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1、.SPHC 钢卷边裂原因分析.别程程廖力苏刚何宇明(重庆钢铁股份有限公司，重庆401220)摘要对重钢 1780 热轧线生产的 SPHC 钢卷出现边裂进行了分析，认为钢卷 Mn/S 较低，且加热炉过烧是造成边裂的主要原因。通过控制钢中 Mn/S 和优化轧钢加热工艺，有效减少了钢卷的边裂缺陷。关键词SPHC 钢卷边裂原因分析Reason Analysis for Edge Crack on SPHC Strip CoilBie ChengchengLiao LiSu Gang He Yuming(Chongqing Iron & Steel Co. Ltd., Chongqing, 401220
2、）AbstractIt is found that the main reason of edge crack is a low content of Mn/S as well as the over-heating in rollingprocess, through analysis for the edge cracks exiting on the SPHC stripe coil produced by 1780 hot rolled mill of ChongqingIron & Steel Making Company. As a result, edge cracks coul
3、d be remarkably reduced by controlling the content of Mn/S ofsteel-making and optimizing the heating process of steel-rolling.Key WordsSPHC strip coiledge crackreasonanalysis1 前言重庆钢铁股份有限公司 1780 热轧生产线（以下简称 1780 线）生产的 SPHC 冷轧基料，存在边裂现象（图 1、图 2）。边裂缺陷是指钢卷边缘沿长度方向的单侧或两侧出现破裂呈裂口状，一般情况下边裂缺陷集中于钢卷的头尾部分，严重的钢卷边部全
4、长均呈锯齿状。热轧边裂对冷轧影响很大，容易出现断带等质量事故。2013 年 1 季度，检验冷轧基料 11046 卷，边裂 112 卷，边裂缺陷率为 1.01%，缺陷钢卷对公司造成较大的经济损失，影响合同兑现，同时对用户的后续使用产生不良的影响。本文探寻了钢卷产生缺陷的原因，通过调整化学成分和热轧工艺参数，在一定程度上减少了钢卷的开裂现象。图 1边裂形貌图 2缺陷试样形貌2 边裂原因2.1化学成分表 3 列出三炉缺陷卷的化学成分，并与 2013 年生产的 605 炉同牌号平均成分相比较，两者对比如表 3所示。表 3冷轧基料缺陷钢卷成分对比表钢卷号H131839490H132384970H1323
5、66150板坯号33F01823B70833I07514A70833I07613A708钢号AFT708AFT708AFT708C 碳0.030.030.05Si 硅0.010.010.02Mn 锰0.110.100.14P 磷0.0170.0170.018S 硫0.0150.0130.012Mn/S7.337.6911.672013 年该牌号平均成分0.040.010.190.0190.01314.62从表可以看出，边裂严重的钢卷成分与正常钢卷相比较，Mn 含量明显偏低，Mn/S 低于正常钢卷 14.62的控制水平。为了进一步研究化学成分对边裂的影响，通过 MES 系统将 1780 线 20
6、13 年生产的 34408 卷冷轧基料化学成分进行统计，分析了 Mn/S 与边裂率的关系：冷轧基料Mn/S与边裂率的关系10.00%8.00%6.00%4.00%2.00%0.00%0510152025Mn/S图 4冷轧基料 Mn/S 与边裂率的对应图从图 4 可以看出，钢卷 Mn/S 与边裂率有较明显的反比关系，而且 Mn12 时，边裂率均趋近于零。由于 Mn 与 s 的亲和力大于 Fe 与 S，故 Mn 与 S 易结合形成高熔点 MnS(熔点为 1600)取代低熔点 FeS(Fe和 FeS 的共晶熔点为 988)，当温度低于 1004 时，钢中发生 S-Mn-Fe 包共晶反应，奥氏体晶界处
7、生成的富铁硫化物与奥氏体间的界面能较低，铁硫化物在晶界处以薄膜形态析出，降低了奥氏体晶界强度及钢的高温延性。缺陷卷 Mn 含量较低，导致低熔点 FeS 在晶界富集，此外，同时，在板坯加热、轧制早期，板坯边角部位温度较低，当没有足够的 Mn 固定 S，导致奥氏体状态下富铁硫化物增多，使晶界结合力降低，在板坯边角部位形成微裂纹，轧制过程中边角部位的金属流变至钢卷边部，形成钢卷边裂。可以推断，化学成分中 Mn/S 与钢卷边裂有比较直接的关系，提高钢卷 Mn/S 对改善钢卷边裂有所帮助。边裂率2.2轧制原因在出现边裂缺陷的钢卷上，分别在边部和中部取样做金相分析，发现边裂钢卷缺陷部位晶粒度晶粒较粗大 7
8、 级，伴有较多氧化铁（见图 5），而远离缺陷部分晶粒度为 11 级，中部位置靠近表面的金相也同样发现表面晶粒较粗大 8 级，伴有氧化铁（图 6），不同于正常钢卷表面的晶粒度 1111.5（图 7），且缺陷处的氧化是沿晶界进行（图 8）。图 5 缺陷部位晶粒度 7 级（X200） 图 6 缺陷卷中部表面晶粒度 8 级（X200）图 7 正常卷晶粒度 11-11.5（X100） 图 8 缺陷沿晶界氧化（X500）调查缺陷钢卷的加热工艺参数，发现边裂钢卷因轧线事故在加热炉停留时间平均 529 分钟，同钢种 2013年平均加热炉停留时间为 225.49 分钟，均热温度平均 1236.5，超出工艺要求的
9、 120020。工艺情况与金相分析结果有较强的对应性，加热温度过高或在高温段停留时间过长会引起晶粒过度长大，同时过热和过烧会导致晶界氧化或融化，造成晶粒问的结合力减弱，韧性降低，在轧制时产生裂纹。可以推断，轧钢的加热工艺与钢卷边裂缺陷有较直接的关系。3 措施与效果3.1 采取措施根据上述分析结果，2014 年炼钢加强冷轧基料成分控制，钢中 Mn/S 执行大于 12。为防止加热温度过高，摸索了该钢种低温加热轧制工艺，均热温度从 1220降低到 1180，对停轧、待轧时加热工艺进行优化，要求根据停轧时间降低均热段炉温，比如停轧时间 2-4 小时，需要降低均热段炉温 100-300，以改善铸坯边角部
10、过热过烧情况。一3.2应用效果2014 年一季度，1780 线共检验冷轧基料 7210 卷，边裂 10 卷，钢卷边裂率从 2013 年同期 1.01%降低至 0.14%，效果显著。4 结论冷轧基料钢卷边裂缺陷是由于钢种 Mn/S 低，铸坯晶间结合力较低，同时在轧钢加热炉过烧，铸坯角部因高温导致晶间氧化或融化，在轧制时产生边裂缺陷。同时对钢坯化学成分和轧钢加热工艺进行控制，可以明显改善钢卷边裂缺陷。参考文献12345徐海卫，李金宝，锰硫比对 SPHC 热轧薄板边部舌状裂纹的影响J，轧钢，2011.10.28(5):1416王宏霞低碳钢过热过烧温度的确定J，中国重型设备，2008(1):3436,48齐喜爱，沈鹏杰冷轧产品边裂成因分析及控制J，金属材料与冶金工程， 2000，38(4):3237李波涛， SPHC 钢板卷边裂原因分析J，山东冶金，2010.32(4):3133刘天佑，金属学与热处理M，北京:冶金工业出版社，20096 王有铭，李曼云，韦光，钢材的控制轧制和控制冷却M，北京:冶金工业出版社，2007.38
