鋼板邊部黑線裂紋分析

趙孝倫

【摘 要】本文進(jìn)行了對(duì)鋼板邊部黑線裂紋的研究，采用現(xiàn)了場(chǎng)試驗(yàn)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、電鏡掃描等方法，認(rèn)為鋼板在軋制過程中發(fā)生單鼓變形是造成邊部黑線裂紋形成的主要原因，控制合理的軋機(jī)壓下量是最有效的技術(shù)措施。

【關(guān)鍵詞】邊部黑線裂紋；軋機(jī)壓下量；鋼板

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

中厚板鋼板在軋制過程中會(huì)出現(xiàn)了各種各樣的表面缺陷，其中表面裂紋是表面缺陷中最出現(xiàn)多的一種，按形態(tài)主要分為有縱裂紋、橫裂紋、網(wǎng)裂、星裂。近期濟(jì)鋼在4300mm軋機(jī)調(diào)試過程中出現(xiàn)了一種新的裂紋形態(tài)——邊部黑線裂紋，造成鋼板的改判率增加、成材率降低。為找出產(chǎn)生邊部黑線裂紋的原因，我廠組織攻關(guān)，采取了大量對(duì)比試驗(yàn)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、電鏡掃描等方式進(jìn)行分析研究，通過采取有效措施，有效控制了該類缺陷。

1 裂紋成因分析

1.1 裂紋形態(tài)

邊部黑線裂紋形態(tài)如圖1所示，鋼板的邊部黑線裂紋，通常分布在據(jù)鋼板兩邊部，沿軋制方向，平行于鋼板邊部，缺陷體較尖銳、細(xì)小。距邊部20-40mm左右。

圖1 鋼板邊部黑線裂紋

1.2 金相分析

圖2 金相照片 圖3 尖端組織照片

割取裂紋對(duì)應(yīng)試樣，拋光后用光學(xué)顯微鏡觀察其裂紋形貌如圖2所示，裂紋從邊部開裂，向縱、橫向中心延伸，與鋼板表面呈一定角度夾角，裂紋長(zhǎng)度可達(dá)9mm以上。

用4%硝酸酒精腐蝕，觀察裂紋金相組織如圖3所示，在裂紋兩側(cè)晶粒完整，無明顯晶粒長(zhǎng)大、變形，無明顯氧化原點(diǎn)及嚴(yán)重脫碳層。

1.3 電鏡掃描分析

裂紋的尖端電鏡掃描照片及對(duì)應(yīng)能譜分析如圖4所示。裂紋尖端形成了微孔狀富Si、Mn區(qū)，電鏡掃描未見保護(hù)渣成分。

圖4 電鏡掃描照片

表1 各點(diǎn)元素含量

1.4 鋼板規(guī)格對(duì)應(yīng)軋制試驗(yàn)

軋制后鋼板顯示，鋼板軋制厚度不同，黑線與邊部的距離也存在差異，由300mm厚鑄坯軋制成不同規(guī)格鋼板時(shí)，邊部黑線裂紋對(duì)應(yīng)位置如表2所示。

表2 邊部黑線裂紋對(duì)應(yīng)位置

用不同厚度的鑄坯，來軋制相同厚度的鋼板，其邊部黑線裂紋對(duì)應(yīng)位置也有差別，現(xiàn)場(chǎng)缺陷表明，鑄坯厚度越小，邊部黑線缺陷離邊部越遠(yuǎn)，鑄坯厚度越大，缺陷距離也邊部越近。

在一定時(shí)期內(nèi)，濟(jì)鋼3臺(tái)大斷面板坯連鑄機(jī)生產(chǎn)的不同厚度鑄坯供4300軋機(jī)軋制，因邊部黑線而造成的改判也不同，如表3所示：

表3 邊部黑線改判率

2 邊部黑線裂紋形成原因探討

鑄坯在軋制的過程中，其變形形狀和軋制壓下量有關(guān)，當(dāng)壓下量足夠大時(shí)，軋制力直接滲透到鑄坯芯部，因芯部溫度較高，最容易發(fā)生變形，鑄坯中間變形量大于上下表變形量，窄邊中間向外突出，稱為單鼓變形，如圖5所示。

圖5 單鼓變形

當(dāng)軋制壓下量偏小時(shí)，軋制力不能有效滲透到鑄坯芯部，造成鑄坯上下表變形量大于鑄坯中間，鑄坯上下表相對(duì)于中間向外鼓，稱為雙鼓變形如圖6所示。

圖6 雙鼓變形

鑄坯邊角部金屬屬于二維傳熱，在軋制過程中始終處于低溫狀態(tài)，韌塑性差。發(fā)生單鼓變形時(shí)，邊角部金屬被壓平到鋼板上表面，形成有別于附近的組織形態(tài)，導(dǎo)致軋件邊部沿長(zhǎng)度方向產(chǎn)生“黑線裂紋”缺陷[1]。

合理地優(yōu)化軋機(jī)壓下量，可減輕或消除邊部黑線裂紋缺陷。

3 結(jié)論

1）邊部黑線裂紋主要和軋機(jī)壓下量過大有關(guān)，鑄坯發(fā)生單鼓變形，邊角部金屬被壓平到鋼板上下表面，形成邊部黑線裂紋。

2）合理優(yōu)化軋機(jī)壓下量可減輕或消除鋼板邊部黑線裂紋。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王曉南，邸洪雙，等.熱連軋粗軋調(diào)寬軋制過程邊角部金屬流動(dòng)三維數(shù)值模擬[J].物理學(xué)報(bào)，2009，58（?？?4-87.

[責(zé)任編輯：湯靜]

【摘 要】本文進(jìn)行了對(duì)鋼板邊部黑線裂紋的研究，采用現(xiàn)了場(chǎng)試驗(yàn)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、電鏡掃描等方法，認(rèn)為鋼板在軋制過程中發(fā)生單鼓變形是造成邊部黑線裂紋形成的主要原因，控制合理的軋機(jī)壓下量是最有效的技術(shù)措施。

【關(guān)鍵詞】邊部黑線裂紋；軋機(jī)壓下量；鋼板

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

中厚板鋼板在軋制過程中會(huì)出現(xiàn)了各種各樣的表面缺陷，其中表面裂紋是表面缺陷中最出現(xiàn)多的一種，按形態(tài)主要分為有縱裂紋、橫裂紋、網(wǎng)裂、星裂。近期濟(jì)鋼在4300mm軋機(jī)調(diào)試過程中出現(xiàn)了一種新的裂紋形態(tài)——邊部黑線裂紋，造成鋼板的改判率增加、成材率降低。為找出產(chǎn)生邊部黑線裂紋的原因，我廠組織攻關(guān)，采取了大量對(duì)比試驗(yàn)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、電鏡掃描等方式進(jìn)行分析研究，通過采取有效措施，有效控制了該類缺陷。

1 裂紋成因分析

1.1 裂紋形態(tài)

邊部黑線裂紋形態(tài)如圖1所示，鋼板的邊部黑線裂紋，通常分布在據(jù)鋼板兩邊部，沿軋制方向，平行于鋼板邊部，缺陷體較尖銳、細(xì)小。距邊部20-40mm左右。

圖1 鋼板邊部黑線裂紋

1.2 金相分析

圖2 金相照片 圖3 尖端組織照片

割取裂紋對(duì)應(yīng)試樣，拋光后用光學(xué)顯微鏡觀察其裂紋形貌如圖2所示，裂紋從邊部開裂，向縱、橫向中心延伸，與鋼板表面呈一定角度夾角，裂紋長(zhǎng)度可達(dá)9mm以上。

用4%硝酸酒精腐蝕，觀察裂紋金相組織如圖3所示，在裂紋兩側(cè)晶粒完整，無明顯晶粒長(zhǎng)大、變形，無明顯氧化原點(diǎn)及嚴(yán)重脫碳層。

1.3 電鏡掃描分析

裂紋的尖端電鏡掃描照片及對(duì)應(yīng)能譜分析如圖4所示。裂紋尖端形成了微孔狀富Si、Mn區(qū)，電鏡掃描未見保護(hù)渣成分。

圖4 電鏡掃描照片

表1 各點(diǎn)元素含量

1.4 鋼板規(guī)格對(duì)應(yīng)軋制試驗(yàn)

軋制后鋼板顯示，鋼板軋制厚度不同，黑線與邊部的距離也存在差異，由300mm厚鑄坯軋制成不同規(guī)格鋼板時(shí)，邊部黑線裂紋對(duì)應(yīng)位置如表2所示。

表2 邊部黑線裂紋對(duì)應(yīng)位置

用不同厚度的鑄坯，來軋制相同厚度的鋼板，其邊部黑線裂紋對(duì)應(yīng)位置也有差別，現(xiàn)場(chǎng)缺陷表明，鑄坯厚度越小，邊部黑線缺陷離邊部越遠(yuǎn)，鑄坯厚度越大，缺陷距離也邊部越近。

在一定時(shí)期內(nèi)，濟(jì)鋼3臺(tái)大斷面板坯連鑄機(jī)生產(chǎn)的不同厚度鑄坯供4300軋機(jī)軋制，因邊部黑線而造成的改判也不同，如表3所示：

表3 邊部黑線改判率

2 邊部黑線裂紋形成原因探討

鑄坯在軋制的過程中，其變形形狀和軋制壓下量有關(guān)，當(dāng)壓下量足夠大時(shí)，軋制力直接滲透到鑄坯芯部，因芯部溫度較高，最容易發(fā)生變形，鑄坯中間變形量大于上下表變形量，窄邊中間向外突出，稱為單鼓變形，如圖5所示。

圖5 單鼓變形

當(dāng)軋制壓下量偏小時(shí)，軋制力不能有效滲透到鑄坯芯部，造成鑄坯上下表變形量大于鑄坯中間，鑄坯上下表相對(duì)于中間向外鼓，稱為雙鼓變形如圖6所示。

圖6 雙鼓變形

鑄坯邊角部金屬屬于二維傳熱，在軋制過程中始終處于低溫狀態(tài)，韌塑性差。發(fā)生單鼓變形時(shí)，邊角部金屬被壓平到鋼板上表面，形成有別于附近的組織形態(tài)，導(dǎo)致軋件邊部沿長(zhǎng)度方向產(chǎn)生“黑線裂紋”缺陷[1]。

合理地優(yōu)化軋機(jī)壓下量，可減輕或消除邊部黑線裂紋缺陷。

3 結(jié)論

1）邊部黑線裂紋主要和軋機(jī)壓下量過大有關(guān)，鑄坯發(fā)生單鼓變形，邊角部金屬被壓平到鋼板上下表面，形成邊部黑線裂紋。

2）合理優(yōu)化軋機(jī)壓下量可減輕或消除鋼板邊部黑線裂紋。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王曉南，邸洪雙，等.熱連軋粗軋調(diào)寬軋制過程邊角部金屬流動(dòng)三維數(shù)值模擬[J].物理學(xué)報(bào)，2009，58（?？?4-87.

[責(zé)任編輯：湯靜]

【摘 要】本文進(jìn)行了對(duì)鋼板邊部黑線裂紋的研究，采用現(xiàn)了場(chǎng)試驗(yàn)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、電鏡掃描等方法，認(rèn)為鋼板在軋制過程中發(fā)生單鼓變形是造成邊部黑線裂紋形成的主要原因，控制合理的軋機(jī)壓下量是最有效的技術(shù)措施。

【關(guān)鍵詞】邊部黑線裂紋；軋機(jī)壓下量；鋼板

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

中厚板鋼板在軋制過程中會(huì)出現(xiàn)了各種各樣的表面缺陷，其中表面裂紋是表面缺陷中最出現(xiàn)多的一種，按形態(tài)主要分為有縱裂紋、橫裂紋、網(wǎng)裂、星裂。近期濟(jì)鋼在4300mm軋機(jī)調(diào)試過程中出現(xiàn)了一種新的裂紋形態(tài)——邊部黑線裂紋，造成鋼板的改判率增加、成材率降低。為找出產(chǎn)生邊部黑線裂紋的原因，我廠組織攻關(guān)，采取了大量對(duì)比試驗(yàn)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、電鏡掃描等方式進(jìn)行分析研究，通過采取有效措施，有效控制了該類缺陷。

1 裂紋成因分析

1.1 裂紋形態(tài)

邊部黑線裂紋形態(tài)如圖1所示，鋼板的邊部黑線裂紋，通常分布在據(jù)鋼板兩邊部，沿軋制方向，平行于鋼板邊部，缺陷體較尖銳、細(xì)小。距邊部20-40mm左右。

圖1 鋼板邊部黑線裂紋

1.2 金相分析

圖2 金相照片 圖3 尖端組織照片

割取裂紋對(duì)應(yīng)試樣，拋光后用光學(xué)顯微鏡觀察其裂紋形貌如圖2所示，裂紋從邊部開裂，向縱、橫向中心延伸，與鋼板表面呈一定角度夾角，裂紋長(zhǎng)度可達(dá)9mm以上。

用4%硝酸酒精腐蝕，觀察裂紋金相組織如圖3所示，在裂紋兩側(cè)晶粒完整，無明顯晶粒長(zhǎng)大、變形，無明顯氧化原點(diǎn)及嚴(yán)重脫碳層。

1.3 電鏡掃描分析

裂紋的尖端電鏡掃描照片及對(duì)應(yīng)能譜分析如圖4所示。裂紋尖端形成了微孔狀富Si、Mn區(qū)，電鏡掃描未見保護(hù)渣成分。

圖4 電鏡掃描照片

表1 各點(diǎn)元素含量

1.4 鋼板規(guī)格對(duì)應(yīng)軋制試驗(yàn)

軋制后鋼板顯示，鋼板軋制厚度不同，黑線與邊部的距離也存在差異，由300mm厚鑄坯軋制成不同規(guī)格鋼板時(shí)，邊部黑線裂紋對(duì)應(yīng)位置如表2所示。

表2 邊部黑線裂紋對(duì)應(yīng)位置

用不同厚度的鑄坯，來軋制相同厚度的鋼板，其邊部黑線裂紋對(duì)應(yīng)位置也有差別，現(xiàn)場(chǎng)缺陷表明，鑄坯厚度越小，邊部黑線缺陷離邊部越遠(yuǎn)，鑄坯厚度越大，缺陷距離也邊部越近。

在一定時(shí)期內(nèi)，濟(jì)鋼3臺(tái)大斷面板坯連鑄機(jī)生產(chǎn)的不同厚度鑄坯供4300軋機(jī)軋制，因邊部黑線而造成的改判也不同，如表3所示：

表3 邊部黑線改判率

2 邊部黑線裂紋形成原因探討

鑄坯在軋制的過程中，其變形形狀和軋制壓下量有關(guān)，當(dāng)壓下量足夠大時(shí)，軋制力直接滲透到鑄坯芯部，因芯部溫度較高，最容易發(fā)生變形，鑄坯中間變形量大于上下表變形量，窄邊中間向外突出，稱為單鼓變形，如圖5所示。

圖5 單鼓變形

當(dāng)軋制壓下量偏小時(shí)，軋制力不能有效滲透到鑄坯芯部，造成鑄坯上下表變形量大于鑄坯中間，鑄坯上下表相對(duì)于中間向外鼓，稱為雙鼓變形如圖6所示。

圖6 雙鼓變形

鑄坯邊角部金屬屬于二維傳熱，在軋制過程中始終處于低溫狀態(tài)，韌塑性差。發(fā)生單鼓變形時(shí)，邊角部金屬被壓平到鋼板上表面，形成有別于附近的組織形態(tài)，導(dǎo)致軋件邊部沿長(zhǎng)度方向產(chǎn)生“黑線裂紋”缺陷[1]。

合理地優(yōu)化軋機(jī)壓下量，可減輕或消除邊部黑線裂紋缺陷。

3 結(jié)論

1）邊部黑線裂紋主要和軋機(jī)壓下量過大有關(guān)，鑄坯發(fā)生單鼓變形，邊角部金屬被壓平到鋼板上下表面，形成邊部黑線裂紋。

2）合理優(yōu)化軋機(jī)壓下量可減輕或消除鋼板邊部黑線裂紋。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王曉南，邸洪雙，等.熱連軋粗軋調(diào)寬軋制過程邊角部金屬流動(dòng)三維數(shù)值模擬[J].物理學(xué)報(bào)，2009，58（專刊）：84-87.

[責(zé)任編輯：湯靜]