sphc鍍鋅板邊部缺陷的成因分析及改進(jìn)2

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文對遷安軋一鋼鐵有限公司產(chǎn)生的質(zhì)量異議進(jìn)行了詳細(xì)的分析，通過相關(guān)工藝調(diào)查分析、金相檢驗(yàn)和跟蹤試驗(yàn)等方法，研究了遷安軋一鋼鐵集團(tuán)有限公司的SPHC熱軋卷板在冷軋鍍鋅后，鍍鋅板邊部缺陷的產(chǎn)生原因，認(rèn)為是由板坯邊緣存在皮下氣泡、夾雜引起的，并提出合適的成分結(jié)構(gòu)，適度的氬氣保護(hù)，合理的更換水口周期和操作水口手法，強(qiáng)化結(jié)晶器冷卻，提高冷

2、卻速度，適當(dāng)調(diào)整窄面銅板錐度和降低鑄坯拉速，能夠?qū)㈣T坯邊部缺陷出現(xiàn)的幾率降至很低。</p><p>　　關(guān)鍵詞：邊裂, 成分偏析,氣泡, 夾雜</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p><b>　　目錄2</b>&

3、lt;/p><p><b>　　引言3</b></p><p><b>　　1文獻(xiàn)綜述4</b></p><p><b>　　1.1邊裂4</b></p><p><b>　　1.2黑線5</b></p><p>　　1.3遷安

4、軋一鋼鐵集團(tuán)有限公司的鑄坯邊部缺陷5</p><p>　　2 SPHC材質(zhì)鑄坯邊部掛鋅的成因分析6</p><p>　　2.1 實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)6</p><p>　　2.1.1 化學(xué)成分要求6</p><p>　　2.1.2 生產(chǎn)線工藝流程6</p><p>　　2.2 觀察及實(shí)驗(yàn)研究7</p>

5、<p>　　2.2.1對冷軋鍍鋅板的現(xiàn)場進(jìn)行的跟蹤情況7</p><p>　　2.2.1金相、電鏡和能譜分析8</p><p>　　2.2.3鑄坯及熱軋中間坯質(zhì)量檢查9</p><p>　　2.2.4分析與結(jié)論10</p><p>　　3工藝改進(jìn)措施及效果11</p><p>　　3.1改進(jìn)措施

6、11</p><p><b>　　3.2效果12</b></p><p><b>　　4 結(jié)論13</b></p><p><b>　　5 參考文獻(xiàn)14</b></p><p><b>　　結(jié)束語15</b></p><p>

7、;<b>　　引言</b></p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鍍鋅板和彩涂板的用途日益廣泛，需求量在逐步的增大。遷安軋一鋼鐵集團(tuán)有限公司的SPHC熱軋卷板，在下游客戶進(jìn)行冷軋鍍鋅板和彩涂板的生產(chǎn)中卻出現(xiàn)了一種難以解決的邊部缺陷——間斷性鋅線。由此種原因產(chǎn)生的不合格鍍鋅板比例和彩涂板比例明顯增加。這種缺陷的產(chǎn)生原因?yàn)闊彳埦戆逶系倪叢咳毕輰?dǎo)致的，國內(nèi)外許多研究結(jié)果均表明，熱軋帶鋼邊裂缺陷產(chǎn)生

8、的主要原因是：板坯邊緣存在角橫裂、皮下氣泡等缺陷；板坯邊緣有夾雜；軋件邊部溫度過低，或軋制張力設(shè)定過大；板坯的硫、銅含量較高,軋制時(shí)鋼板的熱脆性大。</p><p>　　本文將對遷安軋一鋼鐵有限公司產(chǎn)生的質(zhì)量異議進(jìn)行詳細(xì)的分析，通過相關(guān)工藝調(diào)查分析、金相檢驗(yàn)和跟蹤試驗(yàn)等方法，研究SPHC鍍鋅板邊部缺陷的產(chǎn)生原因，并提出相應(yīng)的解決措施，為生產(chǎn)提供指導(dǎo)性的建議。</p><p><b&g

9、t;　　1文獻(xiàn)綜述</b></p><p>　　在板帶材生產(chǎn)過程中，板帶的質(zhì)量問題是我們關(guān)注的主要問題，它直接影響到板帶材的力學(xué)性能和工藝性能。其中，在應(yīng)力集中和溫度變化劇烈的板帶邊部，更易在軋制過程中產(chǎn)生各種缺陷，從而影響板帶的整體質(zhì)量，降低產(chǎn)品的成材率，進(jìn)而降低了生產(chǎn)效益。因此，對于板帶材邊部缺陷問題，國內(nèi)學(xué)者進(jìn)行了眾多的研究與討論。熱軋帶鋼常見的邊部缺陷有以下幾種：邊裂、單邊浪、邊部夾層以及黑線

10、等。缺陷的產(chǎn)生原因眾多，可以說生產(chǎn)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都可能影響到板帶的邊部質(zhì)量。例如，鋼坯的微裂紋，對鋼坯加熱不均和夾雜物的不均勻分布等原因都會在軋制過程中促使邊部缺陷的產(chǎn)生。</p><p><b>　　1.1邊裂</b></p><p>　　熱軋帶鋼邊裂缺陷是指鋼板邊緣沿長度方向的一側(cè)或兩側(cè)出現(xiàn)破裂，其裂口處有氧化色或夾雜的缺陷，嚴(yán)重者鋼板邊部全長呈鋸齒，圖1為邊裂缺

11、陷。帶鋼邊裂是熱連軋過程中常出現(xiàn)的缺陷，其產(chǎn)生的原因相當(dāng)復(fù)雜，國內(nèi)外都進(jìn)行過許多研究，不同軋機(jī)、不同材質(zhì)和不同生產(chǎn)工藝對其產(chǎn)生的原因均不同。但許多研究結(jié)果均表明，熱軋帶鋼邊裂缺陷產(chǎn)生的主要原因是：板坯邊緣存在角橫裂、皮下氣泡以及邊部有夾雜；軋件邊部溫度過低或軋制張力設(shè)定過大；板坯的硫、銅含量較高；軋制時(shí)鋼板的熱脆性大。</p><p><b>　　圖1 邊裂缺陷</b></p>

12、<p>　　劉波通過相關(guān)工藝調(diào)查分析、金相檢驗(yàn)和跟蹤試驗(yàn)等方法，研究了熱軋帶鋼邊裂缺陷的產(chǎn)生原因，主要是由于鑄坯表層氣泡密集，加熱過程中表層金屬氧化，氣泡暴露以及鑄坯本身存在角橫裂缺陷，在軋制過程中都不能焊合而產(chǎn)生的。黃海玲等通過光學(xué)顯微鏡觀察，對帶鋼邊部裂紋產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析。帶鋼產(chǎn)生邊部裂紋的原因是多方面的，但主要原因是夾雜物及三次滲碳體的析出增加了鋼的脆性，另外就是組織偏析、脫碳嚴(yán)重導(dǎo)致鋼的整體延展性不一致,易產(chǎn)生邊

13、裂。這些因素并不是單獨(dú)作用于帶鋼中，有時(shí)有幾個(gè)因素同時(shí)影響導(dǎo)致邊裂。趙瓊采用低倍組織試驗(yàn)、化學(xué)成分分析及金相檢驗(yàn)等方法，對出現(xiàn)邊裂的帶鋼卷進(jìn)行了解剖分析。結(jié)果表明：鋼坯的內(nèi)在缺陷、加熱溫度偏高及加熱不均勻是產(chǎn)生邊裂的主要原因，鋼坯存在著粗大柱狀晶、皮下裂紋、角裂及大量的夾雜等內(nèi)在質(zhì)量問題；鋼坯在進(jìn)加熱爐之前已有微裂紋；鋼坯加熱溫度偏高，且各處加熱溫度不均，造成組織異常，從而引起性能下降，造成鋼坯在熱軋后出現(xiàn)邊裂。魏立國等針對該寶鋼分公司

14、厚板廠投產(chǎn)以來Q345B /C鋼板邊部裂紋一度頻繁發(fā)生的問題，對厚板邊部的非連續(xù)弧形裂紋缺陷取樣，進(jìn)行金相分析，并對連鑄板坯進(jìn)行對比軋制試驗(yàn)，證</p><p><b>　　1.2黑線</b></p><p>　　“黑線”是常出現(xiàn)在粗軋中間坯距板邊緣10～20mm的區(qū)域，經(jīng)過對粗軋中間坯抽樣調(diào)查，發(fā)現(xiàn)“黑線”問題具有普遍性。并且經(jīng)過隨后的精軋過程，其位置基本不發(fā)生變化

15、。該缺陷影響了成品的表面質(zhì)量，降低了產(chǎn)品的成材率。目前國內(nèi)關(guān)于帶鋼邊部出現(xiàn)“黑線”的問題的相關(guān)研究比較少。東北大學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對該缺陷的形成做了初步的理論研究。運(yùn)用大型商業(yè)有限元軟件ANSYS10.0 /LS-DYNA建立立—平軋制三維有限元模型，結(jié)合重啟動方法和顯示動力學(xué)方法對多道次立—平軋制過程進(jìn)行模擬分析，成功的利用單道次軋制模型求解了多道次軋制問題。對“狗骨”材在隨后平軋過程中的變形情況進(jìn)行了分析和比較，并探索了不同立輥形狀對

16、軋件邊角部金屬流動的影響規(guī)律，為解決“黑線”問題提供了可靠的理論依據(jù)。通過對軋件邊角部金屬跟蹤，發(fā)現(xiàn)軋件的邊角部金屬在軋制過程中流動到軋件的上下表面，且在相同的軋制工藝條件下，孔型立輥軋制的翻平量大于平立輥軋制的翻平量；由于邊角部的金屬在軋制過程中始終處于低溫、高應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，并且逐漸流動到軋件上下表面，每道次新生成的邊界金屬同樣處于相同的狀態(tài)，最終有可能導(dǎo)致軋件邊部沿長度方向產(chǎn)生“黑線”等缺陷，因此</p><p&

17、gt;　　1.3遷安軋一鋼鐵集團(tuán)有限公司的SPHC熱軋卷板在冷軋鍍鋅后的邊部缺陷</p><p>　　使用遷安軋一鋼鐵集團(tuán)有限公司的SPHC熱軋卷板生產(chǎn)的冷軋鍍鋅板邊部缺陷，在鍍鋅廠稱之為“重皮”。其特征如下：</p><p>　　出現(xiàn)在距離邊部的距離在15～150mm之間，縱向線狀缺陷，而且僅在邊部出現(xiàn)，板面的中部沒有這種現(xiàn)象；</p><p>　　該缺陷在鍍鋅板

18、的兩個(gè)邊部呈現(xiàn)出鍍鋅不均勻的現(xiàn)象，也可以稱之為線狀掛鋅；</p><p>　　該缺陷斷續(xù)出現(xiàn)，無規(guī)律性，而且長短不一，缺陷寬度約為1mm左右；</p><p>　　鍍鋅板缺陷處酸洗后出現(xiàn)了兩種不同的情況，一種是有手感但是無異色的間斷線狀缺陷，類似于劃傷；一種是存在黑褐色無手感的線狀缺陷。</p><p>　　目前國內(nèi)關(guān)于鍍鋅板邊部出現(xiàn)這種間斷性掛鋅的研究較少。武漢科

19、技大學(xué)利用省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室針對冷軋板邊部出現(xiàn)的線狀缺陷進(jìn)行了研究。通過對熱軋和冷軋的每一道次進(jìn)行跟蹤拍照，觀察其宏觀形貌，根據(jù)實(shí)際需要取樣分析，將所取試樣拋光，用XL30TMP掃描電鏡和PHOENIX能譜儀進(jìn)行分析。根據(jù)取樣的形貌，將該缺陷分成了兩種“黑線”和“亮線”。研究表明：</p><p>　?。?）“黑線”缺陷在熱軋板和冷軋板上有良好的對應(yīng)關(guān)系?！昂诰€”的形成與鋼中夾雜物有直接關(guān)系，以化合物形式存

20、在的夾雜物主要有Al2O3、MnO和TiO2，其在軋制過程中不易發(fā)生形變，在鋼板表面留下劃痕或粗糙斑痕，熱軋時(shí)，氧化鐵皮容易壓入其中，冷軋時(shí)，形成表面缺陷——“黑線”；</p><p>　　（2）“亮線”的形成主要是氣泡與夾雜共同作用的結(jié)果，夾雜主要含Al、Si、Ca等成分。</p><p>　　武漢科技大學(xué)彭其春等的研究成果，為冷軋鍍鋅板邊部線狀缺陷的研究指明了方向，為解決此種缺陷打下了

21、良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　2 SPHC材質(zhì)冷軋鍍鋅板邊部掛鋅的成因分析</p><p>　　2.1 實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)</p><p>　　2.1.1 化學(xué)成分要求</p><p>　　SPHC材質(zhì)的標(biāo)號為日本標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)號，該材質(zhì)主要用于一般的冷軋。該牌號參照的日本標(biāo)準(zhǔn)為《JIS G 3131-2005 熱軋低碳鋼板、薄板和鋼帶標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分》

22、見表1。</p><p>　　表1 JIS G 3131-2005 熱軋低碳鋼板、薄板和鋼帶標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分</p><p>　　根據(jù)日本標(biāo)準(zhǔn)的成分要求，遷安軋一鋼鐵集團(tuán)有限公司的制定了公司的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)《QN/QZY512—2009遷安軋一鋼鐵集團(tuán)有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)冷成型用熱連軋鋼帶》，文件中的化學(xué)成分規(guī)定見表2。</p><p>　　表2QN/QZY512—2009遷安軋

23、一鋼鐵集團(tuán)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)冷成型用熱連軋鋼帶</p><p>　　2.1.2 生產(chǎn)線工藝流程</p><p>　　整個(gè)工藝流程由兩個(gè)公司的四個(gè)車間來完成。遷安軋一鋼鐵集團(tuán)公司煉鋼車間負(fù)責(zé)生產(chǎn)出符合SPHC材質(zhì)的合格鑄坯，軋鋼車間負(fù)責(zé)將鑄坯軋制成尺寸和性能符合標(biāo)準(zhǔn)的熱軋卷板；中冶恒通冷軋技術(shù)有限公司的酸連軋車間負(fù)責(zé)將合格的SPHC熱軋卷板軋制成冷軋卷板，鍍鋅車間負(fù)責(zé)給冷軋卷板鍍鋅。</p>

24、;<p>　　遷安軋一鋼鐵集團(tuán)有限公司煉鋼廠共有兩座160t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，SPHC鋼水出鋼溫度在1670℃左右。一座LF鋼包精煉爐。直弧形連鑄機(jī)采用7點(diǎn)連續(xù)彎曲、9點(diǎn)連續(xù)矯直，鑄機(jī)基本半徑為 R=6000mm。1250半連續(xù)式軋鋼生產(chǎn)線采用三點(diǎn)高壓水除鱗以提高帶鋼表面質(zhì)量。工藝流程：鐵水預(yù)處理→氧氣頂?shù)讖?fù)合吹轉(zhuǎn)爐→LF精煉→連鑄→1250半連續(xù)式熱軋生產(chǎn)線加熱爐→粗軋→精軋→卷取。</p><p>

25、　　中冶恒通冷軋技術(shù)有限公司進(jìn)行冷軋和鍍鋅，該公司的1450酸連軋機(jī)組為5機(jī)架連軋，前兩架為四輥軋機(jī)，后三架為6輥軋機(jī)，并配備有高速飛剪分卷和兩個(gè)臥式卷取機(jī)。工藝流程如下：1450酸連軋生產(chǎn)線兩臺開卷機(jī)→焊接機(jī)→酸洗→5連軋冷軋→高速飛剪→兩臺地下臥式卷取機(jī)→鍍鋅生產(chǎn)線兩臺開卷機(jī)→焊接機(jī)→脫脂→在線連續(xù)退火→鋅鍋鍍鋅→平整機(jī)→涂油機(jī)組→分卷飛剪→兩臺地上臥式卷取機(jī)。</p><p>　　2.2 觀察及實(shí)驗(yàn)研究&l

26、t;/p><p>　　2.2.1對冷軋鍍鋅板的現(xiàn)場進(jìn)行的跟蹤情況</p><p><b>　　（1）酸洗</b></p><p>　　開卷機(jī)設(shè)備正常，偶爾因矯平輥不轉(zhuǎn)使下表面存在壓痕，但是不影響使用；在酸洗的出口查看酸洗效果，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的酸洗不凈的現(xiàn)象，特別是邊部洗不凈的情況，更是沒有發(fā)現(xiàn)。</p><p><b&g

27、t;　?。?）冷軋</b></p><p>　　酸洗板進(jìn)入冷軋前板型良好，由于速度較快未發(fā)現(xiàn)明顯的邊部缺陷；冷軋下線后，檢查尾部的上下表面質(zhì)量，僅能展開最外一圈，經(jīng)多次查看邊部情況，無異常。</p><p><b>　　（3）鍍鋅</b></p><p>　　鍍鋅上線時(shí)，板面存在輕微的中間浪型，頭尾焊接時(shí)偶爾出現(xiàn)焊接不良，需要重新焊

28、接的現(xiàn)象。脫脂后，進(jìn)入連續(xù)退火爐前，在上表面的邊部可見有線狀的缺陷，與掛鋅疤的位置極其相似。該線狀缺陷有的呈現(xiàn)黑褐色無手感，有的呈現(xiàn)基板顏色但是有手感，類似劃痕。鍍鋅后，在卷取前可以看到間斷性的線狀鋅疤出現(xiàn)在距離邊部15～150mm的位置。長度長短不一，出現(xiàn)的頻率較高。卷板的中部上下表面良好，未出現(xiàn)線形的缺陷。</p><p>　　鍍鋅卷取后，對于鍍鋅卷表面缺陷進(jìn)行數(shù)碼拍照，邊部的線狀缺陷較為明顯。在圖2中，（a

29、）中的缺陷1和（b）中的缺陷位置趨于一致，均在距離邊部20mm左右，而（a）中的缺陷2處距離邊部約有140mm左右。</p><p>　　(a) (b)</p><p>　　圖2 冷軋鍍鋅板邊部缺陷圖</p><p>　　對于存在邊部缺陷的鍍鋅板取樣并酸洗后情況與在脫脂入口看到的情況基本一致，圖3（

30、b）中上部的缺陷有手感但是無異色，下部缺陷無手感但是卻呈現(xiàn)黑褐色。</p><p>　　(a) (b)</p><p>　　圖3 冷軋鍍鋅板邊部缺陷處取樣酸洗后圖</p><p>　　通過對生產(chǎn)現(xiàn)場冷軋鍍鋅板以及取樣酸洗后的觀察，鍍鋅卷板的邊部缺陷存在以下特點(diǎn)：</p><p>　?。?）主

31、要集中在兩個(gè)邊部，從距離冷軋鍍鋅板邊部15mm至距離邊部150mm之間，均有出現(xiàn)，但是距離邊部20～50mm左右出現(xiàn)的頻率較高；</p><p>　?。?）呈現(xiàn)出斷續(xù)性，并不是從頭到尾連續(xù)都有，只是斷續(xù)出現(xiàn)，長短不一；</p><p>　　（3）形狀為線狀，很直；</p><p>　?。?）鍍鋅處酸洗后存在兩種情況：其一、有手感，顏色與基板相近，色差不明顯；其二、無

32、手感，但線條卻呈現(xiàn)黑褐色。</p><p>　　2.2.1金相、電鏡和能譜分析</p><p>　　經(jīng)對圖3的樣板進(jìn)行金相分析，有手感和無手感處出現(xiàn)了不同情況：</p><p>　　圖4為無異色但有是手感處金相狀態(tài)圖，（a）圖表面出現(xiàn)裂口、起皮形狀，可以初步定性為氣泡，這種形狀是氣泡在表層被軋破后的形狀。（b）圖觀察裂口周圍晶粒無長大，證明不是氧氣泡。</p&

33、gt;<p>　?。╝）缺陷處酸蝕前 （b）缺陷處酸蝕后</p><p>　　圖4 無異色但有是手感處金相狀態(tài)圖</p><p>　　圖5為有黑褐色線條處金相及能譜狀態(tài)圖，圖5（a）中可以看到靠近表面存在大量的脆性夾雜。 圖5(b)為（a）對應(yīng)的能譜圖,能譜分析顯示在該種缺陷中存在的元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù): w (C) = 11125 %、w

34、(O) =32120 %、w (Al) = 45116 %、w (Ca) = 5139 %。根據(jù)上述結(jié)果,認(rèn)為這種夾雜為Al2O3和鈣鋁酸鹽夾雜。</p><p>　?。╝）缺陷處酸蝕前金相 （b）圖（a）處的能譜圖</p><p>　　圖5 有夾雜金相及能譜圖</p><p>　　2.2.3鑄坯及熱軋中間坯質(zhì)量檢查</p>

35、<p>　　根據(jù)冷軋鍍鋅出現(xiàn)的情況，對生產(chǎn)出的板坯進(jìn)行查看，發(fā)現(xiàn)在板坯的邊部確實(shí)存在類似于凹陷和縱裂的角部缺陷，對缺陷處進(jìn)行了數(shù)碼拍照。圖6為鑄坯的邊部缺陷圖，在（a）圖中的凹陷距離邊部10～15mm左右，（b）圖中的裂紋處距離邊部的位置約有15～20mm。</p><p>　　為了追蹤是否為熱軋過程中立輥產(chǎn)生，對現(xiàn)場存放的中間坯近距離觀察，發(fā)現(xiàn)其中正好有一塊粗軋第一道次未軋制完的中間坯。</p&

36、gt;<p>　　在粗軋經(jīng)過一道次軋制后的中間坯的邊部上表面出現(xiàn)明顯的裂痕，對其進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)碼拍照，見圖7。</p><p>　　（a） (b)</p><p>　　圖6 鑄坯的邊部缺陷圖</p><p>　　圖7中（a）圖在粗軋經(jīng)過一道軋制后，邊部出現(xiàn)間斷縱裂紋，而且距離邊部的位置與板坯上縱裂

37、和凹陷的距離類似，約有10～25mm。但裂紋不是很直。</p><p>　　圖7中（b）圖，黑線的左側(cè)是粗軋一道軋制前，黑線右側(cè)是軋制后。在邊部可以清楚的看到軋制的前后，板坯的邊部始終存在一條明顯的裂紋。</p><p>　?。╝）粗軋軋制一道后 （b）粗軋軋制中和前板坯邊部情況</p><p>　　圖7 粗軋經(jīng)軋制一道前后的中間坯邊部情況圖<

38、/p><p>　　2.2.4分析與結(jié)論</p><p><b>　　1）原因分析</b></p><p>　　針對參考文獻(xiàn)中提到的產(chǎn)生的產(chǎn)生夾雜缺陷的原因，進(jìn)行逐一分析。</p><p>　　從圖1可以看出該種夾雜出現(xiàn)的位置即僅出現(xiàn)在邊部，可以排除冶煉過程中的耐火材料侵蝕。原因是如果出現(xiàn)耐火材料的侵蝕，那么整個(gè)鋼液的純凈度將

39、會下降，而不會單單出現(xiàn)在邊部，整個(gè)板面將會偶然出現(xiàn)夾雜和起皮的痕跡，出現(xiàn)的位置沒有規(guī)律。</p><p>　　在出鋼的過程中有擋渣球作用，很大限度上會阻止卷渣，即使存在卷渣的現(xiàn)象，在精煉的過程中，經(jīng)過充分的氬氣攪拌和脫硫、脫氧處理，加上總夠的鎮(zhèn)靜時(shí)間，渣也會得到很好的上浮和去除，所以出鋼卷渣可以排除。</p><p>　　出鋼后鋼水要經(jīng)過精煉，即使產(chǎn)生輕微的二次氧化，精煉過程中能夠消除其影

40、響。精煉后有保護(hù)渣的覆蓋，連鑄的過程中，鋼液由大包至中包有長水口保護(hù)套管，通有氬氣保護(hù)；中包中的鋼液上有中包覆蓋劑并通氬氣保護(hù)；鋼液從中包至結(jié)晶器間更是有短水口和長水口的配合使用，并通有氬氣保護(hù)全封閉澆鑄；結(jié)晶器中的鋼液上，始終會覆蓋一層保護(hù)渣，與空氣隔絕。所以產(chǎn)生二次氧化的可能性也非常小。</p><p>　　通過圖5可以看出在板坯的邊部確實(shí)存在不同程度的邊部縱向裂痕。通過圖6可以看出在軋鋼軋制的前后裂紋均存在

41、于板坯的上表面邊部。從酸軋線的酸洗出口處并未看到明顯的邊部裂紋缺陷，這說明邊部裂紋絕大部分已在熱軋過程中焊合。這主要得益于熱軋SPHC工藝中較長的加熱時(shí)間（熱裝85min，冷裝135min）、較高的軋制溫度（≥860℃）和較大的壓下率（以180mm鑄坯，3.0mm成品為例，壓縮比達(dá)到了98.3%）；相反如若不執(zhí)行工藝制度，采用“低溫快軋”便會使缺陷擴(kuò)大。通過這兩方面可以初步得出結(jié)論：軋鋼不同的工藝控制可以對存在的裂紋缺陷板坯產(chǎn)生不同的影

42、響，即足夠加熱時(shí)間、高溫軋制可以減輕甚至焊合裂紋，低溫軋制時(shí)裂紋擴(kuò)大，但軋鋼不是產(chǎn)生邊部裂紋的根本原因。</p><p>　　從SPHC材質(zhì)的成分結(jié)構(gòu)來看，過分的追求低碳和低硅，導(dǎo)致煉鋼在吹煉的過程中頻繁的出現(xiàn)過吹的現(xiàn)象。然而軋一公司的精煉又沒有真空脫氧，僅僅靠LF爐加入脫氧合金，進(jìn)行脫氧。這樣導(dǎo)致的直接后果是鋼水中的氧化物增多，氧化性增強(qiáng)，對耐火材料的浸蝕加重，后期鋼水的運(yùn)輸和澆鑄的過程中，降低鋼水的純凈度。而

43、且Al脫氧帶來的Al2O3熔點(diǎn)很高，雖然經(jīng)過鈣處理，但仍有相當(dāng)數(shù)量以固態(tài)顆粒存在于鋼液中，影響澆鑄和鑄坯質(zhì)量。</p><p>　　軋一公司澆鑄用的浸入式水口采用的是兩孔設(shè)計(jì)，鋼液的流動方向與結(jié)晶器寬面平行。氧化物Al2O3在澆鑄過程中極易蓄水口，隨著澆鑄的進(jìn)行又會有部分脫落進(jìn)入鋼液。Al2O3脫落后受到鋼液流場的作用，會有部分在鑄坯邊部富集，加上鑄坯邊部冷卻的不均勻，存在角部弱冷區(qū)，導(dǎo)致鑄坯邊部出現(xiàn)成分偏析和邊

44、部裂紋。</p><p>　　結(jié)合電鏡和能譜的結(jié)果夾雜的主要成分為Al203和鈣鋁酸鹽，加上理論分析的，可以初步確定夾雜的來源是在澆鑄的過程中產(chǎn)生。</p><p>　　至于氣泡的定性，從圖3（b）中酸蝕后的晶粒圖可以看出，氣泡周圍晶粒沒有出現(xiàn)明顯的氧化現(xiàn)象，可以排除是氧氣泡；同時(shí)，無氧化恰恰說明了該氣泡是惰性氣泡，然而在整個(gè)澆鋼過稱中恰恰使用了惰性氣體——?dú)鍤膺M(jìn)行保護(hù)澆鑄，可以初步判定其

45、為氬氣泡。</p><p>　　分析鋼液凝固過程，鋼中由C、0反應(yīng)生成的一氧化碳和氫等氣體的分壓大于鋼液靜壓力與大氣壓力之和時(shí)就會產(chǎn)生氣泡。這些氣泡被樹枝晶捕獲或受凝固表層的阻礙而不能從鋼坯中逸出，從而在鋼坯中富集、凝固形成氣泡缺陷。澆注過程中，上升的氬氣泡被凝固坯殼捕獲也是形成氣泡缺陷的重要因素。影響Ar氣泡卷入的主要因素有：Ar氣泡沖人結(jié)晶器鋼水的深度、沖到結(jié)晶器下部的氣泡量及其尺寸。直徑大于500μm的氣泡

46、容易上浮，不易被凝固前沿鋼液捕獲；小于500μm的氣泡(上浮速度小于拉速)不會浮出液面，最后被帶人深部被凝固前沿鋼液捕獲。</p><p>　　2）最后得出產(chǎn)生鍍鋅板邊部缺陷原因的結(jié)論</p><p>　　第一、Al脫氧鋼種澆鑄過程中的蓄水口物質(zhì)的殘留和脫落后，進(jìn)入澆鑄的鋼水中。由于邊部的冷卻不均勻，在邊部出現(xiàn)弱冷區(qū)，產(chǎn)生熱應(yīng)力，致使邊部形成成分偏析和角部凹陷和裂紋缺陷，導(dǎo)致冷軋鍍鋅板上產(chǎn)

47、生了黑褐色的線條。</p><p>　　第二、在保護(hù)套管處通氬氣保護(hù)的同時(shí)，少量氬氣被鋼液帶進(jìn)結(jié)晶器內(nèi)的鋼液中。由于進(jìn)入鋼液中的氬氣泡較小，帶入深度較深，而且澆鑄速度較快，難以順利上浮。受到結(jié)晶器中流場的作用，氣泡富集的位置集中在邊部。由于氣泡很小，熱軋難以暴露，通過冷軋的深加工，氣泡破裂。脫脂后在表面留下線狀、有手感的表面缺陷。</p><p>　　第三、浸入式長水口的兩孔設(shè)計(jì)，使得夾雜

48、物和氣泡在進(jìn)入鋼液后，受到結(jié)晶器中向兩邊部的流場作用，會向兩邊聚集，導(dǎo)致產(chǎn)生缺陷的位置在兩個(gè)邊部。</p><p>　　第四、SPHC材質(zhì)的成分結(jié)構(gòu)和精煉手段影響了鋼水的純凈度，為夾雜缺陷的存在創(chuàng)造了條件。</p><p>　　3工藝改進(jìn)措施及效果</p><p><b>　　3.1改進(jìn)措施</b></p><p>　　

49、1）提高鋼水的冷卻速度，減少成分偏析和裂紋?？梢圆扇∪缦麓胧?lt;/p><p>　?、俦M量使用新結(jié)晶器銅板，保證結(jié)晶器在最佳的狀態(tài)下使用；</p><p>　?、诒ＷC水處理設(shè)備的工作狀態(tài)，改善冷卻水的水質(zhì)，使結(jié)晶器銅板的冷卻水槽暢通無阻；</p><p>　?、奂哟蠼Y(jié)晶器的冷卻水量，增大冷卻強(qiáng)度，減小結(jié)晶器冷卻水的進(jìn)出口溫差；</p><p>

50、;　　2）將結(jié)晶器窄面銅板的錐度由0.7%增大到0.8%，加大結(jié)晶器窄邊的擠壓力，減輕出現(xiàn)裂紋的幾率。</p><p>　　3）縮短結(jié)晶器長水口的使用周期，將原來的5小時(shí)更換一次，改為4小時(shí)更換一次。水口卸下時(shí)，要將水口中的雜物帶出，盡可能少的污染鋼液；改變原來處理水口堵塞的方法（降低拉速，迅速開或關(guān)塞棒，以沖洗水口內(nèi)沉積物），發(fā)現(xiàn)堵塞趨勢后，盡量的更換水口，減少進(jìn)入鋼中夾雜物的量。</p><

51、;p>　　4）保護(hù)套管上的氬氣壓力降到原來的60%，減少氬氣進(jìn)入結(jié)晶器的幾率；</p><p>　　5）適當(dāng)?shù)慕档蜐茶T的速度，由原來的1.5～1.6m/s減小到1.45～1.55m/s；</p><p>　　6）增加板坯精整工序，對產(chǎn)生缺陷的板坯進(jìn)行邊部的清理，嚴(yán)禁存在缺陷的板坯流向下道工序。</p><p>　　7）調(diào)整SPHC成分結(jié)構(gòu)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和煉鋼工的操

52、作水平，適當(dāng)增碳，增加拉碳的命中率，降低過吹幾率，盡量減少鋼中氧含量。經(jīng)過討論成分調(diào)整見表3。</p><p>　　表3 調(diào)整后的SPHC鋼液成分</p><p><b>　　3.2效果</b></p><p>　　通過更換新結(jié)晶器銅板，加強(qiáng)水處理設(shè)備的維護(hù)，冷卻水的水質(zhì)有了明顯的改善，冷卻效果較好。未出現(xiàn)因水質(zhì)不好導(dǎo)致的堵塞和結(jié)晶器水量波動大

53、的情況。結(jié)晶器冷卻水的進(jìn)出口溫差，由原來的8～10℃，降到了6～7℃。冷卻速度有了一定程度的提高。</p><p>　　結(jié)晶器窄面銅板的錐度由原來的0.7%改為0.8%后，坯面并未有明顯的變化，仍存在邊部的微縱裂紋，而且有惡化的趨勢；后來將錐度增大到0.9%，坯面的較長裂紋消失，偶爾出現(xiàn)板坯邊部的較短的微裂紋。效果較為明顯。</p><p>　　保護(hù)氬氣壓力降到了原來的60%，防止產(chǎn)生鋼液

54、面的波動，產(chǎn)生氬氣泡。水口更換周期已經(jīng)改為4小時(shí)一次。由于原來在板坯的端部無法肉眼觀察到氣泡和夾雜的存在，效果無法直接反應(yīng)。</p><p>　　經(jīng)過一系列的改進(jìn)后，板坯的表面質(zhì)量比以前有了很大的改觀，邊部的裂紋缺陷消失了，圖8和圖9充分的說明了這一點(diǎn)。改進(jìn)后連續(xù)10天，出現(xiàn)外觀缺陷的板坯明顯減少。</p><p>　　圖8剛下線板坯的上表面 圖9剛下線板坯的端面&

55、lt;/p><p>　　為了考證板坯表面質(zhì)量初見成效后生產(chǎn)的熱軋卷板質(zhì)量如何，前往客戶中冶恒通冷軋技術(shù)有限公司跟蹤生產(chǎn)改進(jìn)后的板坯生產(chǎn)的熱軋卷板使用情況，考察結(jié)果如下：</p><p>　　冷軋鍍鋅板邊部的線狀缺陷明顯的減輕，現(xiàn)場跟蹤生產(chǎn)60卷，均未出現(xiàn)因邊部缺陷的不合格品。個(gè)別卷在鍍鋅的過程中仍出現(xiàn)極少量的邊部鍍鋅缺陷，但是這個(gè)程度對于下游的用戶已經(jīng)可以接受，沒有作為協(xié)議品挑出。從整個(gè)改進(jìn)后

56、產(chǎn)品生產(chǎn)記錄上看，中冶恒通質(zhì)量異議提報(bào)的量由2009年9月至2010年1月的8%，降至2010年2月份的不足1%，效果明顯。</p><p><b>　　4 結(jié)論</b></p><p>　　1）熱軋過程中的立輥側(cè)壓并不是產(chǎn)生冷軋鍍鋅板上表面邊部缺陷的根本原因；</p><p>　　2）產(chǎn)生冷軋鍍鋅板上表面缺陷的根源是連鑄過程中水口積蓄物順著鋼

57、液進(jìn)入板坯，受水口流場的影響在邊部富集，結(jié)晶器邊部又存在弱冷區(qū)，造成Al2O3的成分偏析所致，并伴隨有裂紋出現(xiàn)；</p><p>　　3）氬氣保護(hù)澆鑄時(shí)，氬氣壓力太大導(dǎo)致氣泡進(jìn)入鑄坯，形成鑄坯內(nèi)部潛在的氣泡缺陷，經(jīng)熱軋和冷軋后，出現(xiàn)邊部的有手感無異色線狀缺陷。</p><p>　　4）合適的成分結(jié)構(gòu)，適度的氬氣保護(hù)，合理的更換水口周期和操作水口手法，強(qiáng)化結(jié)晶器冷卻，提高冷卻速度，適當(dāng)調(diào)整窄

58、面銅板錐度和降低鑄坯拉速，能夠?qū)㈣T坯邊部缺陷出現(xiàn)的幾率降至很低。</p><p><b>　　5 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]彭其春,田俊,尹會芳,張學(xué)輝,彭勝堂,徐靜波.冷軋表面線狀缺陷成因分析與探討.武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào),2009（1）: 15-19.</p><p>　　[2]車彥民,朱濤,章華明,董梅,陳其安. CSP 板卷

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