ASP热连轧裂纹原因分析及改进对策

李广远

(山东钢铁股份有限公司,山东 济南250101)

1 前言

济钢ASP热连轧产线于2005年建成投产，截至目前，产品已覆盖普碳、低合金、汽车用钢、高级别管线和石油套管等，随着降成本工作的开展，钢带裂纹缺陷呈增多趋势，严重影响产品合格率，并出现质量异议。因此，笔者针对连铸连轧工艺条件下典型的Q235B裂纹缺陷进行分析，查明缺陷产生原因，采取相应对策，为实际生产提供理论和技术支持。

2 热轧钢带裂纹类型及宏观形貌

Q235B裂纹主要是边裂（如图1中a所示）和布满钢带整个表面的小纵裂(如图1中b所示)；边裂有明显裂口，小纵裂（条状）距钢卷边部较远，遍及钢带宽度中间部位。

图1 热轧钢带边裂及裂纹形貌

3 热轧钢带裂纹微观检验分析

利用光学显微镜、扫描电镜等手段，对裂纹钢带成品检验分析。

3.1 金相分析

3.1.1 边裂。边部裂纹金相组织分析结果如图2所示。由金相组织看出，裂纹附近有明显脱碳现象，无裂纹处组织正常，裂纹深度大于200um，这类裂纹在铸坯上已经形成，由轧制扩展造成；而钢带局部位置晶粒粗大，存在过烧情况。

3.1.2 小纵裂。小纵裂金相组织分析结果如图3所示。由金相组织看出，裂纹很浅（小于50um），裂纹周围晶粒粗大，有明显的脱碳现象。

图2 边裂金相组织

图3 冷弯后小纵裂形貌及金相组织

3.2 能谱分析

3.2.1 边裂。超声波清洗边裂试样后，在SEM电镜上面进行断口、轧制面的形貌及成分分析。由能谱分析可以得知，谱图1基体主要是氧化铁，谱图2基体主要是氧化物夹杂。

表1 试样扫描结果

3.2.2 小纵裂。如图4所示，小纵裂周围存在密集分布的点状夹杂，成分以硫化锰（铁）、锰硅酸盐为主，同时有磷存在。从点状夹杂的分布和尺寸看，可能是以共晶形式或者高温加热后冷却过程中析出的夹杂，能严重脆化奥氏体组织，使钢在轧制过程中开裂。

图4 裂纹附近点状物

表2 点状物扫描结果

3.3 夹杂物分析

3.3.1 边裂。通过对边裂处进行夹杂物电镜分析，钢的S含量较高（0.020%），锰含量较低，造成Mn/S比低，容易导致铸坯裂纹，硫化物夹杂含量较高，从评级情况看A类达到3级。

表3 边裂夹杂物扫描结果

观察发现，基体中存在大量细长硅酸盐类夹杂物，如图5所示。轧制过程中，这些夹杂物对基体起割裂作用，成为裂纹发展源。

表4 边裂夹杂物扫描结果

3.3.2 小纵裂。从扫描结果表5看出，硅酸盐夹杂出现了Si含量非常高的情况，说明硅脱氧合金化过程中形成富集。

表5 小纵裂夹杂物扫描结果

4 裂纹产生原因及采取措施

4.1 保证脱硫效果

从夹杂物情况看，主要是硫化物夹杂，由于取消LF工艺缺少脱硫手段，现在主要通过加顶渣解决，但脱硫效果有限；在目前的工艺情况下，必须保证吹氩时间大于15分钟，另外喂线后杜绝爆吹。

4.2 强化脱氧、保护浇注过程管理

由于降成本力度较大，合金定额减少，是否存在脱氧不良的问题，保护浇注是否稳定，需要进行研究，从钢带表面的小纵裂看，很可能是由于气泡所引起。

4.3 保证铸坯加热均匀性

从出现裂纹多炉次看，加热温度正常，但试样局部存在晶粒粗大现象，铸坯部分位置存在过烧。在取消LF工艺后铸坯质量下降，尤其是夹杂物含量上升，应从加热制度、轧制工艺上进行优化弥补铸坯质量下降带来的缺陷。