低碳冷鐓鋼SWRCH8A 冷鐓開裂原因分析及改善措施

尋忠忠， 農(nóng)之江， 吳德興

（寶武集團(tuán)廣東韶關(guān)鋼鐵有限公司， 廣東 韶關(guān) 512123）

低碳冷鐓鋼主要用于制造電子螺栓、螺母等冷鐓成型的零部件。由于其是在常溫下利用金屬塑性加工成型，往往要承受70%以上的總變形量，材料內(nèi)部的組織致密，產(chǎn)品的機(jī)械性能好，材料利用率高，生產(chǎn)效益好，能量消耗低，產(chǎn)品尺寸精度高以及表面質(zhì)量好[1-3]。

1 生產(chǎn)工藝及取樣

低碳冷鐓鋼SWRCH8A 的生產(chǎn)工藝流程如下：高爐鐵水→脫硫處理→轉(zhuǎn)爐冶煉→吹氬→LF 爐處理→連鑄→鑄坯檢查→鑄坯下送→方坯驗(yàn)收→方坯加熱→高線軋制→斯太爾摩控冷→集卷→P/F 線運(yùn)輸→打捆→檢驗(yàn)入庫(kù)。盤條生產(chǎn)中檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)存在冷鐓開裂問題，取盤條試樣進(jìn)行檢測(cè)分析。

2 檢驗(yàn)結(jié)果

2.1 宏觀檢測(cè)

盤條試樣酸洗后采用體視顯微鏡檢測(cè)。盤條表面表面存在長(zhǎng)條縱向裂紋（見圖1）。

圖1 盤條表面縱向裂紋形貌（50X）

2.2 金相檢測(cè)

在盤條表面縱向裂紋部位截取橫向樣進(jìn)行金相檢測(cè)。盤條試樣基體組織為鐵素體+珠光體，表面縱向裂紋從表面向內(nèi)傾斜延伸，裂紋深約197 μm，裂紋內(nèi)含有黑色物質(zhì)，裂紋兩側(cè)組織明顯粗大且相比其他區(qū)域珠光體明顯偏少，存在脫碳（見圖2）。

圖2 裂紋組織形貌

2.3 電鏡能譜檢測(cè)

對(duì)金相檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的裂紋進(jìn)行電鏡能譜檢測(cè)分析，裂紋內(nèi)夾雜物能譜圖見圖3 所示，成分列表見表1，夾雜物的成分主要為O、F、Na、Mg、Si、S、K、Ca、Ti、Mn、Fe、Zr 等。

圖3 裂紋內(nèi)能譜圖

表1 裂紋內(nèi)黑色物質(zhì)成分列表 %

3 分析討論

1）根據(jù)體視顯微鏡檢測(cè)分析，盤條表面存在長(zhǎng)條縱向裂紋。盤條冷鐓開裂是由于表面存在縱向裂紋而導(dǎo)致。

2）根據(jù)金相檢測(cè)分析，盤條表面縱向裂紋從表面向內(nèi)傾斜延伸，裂紋深約197 μm，裂紋內(nèi)含有黑色夾雜物，裂紋兩側(cè)存在明顯脫碳。說明裂紋加熱前就存在，鑄坯表面即存在裂紋。

3）根據(jù)電鏡能譜檢測(cè)分析，裂紋內(nèi)黑色夾雜物成分主 要 為O、F、Na、Mg、Si、S、K、Ca、Ti、Mn、Fe、Zr等。連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣由硅酸鹽、氟化物為主，主要有SiO2，CaO，Al2O3，Na2CO3，CaF2，Li2CO3等。裂紋內(nèi)物質(zhì)成分與保護(hù)渣成分相符，因此裂紋內(nèi)黑色物質(zhì)主要來源于保護(hù)渣；Zr 為水口耐材成分，主要為水口侵蝕掉落。煉鋼過程分析，該爐鋼水連鑄過程，水口渣線調(diào)整方式改變后更換渣線提升中間包時(shí)，提升高度過高，水口插入深度過淺，該操作容易造成保護(hù)渣卷入水口侵蝕內(nèi)襯。

綜上所述，盤條冷鐓開裂是由于鑄坯表面卷渣導(dǎo)致軋制后盤條表面存在縱向裂紋造成冷鐓開裂質(zhì)量問題。

4 改善措施

1）優(yōu)化調(diào)整連鑄爐數(shù)，減少水口侵蝕。連澆爐數(shù)由16 爐調(diào)整為12 爐。

2）水口渣線調(diào)整操作方式由原來的先深后淺調(diào)整為先淺后深，提高抬升中間包加減墊塊操作的精準(zhǔn)性，要求保證過程水口插入深度。