重钢中厚板表面微裂纹研究

摘要

本文针对重庆钢铁股份有限公司炼钢厂生产的连铸板坯和中板厂生产的中厚板表面微裂纹开展深入分析，运用扫描电镜检查、金相分析、电子探针等手段对钢板、铸坯表面裂纹的形貌、形成机理以及引起表面微裂纹缺陷的关键工艺因素进行研究，并在实验室对中碳钢结晶器保护渣的结晶性能和Nb、Ti微合金钢的高温力学性能进行深入探索，制定出行之有效的解决措施，并在生产实践中得到成功的应用。 通过对中厚板表面微裂纹的研究及其生产实践，得到如下结果： (1) 钢板表面微裂纹的普遍特征是表面为细小、曲折的裂纹，表面以下隐藏着很长的水平内裂纹。钢板表面微裂纹多发于厚度较大的中厚板，多发于低合金钢，尤其多发于Nb、Ti微合金化的低合金钢。钢板表面微裂纹不是轧制时新产生的裂纹，而是由坯料原始裂纹扩展形成的。原始裂纹是沿晶界裂开的表面微裂纹。裂纹的形核与晶界处杂质和析出物有很大的关系。 (2) 钢板表面微裂纹可以分为星形裂纹、网状裂纹、横裂纹和纵裂纹等种类，连铸板坯表面缺陷也与之相对应。其中以星形裂纹、网状裂纹为多，危害最重，横裂纹稍次之。连铸坯产生裂纹的原因十分复杂，其中钢的化学成分决定的高温力学性能是产生裂纹与否的内部因素，工艺条件和操作条件是产生裂纹的外部因素。 (3) 通过采用Ni-Fe镀层结晶器、优化低合金钢结晶器保护渣特别是增加其润滑性，减轻坯壳表面所受的摩擦力，从而大幅减少网状或星形裂纹。通过控制保护渣的粘度及消耗量等，减轻振痕深度以减少横裂纹。减小铸坯冷却强度、推广稳定浇注工艺均对减少中厚板表面微裂纹具有重要的作用。 (4) 应变速率对钢的高温塑性具有显著的影响，在第Ⅲ脆性区，应变速率越小，高温塑性越差。从应变对塑性影响的结果看，二冷段变形要比矫直变形对已形成的裂纹扩展作用更大。因此加强结晶器振动机构和二冷扇形段的维护、检查，确保其运行的稳定性和可靠性，保证其符合工艺要求，对减少中厚板表面微裂纹具有重要的作用。 论文研究的成果形成技术措施应用于重钢炼钢厂的生产实践，取得了很好的效果，中厚板表面微裂纹大幅降低。