钢板边部黑线裂纹分析

赵孝伦

【摘 要】本文进行了对钢板边部黑线裂纹的研究，采用现了场试验、数据统计、电镜扫描等方法，认为钢板在轧制过程中发生单鼓变形是造成边部黑线裂纹形成的主要原因，控制合理的轧机压下量是最有效的技术措施。

【关键词】边部黑线裂纹；轧机压下量；钢板

Steel Plate margin Black line Crack Discuss

ZHAO Xiao-lun

（Steelmaking Plant， Jinan Iron and Steel Group Co.， Jinan Shandong 250101， China）

【Abstract】The paper research steel plate margin black line crack，with measures locale of contrast experimentation， data statistics， electron microscope scan etc. The results showed thant the margin balck line crack causation is plate tympanites distortion during rolling， and think the most important measures are the appropriate rolling quantity.

【Key words】Margin black line crack；Rolling quantity；Steel plates

0 前言

中厚板钢板在轧制过程中会出现了各种各样的表面缺陷，其中表面裂纹是表面缺陷中最出现多的一种，按形态主要分为有纵裂纹、横裂纹、网裂、星裂。近期济钢在4300mm轧机调试过程中出现了一种新的裂纹形态——边部黑线裂纹，造成钢板的改判率增加、成材率降低。为找出产生边部黑线裂纹的原因，我厂组织攻关，采取了大量对比试验、数据统计、电镜扫描等方式进行分析研究，通过采取有效措施，有效控制了该类缺陷。

1 裂纹成因分析

1.1 裂纹形态

边部黑线裂纹形态如图1所示，钢板的边部黑线裂纹，通常分布在据钢板两边部，沿轧制方向，平行于钢板边部，缺陷体较尖锐、细小。距边部20-40mm左右。

图1 钢板边部黑线裂纹

1.2 金相分析

图2 金相照片 图3 尖端组织照片

割取裂纹对应试样，抛光后用光学显微镜观察其裂纹形貌如图2所示，裂纹从边部开裂，向纵、横向中心延伸，与钢板表面呈一定角度夹角，裂纹长度可达9mm以上。

用4%硝酸酒精腐蚀，观察裂纹金相组织如图3所示，在裂纹两侧晶粒完整，无明显晶粒长大、变形，无明显氧化原点及严重脱碳层。

1.3 电镜扫描分析

裂纹的尖端电镜扫描照片及对应能谱分析如图4所示。裂纹尖端形成了微孔状富Si、Mn区，电镜扫描未见保护渣成分。

图4 电镜扫描照片

表1 各点元素含量

1.4 钢板规格对应轧制试验

轧制后钢板显示，钢板轧制厚度不同，黑线与边部的距离也存在差异，由300mm厚铸坯轧制成不同规格钢板时，边部黑线裂纹对应位置如表2所示。

表2 边部黑线裂纹对应位置

用不同厚度的铸坯，来轧制相同厚度的钢板，其边部黑线裂纹对应位置也有差别，现场缺陷表明，铸坯厚度越小，边部黑线缺陷离边部越远，铸坯厚度越大，缺陷距离也边部越近。

在一定时期内，济钢3台大断面板坯连铸机生产的不同厚度铸坯供4300轧机轧制，因边部黑线而造成的改判也不同，如表3所示：

表3 边部黑线改判率

2 边部黑线裂纹形成原因探讨

铸坯在轧制的过程中，其变形形状和轧制压下量有关，当压下量足够大时，轧制力直接渗透到铸坯芯部，因芯部温度较高，最容易发生变形，铸坯中间变形量大于上下表变形量，窄边中间向外突出，称为单鼓变形，如图5所示。

图5 单鼓变形

当轧制压下量偏小时，轧制力不能有效渗透到铸坯芯部，造成铸坯上下表变形量大于铸坯中间，铸坯上下表相对于中间向外鼓，称为双鼓变形如图6所示。

图6 双鼓变形

铸坯边角部金属属于二维传热，在轧制过程中始终处于低温状态，韧塑性差。发生单鼓变形时，边角部金属被压平到钢板上表面，形成有别于附近的组织形态，导致轧件边部沿长度方向产生“黑线裂纹”缺陷[1]。

合理地优化轧机压下量，可减轻或消除边部黑线裂纹缺陷。

3 结论

1）边部黑线裂纹主要和轧机压下量过大有关，铸坯发生单鼓变形，边角部金属被压平到钢板上下表面，形成边部黑线裂纹。

2）合理优化轧机压下量可减轻或消除钢板边部黑线裂纹。

【参考文献】

[1]王晓南，邸洪双，等.热连轧粗轧调宽轧制过程边角部金属流动三维数值模拟[J].物理学报，2009，58（专刊）：84-87.

[责任编辑：汤静]

【摘 要】本文进行了对钢板边部黑线裂纹的研究，采用现了场试验、数据统计、电镜扫描等方法，认为钢板在轧制过程中发生单鼓变形是造成边部黑线裂纹形成的主要原因，控制合理的轧机压下量是最有效的技术措施。

【关键词】边部黑线裂纹；轧机压下量；钢板

Steel Plate margin Black line Crack Discuss

ZHAO Xiao-lun

（Steelmaking Plant， Jinan Iron and Steel Group Co.， Jinan Shandong 250101， China）

【Abstract】The paper research steel plate margin black line crack，with measures locale of contrast experimentation， data statistics， electron microscope scan etc. The results showed thant the margin balck line crack causation is plate tympanites distortion during rolling， and think the most important measures are the appropriate rolling quantity.

【Key words】Margin black line crack；Rolling quantity；Steel plates

0 前言

中厚板钢板在轧制过程中会出现了各种各样的表面缺陷，其中表面裂纹是表面缺陷中最出现多的一种，按形态主要分为有纵裂纹、横裂纹、网裂、星裂。近期济钢在4300mm轧机调试过程中出现了一种新的裂纹形态——边部黑线裂纹，造成钢板的改判率增加、成材率降低。为找出产生边部黑线裂纹的原因，我厂组织攻关，采取了大量对比试验、数据统计、电镜扫描等方式进行分析研究，通过采取有效措施，有效控制了该类缺陷。

1 裂纹成因分析

1.1 裂纹形态

边部黑线裂纹形态如图1所示，钢板的边部黑线裂纹，通常分布在据钢板两边部，沿轧制方向，平行于钢板边部，缺陷体较尖锐、细小。距边部20-40mm左右。

图1 钢板边部黑线裂纹

1.2 金相分析

图2 金相照片 图3 尖端组织照片

割取裂纹对应试样，抛光后用光学显微镜观察其裂纹形貌如图2所示，裂纹从边部开裂，向纵、横向中心延伸，与钢板表面呈一定角度夹角，裂纹长度可达9mm以上。

用4%硝酸酒精腐蚀，观察裂纹金相组织如图3所示，在裂纹两侧晶粒完整，无明显晶粒长大、变形，无明显氧化原点及严重脱碳层。

1.3 电镜扫描分析

裂纹的尖端电镜扫描照片及对应能谱分析如图4所示。裂纹尖端形成了微孔状富Si、Mn区，电镜扫描未见保护渣成分。

图4 电镜扫描照片

表1 各点元素含量

1.4 钢板规格对应轧制试验

轧制后钢板显示，钢板轧制厚度不同，黑线与边部的距离也存在差异，由300mm厚铸坯轧制成不同规格钢板时，边部黑线裂纹对应位置如表2所示。

表2 边部黑线裂纹对应位置

用不同厚度的铸坯，来轧制相同厚度的钢板，其边部黑线裂纹对应位置也有差别，现场缺陷表明，铸坯厚度越小，边部黑线缺陷离边部越远，铸坯厚度越大，缺陷距离也边部越近。

在一定时期内，济钢3台大断面板坯连铸机生产的不同厚度铸坯供4300轧机轧制，因边部黑线而造成的改判也不同，如表3所示：

表3 边部黑线改判率

2 边部黑线裂纹形成原因探讨

铸坯在轧制的过程中，其变形形状和轧制压下量有关，当压下量足够大时，轧制力直接渗透到铸坯芯部，因芯部温度较高，最容易发生变形，铸坯中间变形量大于上下表变形量，窄边中间向外突出，称为单鼓变形，如图5所示。

图5 单鼓变形

当轧制压下量偏小时，轧制力不能有效渗透到铸坯芯部，造成铸坯上下表变形量大于铸坯中间，铸坯上下表相对于中间向外鼓，称为双鼓变形如图6所示。

图6 双鼓变形

铸坯边角部金属属于二维传热，在轧制过程中始终处于低温状态，韧塑性差。发生单鼓变形时，边角部金属被压平到钢板上表面，形成有别于附近的组织形态，导致轧件边部沿长度方向产生“黑线裂纹”缺陷[1]。

合理地优化轧机压下量，可减轻或消除边部黑线裂纹缺陷。

3 结论

1）边部黑线裂纹主要和轧机压下量过大有关，铸坯发生单鼓变形，边角部金属被压平到钢板上下表面，形成边部黑线裂纹。

2）合理优化轧机压下量可减轻或消除钢板边部黑线裂纹。

【参考文献】

[1]王晓南，邸洪双，等.热连轧粗轧调宽轧制过程边角部金属流动三维数值模拟[J].物理学报，2009，58（专刊）：84-87.

[责任编辑：汤静]

【摘 要】本文进行了对钢板边部黑线裂纹的研究，采用现了场试验、数据统计、电镜扫描等方法，认为钢板在轧制过程中发生单鼓变形是造成边部黑线裂纹形成的主要原因，控制合理的轧机压下量是最有效的技术措施。

【关键词】边部黑线裂纹；轧机压下量；钢板

Steel Plate margin Black line Crack Discuss

ZHAO Xiao-lun

（Steelmaking Plant， Jinan Iron and Steel Group Co.， Jinan Shandong 250101， China）

【Abstract】The paper research steel plate margin black line crack，with measures locale of contrast experimentation， data statistics， electron microscope scan etc. The results showed thant the margin balck line crack causation is plate tympanites distortion during rolling， and think the most important measures are the appropriate rolling quantity.

【Key words】Margin black line crack；Rolling quantity；Steel plates

0 前言

中厚板钢板在轧制过程中会出现了各种各样的表面缺陷，其中表面裂纹是表面缺陷中最出现多的一种，按形态主要分为有纵裂纹、横裂纹、网裂、星裂。近期济钢在4300mm轧机调试过程中出现了一种新的裂纹形态——边部黑线裂纹，造成钢板的改判率增加、成材率降低。为找出产生边部黑线裂纹的原因，我厂组织攻关，采取了大量对比试验、数据统计、电镜扫描等方式进行分析研究，通过采取有效措施，有效控制了该类缺陷。

1 裂纹成因分析

1.1 裂纹形态

边部黑线裂纹形态如图1所示，钢板的边部黑线裂纹，通常分布在据钢板两边部，沿轧制方向，平行于钢板边部，缺陷体较尖锐、细小。距边部20-40mm左右。

图1 钢板边部黑线裂纹

1.2 金相分析

图2 金相照片 图3 尖端组织照片

割取裂纹对应试样，抛光后用光学显微镜观察其裂纹形貌如图2所示，裂纹从边部开裂，向纵、横向中心延伸，与钢板表面呈一定角度夹角，裂纹长度可达9mm以上。

用4%硝酸酒精腐蚀，观察裂纹金相组织如图3所示，在裂纹两侧晶粒完整，无明显晶粒长大、变形，无明显氧化原点及严重脱碳层。

1.3 电镜扫描分析

裂纹的尖端电镜扫描照片及对应能谱分析如图4所示。裂纹尖端形成了微孔状富Si、Mn区，电镜扫描未见保护渣成分。

图4 电镜扫描照片

表1 各点元素含量

1.4 钢板规格对应轧制试验

轧制后钢板显示，钢板轧制厚度不同，黑线与边部的距离也存在差异，由300mm厚铸坯轧制成不同规格钢板时，边部黑线裂纹对应位置如表2所示。

表2 边部黑线裂纹对应位置

用不同厚度的铸坯，来轧制相同厚度的钢板，其边部黑线裂纹对应位置也有差别，现场缺陷表明，铸坯厚度越小，边部黑线缺陷离边部越远，铸坯厚度越大，缺陷距离也边部越近。

在一定时期内，济钢3台大断面板坯连铸机生产的不同厚度铸坯供4300轧机轧制，因边部黑线而造成的改判也不同，如表3所示：

表3 边部黑线改判率

2 边部黑线裂纹形成原因探讨

铸坯在轧制的过程中，其变形形状和轧制压下量有关，当压下量足够大时，轧制力直接渗透到铸坯芯部，因芯部温度较高，最容易发生变形，铸坯中间变形量大于上下表变形量，窄边中间向外突出，称为单鼓变形，如图5所示。

图5 单鼓变形

当轧制压下量偏小时，轧制力不能有效渗透到铸坯芯部，造成铸坯上下表变形量大于铸坯中间，铸坯上下表相对于中间向外鼓，称为双鼓变形如图6所示。

图6 双鼓变形

铸坯边角部金属属于二维传热，在轧制过程中始终处于低温状态，韧塑性差。发生单鼓变形时，边角部金属被压平到钢板上表面，形成有别于附近的组织形态，导致轧件边部沿长度方向产生“黑线裂纹”缺陷[1]。

合理地优化轧机压下量，可减轻或消除边部黑线裂纹缺陷。

3 结论

1）边部黑线裂纹主要和轧机压下量过大有关，铸坯发生单鼓变形，边角部金属被压平到钢板上下表面，形成边部黑线裂纹。

2）合理优化轧机压下量可减轻或消除钢板边部黑线裂纹。

【参考文献】

[1]王晓南，邸洪双，等.热连轧粗轧调宽轧制过程边角部金属流动三维数值模拟[J].物理学报，2009，58（专刊）：84-87.

[责任编辑：汤静]