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    控冷鋼板出現(xiàn)拱形和凹形缺陷的分析

    2021-01-22 12:50:12李新宇李文剛張軍冬
    山西冶金 2020年6期
    關(guān)鍵詞:凹形板形拱形

    李新宇,宋 欣,李 偉,王 川,李文剛,張軍冬

    (五礦營口中板有限責(zé)任公司,遼寧 營口115000)

    隨著新一代超快冷技術(shù)的廣泛應(yīng)用,設(shè)備冷卻能力得到了極大提升。但隨著冷卻能力的提升,控冷鋼板在寬度方向上更容易產(chǎn)生拱形或凹形瓢曲。本文結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況,進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)和分析,找到了問題產(chǎn)生的原因并采取了對應(yīng)措施,并取得了良好的效果。

    1 板形缺陷示意圖(見圖1和圖2)

    圖1 拱形

    圖2 凹形

    2 板形缺陷原理分析與驗(yàn)證

    2.1 原理分析

    選取了一塊水冷后出現(xiàn)拱形的鋼板進(jìn)行金相分析(Q355B,規(guī)格60 mm×2 400 mm,終冷溫度630℃,下表水比/上表水比為1.6),圖3為鋼板的整體形貌。圖4為鋼板的上近表組織(“黑點(diǎn)”上方為上近表)??梢?,“黑點(diǎn)”上方的晶粒更加細(xì)?。樯辖?,晶粒度9.5級),“黑點(diǎn)”下方的組織相對粗大(晶粒度8級)。從鋼板的上近表到黑點(diǎn)的厚度為8.5 mm。為了方便稱呼,暫將這8.5 mm的組織稱為“激冷層”。經(jīng)測量,下表的“激冷層”厚度為4.5 mm。

    可見,此片出現(xiàn)拱形的鋼板的上激冷層厚度大于下激冷層厚度。激冷層內(nèi)珠光體相對細(xì)小,而珠光體的結(jié)構(gòu)為鐵素體薄層和滲碳體薄層相互交替的層狀復(fù)相物。珠光體相對細(xì)小,則意味著鐵素體薄層和滲碳體薄層的層間距更加接近。但由于鐵素體和滲碳體的晶格并不一致,片層間距越小則單位體積內(nèi)的晶格畸變越多。晶格畸變增多,則會導(dǎo)致體積增大。由于此片鋼板的上激冷層厚度大于下激冷層厚度,所以理論上,上激冷層體積應(yīng)大于下激冷層體積,相變結(jié)束后鋼板應(yīng)產(chǎn)生拱形瓢曲[1]。

    另外,對于控冷過程中產(chǎn)生的其他組織的單位體積大小,根據(jù)理論應(yīng)為:馬氏體體積>貝氏體體積>托氏體體積>索氏體>珠光體[2]。

    圖3 出現(xiàn)拱形的鋼板

    圖4 過渡層(X25)

    圖5 近表激冷層組織(晶粒度9.5級)

    圖6 正常組織(晶粒度8級)

    2.2 原理驗(yàn)證

    為了驗(yàn)證水比對板形的影響,進(jìn)行了系列水比試驗(yàn)。試驗(yàn)鋼板牌號為Q355B,規(guī)格為40 mm×2 600 mm,終冷溫度為650℃,冷速為10℃/s,水比試驗(yàn)范圍為1.4~2.6之間(下表水量/上表水量),總水量保持一致。鋼板下線36 h后,測量鋼板的橫瓢程度(見表

    1),水比與鋼板橫向瓢曲的關(guān)系見圖7。

    表1 鋼板的橫瓢程度

    圖7 水比與鋼板橫向瓢曲的關(guān)系

    可見,水比在2.2以上時,上激冷層厚度<下激冷層厚度,鋼板產(chǎn)生凹形橫瓢;水水比在1.9~2.1之間時,上下激冷層厚度基本等同,鋼板板形基本平整;水比在1.8以下時,上激冷層厚度>下激冷層厚度,則鋼板產(chǎn)生拱形橫瓢,試驗(yàn)結(jié)果與推測一致。

    3 改善措施和效果

    根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,后續(xù)將水比根據(jù)鋼板的寬度和水溫等因素在1.9~2.1之間進(jìn)行調(diào)整,批量生產(chǎn)的數(shù)據(jù)顯示:鋼板的瓢曲率從33.2%下降至5.1%,效果顯著。

    4 結(jié)論

    造成中厚板在控冷過程中,鋼板寬度方向上產(chǎn)生拱形或凹形瓢曲缺陷的主要原因是厚度方向上冷卻不均。導(dǎo)致上下“激冷層”厚度不同,激冷層內(nèi)組織細(xì)小,晶格畸變較多,導(dǎo)致組織膨脹?!凹だ鋵印陛^厚的一側(cè)膨脹程度>較薄的一側(cè),導(dǎo)致“激冷層”較厚的一側(cè)向較薄的一側(cè)發(fā)生彎曲。對應(yīng)措施為根據(jù)板形調(diào)整水比。

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