Q195線材 “黑線”表面缺陷的成因及控制

​王智文 宋介中

（山西中陽(yáng)鋼鐵有限公司技術(shù)中心，山西 中陽(yáng)033400）

【摘要】：研究了Q195線材 “黑線”問題的外部形貌和內(nèi)部組織等，對(duì)“黑線”形成的機(jī)理提出了預(yù)防措施和控制辦法。針對(duì)此類問題，在金相實(shí)驗(yàn)和掃描電鏡的分析手段下對(duì)“黑線”進(jìn)行分析，并且通過理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐跟蹤，認(rèn)為“黑線”的形成與結(jié)晶器保護(hù)渣的熔化不良和過程工藝控制有關(guān)。

【關(guān)鍵詞】： Q195  黑線   連鑄  結(jié)晶器  保護(hù)渣  水口

山西中陽(yáng)鋼鐵有限公司主要生產(chǎn)Q195、HRB400E、焊絲焊條鋼、號(hào)鋼等產(chǎn)品，其中Q195拔絲產(chǎn)品以質(zhì)量享譽(yù)市場(chǎng)，2017年初，線材車間在軋制Φ6.5規(guī)格的Q195時(shí)發(fā)現(xiàn)了類折疊“黑線”表面質(zhì)量問題，針對(duì)此種情況及時(shí)進(jìn)行了原因分析，并提出了相應(yīng)整改措施。中鋼Q195生產(chǎn)工藝流程為：混鐵爐——轉(zhuǎn)爐——150*150方坯連鑄機(jī)——高線軋制。Q195鋼種內(nèi)控成分見表1：

表1  Q195鋼成分/%

1  Q195線材表面缺陷分析

1．1 線材表面質(zhì)量問題主要特征

通過對(duì)線材表面進(jìn)行觀察，線材表面會(huì)出現(xiàn)一條或者是多條黑絲的細(xì)線，并且呈無規(guī)則分布，對(duì)其進(jìn)行扭轉(zhuǎn)后很容易開裂，但是直接目測(cè)很難判斷，與折疊形成的表面缺陷明顯不一致，后經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)跟蹤查看和對(duì)“黑線”長(zhǎng)度的測(cè)量，呈或長(zhǎng)或短、斷斷續(xù)續(xù)的無規(guī)則分布^[1-3]。如圖1

1.2 金相檢驗(yàn)分析

​對(duì)產(chǎn)品缺陷部位截取試樣進(jìn)行了金相實(shí)驗(yàn)，無脫碳，晶粒度均勻，全部為P+F，但發(fā)現(xiàn) “黑線”處出現(xiàn)氧化物質(zhì)點(diǎn)， 圖2為“黑線”部位的金相組織

1.3 電鏡掃描分析

對(duì)圖2中黑色質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行了電鏡掃描，分析結(jié)果表明了黑色質(zhì)點(diǎn)為結(jié)晶器保護(hù)渣。通常保護(hù)渣在結(jié)晶器中熔化，所含氟化物會(huì)在高溫下部分揮發(fā)和生成新的氟化物氣體進(jìn)入空氣^[3-4]。通過圖3電鏡掃描結(jié)果，氟含量很高，可以說明保護(hù)渣還尚未熔化徹底而被卷入鋼液。

2 控制辦法

    綜上所述，結(jié)合公司生產(chǎn)實(shí)踐，提出以下控制辦法：

（1）開發(fā)針對(duì)于Q195專用的保護(hù)渣。目前，150方坯采用中低碳保護(hù)渣只有一類，對(duì)某些鋼種有害，針對(duì)這一情況，與保護(hù)渣廠家進(jìn)行溝通，針對(duì)熔速和熔點(diǎn)重新制定了Q195專用保護(hù)渣。

（2）浸入式水口又石英質(zhì)改為鋁碳質(zhì)，保證使用壽命，防止穿孔。針對(duì)浸入式水口進(jìn)行材質(zhì)更換，能保證使用壽命，減少更換水口頻次以達(dá)到減少非穩(wěn)態(tài)操作，同時(shí)將浸入結(jié)晶器部分加粗設(shè)計(jì)，如圖4、圖5。

（3）拉速的影響。拉速過快渣膜厚度減小，縱裂紋增加^[5] ，控制拉速的穩(wěn)定性。

（4）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行跟蹤，雖液面穩(wěn)定，但出現(xiàn)偏流問題，這也是導(dǎo)致水口穿孔卷渣的一個(gè)原因，嚴(yán)格執(zhí)行工藝要求，不得出現(xiàn)偏流不對(duì)中情況。

3 結(jié)論

（1）電鏡掃描結(jié)果表明，“黑線”為鋼坯夾渣，同時(shí)說明了保護(hù)渣溶化性不良，應(yīng)根據(jù)鋼種特性對(duì)保護(hù)渣進(jìn)行調(diào)整。

（2）拉速過高時(shí)，液渣層較薄，不能均勻流入結(jié)晶器銅管與坯殼縫隙，造成不均勻卷渣。

（3）浸入式水口偏流導(dǎo)致結(jié)晶器內(nèi)鋼水流場(chǎng)不均勻引起剪切卷渣

（4）通過規(guī)范操作，Q195線材“黑線”表面缺陷得到有效控制。

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