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Q235H型钢腹板裂纹的起因与分析

来源:无锡森淼特钢 发布时间: 2014/12/24 16:40:21 【返回上一步】
本页关键词:Q235H型钢腹板裂纹的起因与分析

Q235H型钢腹板裂纹的起因与分析

腹板裂纹是异型连铸坯生产H型钢无法完全消除的主要缺陷。而在当前严峻的市场形势下,提高产品质量对于企业的市场竞争力而言,越来越具有重要的意义。首钢长治钢铁有限公司H型钢厂通过调整轧制工艺参数和改变冶炼方式两种方法,跟踪调查了H250mm×255mm×14mm×14mm规格腹板裂纹的变化情况,进而确定了影响腹板裂纹的主要因素。此举有利于提高质量,减少浪费,从而增强产品的市场竞争力。
思路:从轧制与冶炼入手该厂组织生产约1500吨共计22个批次、牌号为Q235、规格为H250mm×250mm的H型钢,调节H型钢万能轧机的每道次腹板压下量并观察表面质量,其中两批次坯料未经过LF吹氩站精炼工序。该厂跟踪坯料总计1538.48吨,分22个批次、3个班次组织生产,其中两个批次未进行工艺优化,另两个批次的坯料是未经过LF吹氩站处理的库存坯料。实践:工艺优化提高表面质量他们针对开坯机、万能轧机原有工艺参数进行优化,主要希望通过增加万能轧机来料厚度即增大开坯机辊缝,在万能轧机设备能力允许的范围内利用X、H孔型对轧件特有的加工方式,来加强晶粒细化,提高表面质量。开坯机优化。轧制程序优化情况见表1。各道次均为实际辊缝,将开坯轧机弹跳值考虑在内,优化后轧件实际厚度为60mm。除鳞压力为145bar,表面氧化渣可有效去除,满足工艺要求。工艺优化前后轧制温度及轧制力变化如表2所示。可以看出,第三、四、五道辊缝放大后,驱动侧及操作侧轧制力均有所降低。万能轧机优化。为降低各机架轧制力,便于轧件咬入,他们针对万能轧制程序表各道次辊缝进行优化。工艺参数优化前后立辊轧制力无明显变化,UR、UF水平辊轧制力均有所增大,其中UF水平辊轧制力增幅在200kN。而从数据可以看出,未经过工艺优化时裂纹料比例为12.3%,工艺优化后裂纹料比例为4.19%,经过工艺优化但未经过吹氩处理的裂纹料比例为8.956%。由此得出结论,经过LF(钢包精炼炉)吹氩站处理的坯料生产出的腹板裂纹明显减少,后期轧制工序采取工艺优化的措施不能从根本上解决腹板裂纹的产生。研究:探寻裂纹形成的原因连铸过程是一个钢水连续浇铸、连续凝固的过程。在这个过程中,钢从液态转变为固态,并伴随着热量的传输。钢水在连铸机中凝固传热是在3个冷却区内实现的:在一次冷却区,钢液在结晶器中形成一定厚度的均匀坯壳,钢水传出的热量被高速流动的冷却水带走。在二次冷却区,喷水加速铸坯内部热量的传递,使液芯部分逐渐凝固,并保证一定的外形尺寸和内部结构。在空冷区,出二冷区后,铸坯在空气中冷却,热量主要以辐射方式散失。连铸二次冷却的作用在结晶器内仅凝固了20%左右钢水量,还有约80%尚未凝固。从结晶器拉出的铸坯凝固成一个薄的外壳,而中心仍然是高温钢水,边运行边凝固,结果形成一个很长的液相穴。为了使铸坯继续凝固,从结晶器出口到拉矫机长度内设置一个喷水冷却区。在二冷区设有喷水系统和按弧形排列的一系列夹辊,起支承和导向作用,使铸坯沿一定弧形轨道运行时,避免产生膨胀变形。二次冷却不仅与铸机产量和质量密切相关,而且对铸坯质量也有重要的影响。在二冷区如果各段之间冷却不均匀,就会导致铸坯表面的温度呈现周期性的回升。回温引起坯壳膨胀,当施加到凝固前沿的张应力超过钢的高温允许强度和临界应变时,铸坯表面和中心之间就会出现裂纹。而温度周期性变化会导致凝固壳发生反复相变,是铸坯皮下裂纹形成的原因。结晶器内形成的纵裂纹大都细浅,当铸坯进入二冷区后,如冷却强度过大或冷却严重不均匀,较强的热应力会促使铸坯表面已生成的微细纵裂纹扩大、延伸,最终发展成表面纵裂缺陷。而不同的二冷方式对铸坯纵裂存在着一定的影响,采用喷水冷却,水滴大、铺展面小,水珠落到高温铸坯表面,会生成蒸汽膜阻碍冷却水与铸坯接触,造成冷却不均匀。同时,导辊处由于下流水的汇集,铸坯在通过时受到强烈冷却。这些都造成铸坯表面温度波动大,热应力增加,促使微细纵裂纹进一步扩大延伸。

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