sphc钢卷边裂原因的分析

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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

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