸连轧；边裂本钢板材股份有限公司制造部 本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理前言（背景前言（背景)生产情况生产情况边裂缺陷的特征及成因分析边裂缺陷的特征及成因分析主要攻关工作主要攻关工作控制措施及效果控制措施及效果结论结论本钢板材股份有限公司制造部 本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理1.前言前言 （背景）（背景） 本钢薄板坯连

3、铸连轧生产线引进于达涅利三菱公司，本钢薄板坯连铸连轧生产线引进于达涅利三菱公司，自自20052005年年5 5月全线投产以来看，薄板坯连铸机可以生产月全线投产以来看，薄板坯连铸机可以生产常规铸机所生产的大部分钢种，而且在质量上也不低于常规铸机所生产的大部分钢种，而且在质量上也不低于常规铸机生产的铸坯。常规铸机生产的铸坯。 本钢薄板坯连铸机生产的铸坯厚度选用本钢薄板坯连铸机生产的铸坯厚度选用90/70mm90/70mm和和100/85mm100/85mm二种规格，特别是连铸机结晶器出口厚度增加二种规格，特别是连铸机结晶器出口厚度增加到到100mm100mm，这是本钢薄板坯连铸机所特有的。本钢薄板

4、，这是本钢薄板坯连铸机所特有的。本钢薄板坯连铸机为直弧型，坯连铸机为直弧型，9 9个扇形段，个扇形段，8 8点弯曲，点弯曲，3 3点矫直，点矫直，冶金长度冶金长度14.27m14.27m，薄板坯铸机采用，薄板坯铸机采用H2H2漏斗型结晶器，结漏斗型结晶器，结晶器长度晶器长度1200mm1200mm，结晶器下部为，结晶器下部为2 2对带辊型的足辊，扇对带辊型的足辊，扇型型0 0段前段前5 5对为带辊型的夹持辊，铸坯出结晶器后在零段对为带辊型的夹持辊，铸坯出结晶器后在零段的前部分将有一定的凸度，后被压平。的前部分将有一定的凸度，后被压平。本钢板材股份有限公司制造部 本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分

5、析及治理本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理 此外，该铸机还采用了结晶器液压振动、结晶器热相此外，该铸机还采用了结晶器液压振动、结晶器热相图、动态软压下等技术。铸机后为辊底式加热炉和图、动态软压下等技术。铸机后为辊底式加热炉和2+52+5方方式的连铸机，可进行铁素体轧制和半无头轧制，产品最终式的连铸机，可进行铁素体轧制和半无头轧制，产品最终厚度为厚度为0.812.7mm0.812.7mm，这些技术的采用，为今后的品种研发，这些技术的采用，为今后的品种研发创造了有利重要条件。创造了有利重要条件。 2008 2008年薄板坯连铸连轧边裂降级品量为年薄板坯连铸连轧边裂降级品量为78817881吨

6、，占总吨，占总产量产量24988612498861吨的吨的0.32%0.32%。4 4月月1212日，因炼钢日，因炼钢LFLF炉事故出现炉事故出现一次严重的突发边裂事件，造成一次严重的突发边裂事件，造成Q235BQ235B边裂降级品总计边裂降级品总计15041504吨。除去此次事故，吨。除去此次事故，20082008年该产线边裂降级品量为年该产线边裂降级品量为63776377吨，边裂降级率为吨，边裂降级率为0.25 %0.25 %。在对薄板坯连铸连轧边裂。在对薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因析的基础上，通过工艺攻关，提出了治理边裂缺缺陷成因析的基础上，通过工艺攻关，提出了治理边裂缺陷的技术措施，使该

7、种缺陷得到了较好的控制。陷的技术措施，使该种缺陷得到了较好的控制。本钢板材股份有限公司制造部 本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理2.生产情况生产情况 20082008年本钢薄板坯连铸连轧产品每月边裂统计年本钢薄板坯连铸连轧产品每月边裂统计本钢板材股份有限公司制造部 本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理牌号牌号总产量（吨）总产量（吨）边裂降级量（吨）边裂降级量（吨）边裂率边裂率% %S275JRS275JR1613516135150915099.35 9.35 A36A3632724327241325132

8、54.05 4.05 S235J0S235J06552365523129012901.97 1.97 SAE1008SAE100873413734137817811.06 1.06 S235JRS235JR92018920184664660.51 0.51 S355MCS355MC237992379973730.31 0.31 Q235BQ235B11222861122286200620060.180.18SS400SS4001018091018091301300.13 0.13 Q345AQ345A1400021400021571570.11 0.11 SPA-HSPA-H176145176

9、14597970.060.06J55,DC51D+ZJ55,DC51D+Z4747合计合计774577452008年本钢薄板坯连铸连轧产品边裂产品主要牌号年本钢薄板坯连铸连轧产品边裂产品主要牌号本钢板材股份有限公司制造部 本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理 20092009年，薄板坯连铸连轧产品边裂产品主年，薄板坯连铸连轧产品边裂产品主要发生在加硼钢种上（要发生在加硼钢种上（20082008年未生产加硼钢年未生产加硼钢种），种），0909年共生产加硼钢年共生产加硼钢210281210281吨，其中边裂吨，其中边裂量为量为52025202吨，占总产量

10、的吨，占总产量的0.21%0.21%，占今年边裂，占今年边裂降级品率的降级品率的66%66%，占加硼钢生产量的，占加硼钢生产量的2.47%2.47%。今。今年未加硼钢边裂降级品量为年未加硼钢边裂降级品量为26792679吨，占总产量吨，占总产量的的0.11%0.11%，占今年边裂降级品率的，占今年边裂降级品率的34%34%，占未加，占未加硼钢生产量的硼钢生产量的0.12%0.12%。2009年未加硼钢边裂率未加硼钢边裂率较较20082008年年0.48%0.48%比，降低了比，降低了77%77%，效果明显，见，效果明显，见图表图表2 2。本钢板材股份有限公司制造部 本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成

11、因分析及治理本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理 2009年加硼钢边裂与未加硼钢边裂量对比图年加硼钢边裂与未加硼钢边裂量对比图2009未加硼钢边裂缺陷率与未加硼钢边裂缺陷率与2008年对比年对比本钢板材股份有限公司制造部 本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理3.边裂缺陷的特征及成因分析边裂缺陷的特征及成因分析 3.13.1边裂缺陷的特征边裂缺陷的特征 边裂主要呈连续的破碎状，一侧较重，另一侧或轻或边裂主要呈连续的破碎状，一侧较重，另一侧或轻或无。无。1500mm1500mm至至1520mm1520mm宽的边裂发生率高于宽的边裂发生率高于1250m

12、m1250mm至至270mm270mm宽度。宽度。边裂缺陷的特征边裂缺陷的特征本钢板材股份有限公司制造部 本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理 3.23.2边裂缺陷的特征边裂缺陷的特征 分析认为分析认为AlNAlN的析出导致的高温脆性是边裂的主要的析出导致的高温脆性是边裂的主要成因。钢的高温脆性通常在成因。钢的高温脆性通常在700700900900，由于边角，由于边角部过冷铸坯连铸和轧制时，很易处于这一温度范围。部过冷铸坯连铸和轧制时，很易处于这一温度范围。因此，边裂情况除与钢的成分有关外，还与板坯进加因此，边裂情况除与钢的成分有关外，还与板坯进加热

13、炉温度低、边角温降大及工况条件密切相关。热炉温度低、边角温降大及工况条件密切相关。 因二冷段板坯上部的冷却水除气化外都要从板坯的因二冷段板坯上部的冷却水除气化外都要从板坯的角边部淌下，板坯越宽，从板坯的角边部淌下的水越角边部淌下，板坯越宽，从板坯的角边部淌下的水越多，角边部温降越大。多，角边部温降越大。 和低碳钢相比中碳钢是裂纹比较敏感的钢种，和低碳钢相比中碳钢是裂纹比较敏感的钢种，B B又是又是裂纹敏感的元素，会加重裂纹的扩展程度。裂纹敏感的元素，会加重裂纹的扩展程度。本钢板材股份有限公司制造部 本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理4.主要攻关工作

14、主要攻关工作 4.1对边裂缺陷进行跟踪分析。对边裂缺陷进行跟踪分析。全面掌握边裂缺陷的全面掌握边裂缺陷的各种形态及分布情况，对化学成分、连铸、加热、轧各种形态及分布情况，对化学成分、连铸、加热、轧制各工序参数进行调查和分析，分析总结边裂出现的制各工序参数进行调查和分析，分析总结边裂出现的规律。规律。4.2强化对强化对Als含量的控制，降低含量的控制，降低Als含量。含量。1月份曾对月份曾对量大的量大的Q235B、SS400、Q345A和和Q345B四个牌号四个牌号的的Als含量的控制标准进行修改，将含量的控制标准进行修改，将Als含量内控由含量内控由0.01%0.04%，修改为，修改为0.00

15、5%0.03%，修改后效，修改后效果明显，果明显，3月份因纵裂问题月份因纵裂问题Als含量内控又恢复到含量内控又恢复到0.01%0.04%，目前，目前Als含量平均为含量平均为0.024%。本钢板材股份有限公司制造部 本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理4.3 加强气体加强气体N的控制。的控制。尽可能降低尽可能降低N含量。含量。4.4 对相关温度进行了实测。对相关温度进行了实测。我们用红外线测温我们用红外线测温仪对铸坯侧面入加热炉温度、出加热炉后温度进仪对铸坯侧面入加热炉温度、出加热炉后温度进行了实测。行了实测。4.5 对边裂缺陷利用光学显微镜和扫描

16、电镜进行对边裂缺陷利用光学显微镜和扫描电镜进行微观分析，寻找组织缺陷及微观裂纹源。微观分析，寻找组织缺陷及微观裂纹源。4.6 及时与炼钢、热轧工序落实各项应对措施，及时与炼钢、热轧工序落实各项应对措施，调整相应工序的工艺参数。调整相应工序的工艺参数。本钢板材股份有限公司制造部 本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理5.控制措施及效果控制措施及效果 5.15.1控制措施控制措施 根据边裂缺陷形成原因的分析及本钢炼钢生产过程根据边裂缺陷形成原因的分析及本钢炼钢生产过程的工艺实际和攻关试验结果，采取了以下措施控制边裂的工艺实际和攻关试验结果，采取了以下措施控

17、制边裂缺陷的产生缺陷的产生 优化二冷工艺，尽可能控制铸坯角部矫直温度大于优化二冷工艺，尽可能控制铸坯角部矫直温度大于900900，板坯侧面入炉温度大于，板坯侧面入炉温度大于915915。 尽可能降低尽可能降低AlsAls、N N含量，控制含量，控制AlsAls含量不超含量不超0.035%0.035%，N N含量不超含量不超0.0070%0.0070%，在内控范围内尽可能降低，在内控范围内尽可能降低B B含量。含量。 提高板坯边部出炉温度，尽可能减少板坯边部的冷却。提高板坯边部出炉温度，尽可能减少板坯边部的冷却。本钢板材股份有限公司制造部 本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理本钢薄板坯连铸连

18、轧边裂缺陷成因分析及治理 5.25.2效果效果 通过上述措施的落实，未加硼钢边裂降级率同去年通过上述措施的落实，未加硼钢边裂降级率同去年相比，降低了相比，降低了77%77%，效果明显，加硼钢，效果明显，加硼钢6 6月中旬以后，边月中旬以后，边裂发生率也已明显降低。裂发生率也已明显降低。本钢板材股份有限公司制造部 本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理本钢薄板坯连铸连轧边裂缺陷成因分析及治理6.结论结论 （1 1）通边裂情况除与钢的成分有关外，还与板坯）通边裂情况除与钢的成分有关外，还与板坯进加热炉温度低、边角温降大及工况条件密切相关。进加热炉温度低、边角温降大及工况条件密切相关。 （2 2）和低碳钢相比中碳钢是裂纹比较敏感的钢种，）和低碳钢相比中碳钢是裂纹比较敏感的钢种，B B又是裂纹敏感的元素，会加重裂纹的扩展程度。又是裂纹敏感的元素，会加重裂纹的扩展程度。 （3 3）炼钢进一步