SPHC代表熱軋鋼板（對應(yīng)的冷軋板是SPCC），相當(dāng)于GB∕T 699—2015《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》中的10#、15#鋼的熱軋板，C質(zhì)量分?jǐn)?shù)是0.10%~0.15%。隨著鋼鐵冶煉技術(shù)的進步，高效節(jié)能的生產(chǎn)方式是大多數(shù)鋼廠的追求，以求在激烈的市場競爭中占據(jù)有利地位。然而，國內(nèi)某大型鋼鐵企業(yè)在低成本生產(chǎn)SPHC冷軋基料時經(jīng)常有部分爐次的鋼卷頭、尾同時出現(xiàn)了較嚴(yán)重的爛邊缺陷，這給公司造成了巨大的經(jīng)濟損失，嚴(yán)重制約了公司低碳鋼系列產(chǎn)品的開發(fā)。為了消除爛邊缺陷帶來的不利影響，本文從煉鋼和軋鋼工藝方面著手，通過缺陷形貌、金相組織及軋制原理分析，找出頭、尾爛邊缺陷產(chǎn)生的原因，提出解決爛邊缺陷的措施，取得了良好的效果，為公司挽回了損失。

1.   SPHC生產(chǎn)工藝流程概述

公司煉鋼五廠目前配備100 t轉(zhuǎn)爐2座，六機六流弧形方坯連鑄機1臺，四機四流板坯連鑄機1臺，SPHC帶鋼由煉鋼五廠和熱卷廠協(xié)同生產(chǎn)。公司煉鋼五廠SPHC鋼種的化學(xué)成分控制如表1所示，其連鑄板坯生產(chǎn)工藝為：轉(zhuǎn)爐冶煉→脫氧合金化→吹氬微調(diào)成分→保護澆鑄→定尺→熱送，熱卷廠目前熱軋卷板SPHC生產(chǎn)采用全連軋工藝，流程為：上料→加熱→除鱗→粗軋→切頭尾→除鱗→精軋→卷取→打包→噴碼→入庫發(fā)貨。

2.   過程檢驗及分析

2.1   成分分析和氧氮分析

通過對爛邊爐次的成品鋼板（圖1）取樣進行光譜成分分析，并采用鋼研納克5500氧氮氫分析儀測得氧、氮氣體含量，SPHC主要成分如表2所示。由表2可知，冶煉成分滿足國標(biāo)和內(nèi)控要求，未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象。

2.2   金相組織及夾雜物分析

針對熱卷廠此次熱軋卷板SPHC爛邊現(xiàn)象，對鋼卷進行取樣，通過粗磨→精磨→拋光等操作流程，加工成一定厚度且拋光面積為20 mm×10 mm的縱切面。參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10561—2005進行檢驗，運用光學(xué)金相法，在光學(xué)顯微鏡100倍的視場下研究夾雜物和金相組織情況，并利用掃描電鏡對夾雜物進行能譜分析。其中缺陷形貌、夾雜物形貌及能譜情況分別如圖2、圖3所示。

從圖2(a)可發(fā)現(xiàn)裂紋為典型的穿晶斷裂，存在較多的氧化鐵皮，并伴有輕微的脫碳及晶粒長大，可推斷裂紋為連鑄坯帶來的裂紋，且裂紋有擴展的趨勢。

從圖2(b)可發(fā)現(xiàn)爛邊處的金相組織與正常部位的金相組織幾乎一致，形貌有撕裂跡象，但晶粒卻沒有拉伸或變形的現(xiàn)象，可推斷爛邊缺陷系板坯在高溫時受外力撕扯作用所致，變形的晶粒在高溫時產(chǎn)生了回復(fù)再結(jié)晶。

從圖3可發(fā)現(xiàn)B類（Al2O3）夾雜物含量偏高。經(jīng)現(xiàn)場查看，發(fā)現(xiàn)本爐鋼因生產(chǎn)節(jié)奏緊張未進行鈣處理，可推斷本爐次B類夾雜物偏高系未進行鈣處理所致，從而推斷鈣處理工藝與爛邊缺陷具有強烈的相關(guān)性。

3.   爛邊缺陷產(chǎn)生的原因分析

SPHC冷軋基料一般采用鋁脫氧，鋼中易生成大量的高熔點絮狀A(yù)l2O3類夾雜物，容易導(dǎo)致水口結(jié)瘤及鋼材性能惡化，需要對其進行改性。目前較常采用的夾雜物改性方法是通過合理的鈣處理，將鋼中高熔點的Al2O3和Al2O3·MgO夾雜物改性為低熔點的鈣鋁酸鹽類夾雜物，以防止?jié)茶T過程中在水口結(jié)瘤并降低脆性夾雜物對冷軋基料延展性能的危害[1−2]。合理的鈣處理可以減輕水口結(jié)瘤，提高連澆爐數(shù)，在國內(nèi)外的鋼廠中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用[3−4]。故SPHC爛邊缺陷與異常的鈣處理工藝具有強烈的相關(guān)性。

因爛邊缺陷集中鋼卷的內(nèi)外數(shù)圈，自然考慮到粗軋立輥的短行程控制[5−6]，其控制原理是：根據(jù)大側(cè)壓調(diào)寬時板坯頭尾收縮的輪廓曲線，使立輥軋機的輥縫在軋制過程中不斷改變，其變化曲線對稱且相反，以補償側(cè)壓失寬量，再經(jīng)過水平軋制后，使頭尾部的軋制失寬量減少到最低限度。雖然粗軋采用了短行程控制軋制，但是頭尾仍會有500~600 mm長度的中間坯出現(xiàn)失寬現(xiàn)象。切頭、切尾后經(jīng)7~8機架精軋至1.5~2.5 mm厚度的成品，發(fā)現(xiàn)頭尾爛邊缺陷長度與立輥短行程軋制長度正好相對應(yīng)。

根據(jù)軋制后的板坯頭尾變形特征[7−8]，兩個類圓弧段非均勻變形區(qū)只能與立輥不良接觸甚至不接觸，再加上頭尾邊角部位在除鱗水的激冷下溫度偏低，經(jīng)常處于發(fā)黑狀態(tài)，如圖4所示，若此時板坯已經(jīng)存在裂紋，在平輥的軋制擠壓下，必定會導(dǎo)致板坯沿著裂紋處出現(xiàn)擠壓撕裂現(xiàn)象，從而導(dǎo)致成品卷的內(nèi)外圈出現(xiàn)爛邊缺陷。而板坯的均勻變形區(qū)在立輥的側(cè)壓和平輥的拉伸擠壓下則將裂紋消除

綜上所述，國內(nèi)某廠的SPHC冷軋基料頭尾爛邊缺陷的原因為冶煉時未進行或未充分進行鈣處理，導(dǎo)致Al2O3類夾雜物偏高，降低了基體的韌塑性，從而導(dǎo)致鑄坯的窄面或角部振痕處出現(xiàn)了裂紋。在后續(xù)的粗軋過程中，由于頭尾的非均勻變形區(qū)未充分受到立輥的側(cè)壓，而是在平輥的軋制擠壓和除鱗水的激冷下導(dǎo)致了裂紋擴張、撕裂，致使成品卷的內(nèi)外數(shù)圈出現(xiàn)爛邊缺陷[9−10]。

4.   改進措施

4.1   鈣處理工藝

通過規(guī)范煉鋼廠的鈣處理工藝，如：喂鈣線前5 min不得補鋁；喂鈣線時氬氣流量控制在250~400 L/min，Ca/Als質(zhì)量比控制在0.07~0.12；喂鈣線后保證軟吹時間大于6 min，后續(xù)生產(chǎn)的SPHC冷軋基料未出現(xiàn)過爛邊缺陷。

4.2   立輥參數(shù)優(yōu)化

通過修改存儲在模型服務(wù)器上的短行程控制參數(shù)來優(yōu)化短行程控制曲線。將板坯頭尾的非均勻變形區(qū)長度從原來的0.5~0.6 m縮短至0.3~0.4 m，并對煉鋼工藝存在波動爐次的板坯增加切頭、切尾長度，為可能存在缺陷的板坯“保駕護航”。

4.3   除鱗工藝優(yōu)化

通過在除鱗箱的進口和出口處各增加一組鐵鏈垂簾，減少高壓除鱗水對板坯頭尾的沖刷冷卻，減少溫降，提高均勻變形區(qū)的延展性。

5.   結(jié)束語

通過對冷軋基料SPHC爛邊缺陷樣品進行化學(xué)成分檢測、缺陷形貌檢測分析和組織金相檢測，表明冷軋基料SPHC爛邊缺陷與化學(xué)成分無關(guān)，主要是鋼中B類（Al2O3）夾雜物含量偏高導(dǎo)致板坯窄邊或角部出現(xiàn)裂紋，經(jīng)過粗軋后板坯頭尾處的裂紋產(chǎn)生了撕裂，從而在鋼卷頭、尾數(shù)圈形成爛邊缺陷。

通過采用鈣處理工藝、立輥參數(shù)優(yōu)化和除鱗工藝優(yōu)化等改進措施后，冷軋基料SPHC爛邊缺陷基本受到控制，攻關(guān)效果良好。

文章來源——金屬世界