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乾润钢球谈中碳钢薄板轧制的表面缺陷

发布时间:2022-03-16 16:50:03来源:乾润钢球

在低碳钢(08AI沸腾钢、半镇静钢、镇静钢)热轧板和冷轧板的表面常常会遇到亮带和暗带缺陷,其宽度一般为1 5~2O毫米,而长度可达十几米,具有这样缺陷的板坯不能用来生产要求严格的产品,因此需要消除或减少表面缺陷.  对于表面缺路的成因,人们众说纷纭,有人指出:在金属薄带的下面常常观察到许多氧化物夹杂、硫化物及磷化物.有人认为,沸腾钢、半镇静钢板坯的亮带是由于轧制状态下板坯加热时表面气泡氧化和暴露形成的.暗带主要是由于轧制时炉内氧化铁皮压人金属形成的,但这些理论也不能完全解释板坯表面(如08AI)条带缺陷的形成原因,而有关中、高碳钢轧板表面带缺陷成因的文献材料目前尚不存在.  本文对中碳钢板坯的亮带和暗带缺陷进行了观察和研究.首先从六炉钢水浇铸而成的板坯中选出有缺陷的板坯(元素的平均含量%:0.52C,0.26Si,0.65Mn,0.15Cr,0.12S、0.1 6P)缺路板坯图,并截取火焰清理后及轧制状态下板坯加热后从水冷到空玲的板坯试样.  观察表明,中碳钢亮带中常常会看到隆起:金属薄带局部或全部分层,分层段可用镊子掀开或完全去除;在轧制过程中,金属薄带会起皱或完全脱离,而在其下面为具有粗糙表面的暗带或起棱带.在显微镜下,亮带处无论何时都观察到相对大的非金属夹杂物链,这些非金属夹杂物很容易被拉长,特别是在纵向磨片上,但被拉长的通常是相对较大的有棱角的夹杂物.  有文章指出,具有表面裂纹的铸锭或板坯加热到900~ 1000C时,裂纹间隙迅速被氧化物FeO 填充(10~ 12秒).随着停留时间的延长或温度的提高,金属沿着裂纹被脱碳且内部被氧化,扩散到金属中的氧最先与铝、硅、锰结台形成细球状氧化物.当温度为9O0~ 1100 C时,氧化物基本上小于1微米,在晶界处氧化物形成几乎是连续的薄带,随着温度提高到1200~1350C氧化夹杂物的尺寸扩大到3~15微米,它们的组成成分是FeO.  材料表明,亮带下的氧化毛面层--内部氧化层,而各种形状的大颗粒氧化物链- - 轧制时在裂纹间隙中形成的零散氧化薄带,内部氧化带和薄带的金属脱碳为纯铁索体可作为证明,那/厶作为亮带远处的表面脱碳则不存在.内部氧化带的氧化物尺寸及脱碳层宽度的不同是由具有表面裂纹的钢锭或板坯的加热温度所决定的.  因此,由中碳钢轧板表面亮带区的金属材料得知:亮带和暗带的形成是以钢锭或板坯的表面裂纹为基础的,金属沿着裂纹脱氧和脱碳主要是在轧制状态下钢锭或板坯加热时进行的.  70092号炉板坯缺陷段组织的特点是:板坯上的亮带、暗带外视图与其它炉板坯外视图相似,亮带下面是氧化物链,但在它们的附近不存在内部氧化带,当放大800倍时,没有氧化毛面,实际上在氧化物链尉近不存在基体和金属带脱碳,这只能用轧制成坯时板坯衷匾产生的表匾裂纹来解释,大概是由于压下{5j度破坏造成的.因此氧化物只是在裂纹间隙中形成,内部氧化和脱碳实际上没发生.  生产观察表明:板坯条带缺陷的出现同火焰清理有关,清理面积越大;形成的条带趣多.  众所周知,火焰请理时沿着熔炼槽形成熔化金属隆凸,在隆凸和母体金属问可观察到气泡和表面氧化段,轧制状态下,板坯加热时这里的氧化皮数量会增多,在流槽中甚至会形成薄薄的熔化金属层(约5~ l0微米) 在金属层中有许多析出的大颗粒或不溶解的氧化物,隆凸的高度一般为0.3~O.6ram,在板坯加热或轧翻时,隆凸被氧化或辗平,但不能完全消失,因为在它们的下面是氧化皮层,于是在熔化隆凸的基础上形成亮带和暗带.  当无表面裂纹和大的熔化隆凸的板坯加热到1000~ 1250℃ 时形成明显的氧化皮表层,而在氧化皮表层的下丽是厚40~50微米的脱碳层,脱碳层中有宽7~ 10微米的内部氧化带.由材料得知:内部氧化带的小圆夹杂物是由氧化铝、氧化硅、氧化锰组成的,在板坯轧制过程中氧化层和脱碳层被完全轧出,板坯上不应观察到亮带和暗带.  结论,中碳钢热轧、冷轧板表面的亮带和暗带的产生,主要是以板坯的表面裂纹为基础的,甚至是以轧制成坯时产生的裂纹为基础,金属壳被完全轧平时,拥有大量非金属夹杂物的中间层下面的亮带变为暗带.当压下{5j度破坏时,在板坯表面有缺陷的地方或板坯表层有大颗粒非金属夹杂物(特别是夹杂物处于液体状态)的地方形成裂纹.  许多情况下用火焰清理的方法只能去除部分板坯裂纹,因为裂纹的深度通常要比熔炼槽深.与此相关的,如果板坯火焰清理越严重,板坯的表面缺陷越多.轧制状态下,板坯加热时金属沿着未去除的裂纹继续被氧化和脱碳,引起表面形成暗带和亮带.理论上建议:表面带下硫和磷的浓度高是因为铸坯、板坯裂纹的树枝状晶体问充满了碱和磷.毫无例外,亮带和暗带的形成是以火焰清理中具有氧化段的大熔化隆凸为基础的.

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