201不銹鋼熱軋板邊裂缺陷的原因分析和改進措施

劉毅 田偉光 徐佳林 杜凱

摘 ? 要：通過對201不銹鋼邊裂卷熱軋工參和邊裂卷缺陷部位進行分析，找出了201奧氏體不銹鋼熱軋板邊裂的主要原因是板坯偏窄、S、N、Cu、Mn含量過低和板坯出加熱爐后邊部冷卻過快導致鐵素體含量過高，針對以上問題制定了工藝優(yōu)化措施，并取得明顯效果。

關鍵詞：201不銹鋼 ?邊裂 ?S含量 ?Cu含量 ? 鐵素含量過高

中圖分類號：TG335 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）08（c）-0068-05

201不銹鋼是一種低鎳的奧氏體不銹鋼，屬Fe-Cr-Ni系合金，是奧氏體不銹鋼的主要代表牌號。生產201不銹鋼板時，經常在板帶邊部出現裂口的缺陷，稱之為邊裂，邊裂缺陷分部無規(guī)律性，在板帶邊部任何位置都有分部，黑皮能被觀察到。板坯寬度偏窄和煉鋼S、Cu含量和板坯加熱之后邊部溫降過快形成大量鐵素是導致201熱軋不銹鋼熱軋板帶形成邊裂的主要原因，通過分析廣東廣青金屬科技有限公司第一和第二煉鋼廠1#～3#連鑄機200mm×1245mm煉鋼成分、板坯寬度和熱軋軋線溫降情況，為進一步提高熱軋板帶合格率，提供理論依據。

1 ?生產工藝概述

廣東廣青金屬科技有限公司煉鋼廠和熱軋廠的工藝流程：75tRKEF×8座→AOD 75t×8座→喂絲精煉吹氬站×2座→連鑄機×3→→加熱爐→高壓水除磷→粗軋→飛剪→精軋→層流冷卻→卷取機×2。產生邊裂缺陷的主要工序為轉爐、連鑄和加熱爐。邊裂缺陷在熱軋黑皮能檢出，形態(tài)較大，肉眼易觀察，裂口深度不等，裂口在1～10mm。此類缺陷在鋼卷的兩側均能發(fā)現，呈現出斷續(xù)不規(guī)則分布特征。其形貌特征如圖1所示。

2 ?成因分析

2.1 201不銹鋼邊裂卷的金相圖和電鏡分析

圖1邊裂金相組織正常，圖2邊裂金發(fā)現邊裂相部位奧氏體晶粒粗大，同時邊裂卷裂口附近存在魏氏組織，有針片狀的鐵素體，鋼坯在兩相區(qū)軋制。從表1和表2可以看出邊裂裂紋附近S含量和Cu含量較高且Mn含量過低。

2.2 板坯寬度對邊裂的影響

熱軋軋制工序最理想狀態(tài)是等寬軋制，熱軋軋制成品在1246時，如果板坯寬度<1246mm時，粗軋軋制過程中立輥側壓總壓力小于250t時，減少了立輥對板坯邊部的修復功能，同時立軋輥在軋制時產生的變形熱減小，中間坯邊部溫度降低量變大，軋制時容易產生邊裂，根據現場生產統(tǒng)計數據如圖5所示。

2.3 S含量對邊裂的影響

S元素主要功能是改善其切銷性能，但過量會在晶界偏析使晶界脆化，導致鋼坯熱軋塑性降低（見圖1）。

2.4 Cu含量對邊裂的影響

Cu含量若偏高較易析出于鑄坯表面，經熱軋軋制后與銹皮和基材界面形成Fe-Ni-Cu相生成，進而產生Cu-Ni偏析易發(fā)生熱軋邊裂（見圖8）。

2.5 Mn含量對邊裂的影響

Mn是奧氏體形成元素，在201低鎳系不銹鋼中，為了補充Ni減少的量所必須元素，如果不滿足6000ppm時則無法得到奧氏體單項組織，必須增加Mn含量來提高奧氏體組織的比例（見圖9）。

2.6 板坯修磨對邊裂的影響

板坯在未修磨狀態(tài)下，表面有一層堅硬的表層呈灰色狀態(tài)，板坯修磨狀態(tài)下，表面呈現銀白色，全磨板坯可以等效為絕對白體，吸熱效果差，但未修磨的板坯等效為絕對黑體，黑度系數差異，影響受熱不均勻（見圖10）。

3 ?效果

煉鋼廠對板坯冷態(tài)寬度控制在1248±3mm，煉鋼中包樣S≤0.003、Cu≤0.4和Mn≥9.6范圍內、熱軋立輥總軋制力大于250t、軋線漏水點和延長修磨板坯的駐爐時間的管控后，熱軋軋制時的黑皮邊裂缺陷也隨之發(fā)生相應改善，且改善效果比較穩(wěn)定，現把鞏固階段為持續(xù)半年數據進行統(tǒng)計對比，具體見圖11所示。

4 ?結語

（1）通過對201鋼種邊裂缺陷取樣分析表明，引起201邊裂缺陷的主要原因是板坯寬度不足、S含量過高、Cu含量過高、Mn含量低和軋線邊部溫降過快引起。

（2）控制板坯寬度在1248±3mm，提高粗軋立輥軋制力，增加立輥對板坯邊部修復功能和提高變形熱。

（3）降低S和Cu含量，提高板坯熱塑性。

（4）減少軋線漏水情況，避免邊部溫降過快，板坯兩相區(qū)軋制。

（5）由于黑度系數影響板坯吸熱效果，延長修磨板坯駐爐時間，提高吸熱的均勻性。

參考文獻

[1] 焦國華，吳光亮.CSP熱軋板卷邊部裂紋成因及控制[J].鋼鐵，2006（6）.

[2] 肖紀美.不銹鋼的金屬學問題[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1983.

[3] 王肇愉.鉻錳氮鋼中氣體問題的探討[J].鑄工，1981（3）：69.

[4] 陳德和.不銹鋼的性能和組織[M].北京：機械工業(yè)出版社，1992.

[5] 薛懿德，高崇.特殊鋼壓力加工[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1985.