45#鋼表面帶狀裂紋成因分析及措施

李  波  劉  欣  王主富  易  珊  肖太平  馮  敢



（方大集團(tuán)九鋼萍鋼鋼鐵有限公司，江西  湖口  332500）

摘  要：通過裂紋形貌，裂紋截面輪廓、連鑄低倍觀察及成分含量分析等方法，對45#鋼表面帶狀裂紋進(jìn)行分析，結(jié)果表面：鋼水氣體含量偏高形成的皮下氣泡、C、P偏析形成的偏析帶及連鑄低倍存在微裂紋及夾雜是產(chǎn)生表面帶狀裂紋的主要原因。

關(guān)鍵詞：45#鋼；帶狀裂紋；成分偏析；連鑄低倍

Cause Analysis and Measures of 45 # Steel Strip Surface Crack

Li Bo, Liu Xin, Wang ZhuFu, Yi Shan, Xiao TaiPing, Feng Gan

(Fangda Group Jiujiang Steel Co.,Ltd. Hukou 332500 Jaingxi, China)

Abstract： Through the crack morphology, crack section contour, continuous casting macroscopic observation and content analysis method, analysis of 45 # steel strip surface crack, results: on the surface of molten steel gas content on the high side, C, P segregation formation formed by subcutaneous bubbles of segregation and the continuous casting of low power micro cracks and inclusions were the main cause of strip surface cracks.

Keywords: 45 # steel; zonal crack; composition segregation; continuous casting low power

1 前言

方大集團(tuán)九江萍鋼鋼鐵有限公司（簡稱九鋼）在2016年9月進(jìn)行45#鋼規(guī)模性試生產(chǎn)，生產(chǎn)較為成功，在后期的用戶使用跟蹤過程中得到用戶的好評，但在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)45#鋼表面帶狀裂紋的質(zhì)量缺陷，具體見圖1。

在表面開裂部位截取樣，通過萊卡DMI5000M金相顯微鏡觀察裂紋形貌、裂紋截面輪廓、連鑄低倍觀察及氣體含量分析等方法，對該缺陷進(jìn)行詳細(xì)分析，找出主要原因，并在分析基礎(chǔ)上采取相關(guān)工藝措施，避免此類缺陷的產(chǎn)生。

2 工藝流程

45#鋼工藝流程為：鐵水預(yù)處理（130t）→轉(zhuǎn)爐（130t）→氬站→板坯連鑄機(jī)→加熱爐→粗軋→精軋→ACC層流冷卻→切邊→入庫。

3 連鑄機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

    連鑄機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見表1。

4 試樣方法

4.1 取樣方式

在表面開裂部位截取樣品1#、2#，取樣示意見圖2，紅色截面為觀察面。1#樣品編號為3097454，2#、3#樣品為91621798批組、鋼板號6913360020。裂紋分別編號為裂紋1、2、3。樣品觀察面裂紋形貌見圖3。

4.2 分析結(jié)果

裂紋形貌分析結(jié)果見圖4。截取樣品3#對其表面不同區(qū)域、厚度截面使用PDA-5500IV、PDA-7000直讀光譜分析儀進(jìn)行成分分析，分析結(jié)果見表2。

5 分析與討論

5.1 成分偏析及組織分析

由圖3可以看出，開裂區(qū)域有明顯的輪廓界線，開裂區(qū)域的邊部存在少量回火馬氏體，在厚度1/4位置有一條嚴(yán)重偏析帶，偏析帶內(nèi)有一條微裂紋，對比3#樣品表面開裂區(qū)域、正常區(qū)域、厚度截面光譜分析結(jié)果，正常區(qū)域與厚度截面光譜分析結(jié)果基本一致，而開裂區(qū)域C、P均高于其他兩個區(qū)域，存在較為嚴(yán)重的成分偏析現(xiàn)象。這使得在元素偏析區(qū)域的淬透性強(qiáng)于其他區(qū)域，易回火馬氏體強(qiáng)度較高而韌性較差的硬相組織。

5.2 邊部裂紋分析

由圖4可知，邊部裂紋周圍組織未見脫碳、夾雜物聚集等的現(xiàn)象，邊部裂紋截面輪廓弧度較小、近圓弧狀。這說明表面裂紋來自于鑄坯淺層的皮下氣泡或連鑄結(jié)晶器氬氣泡未及時上浮產(chǎn)生的缺陷。

5.3 裂紋內(nèi)部分析

2#樣品邊部開裂部位的開口均發(fā)現(xiàn)有脫碳層，裂紋內(nèi)有灰黑色的硫化物夾雜，說明連鑄坯表面存在微裂紋，在軋鋼加熱爐加熱時開裂部位局部氧化。

5.4 氣體含量分析

由該缺陷部位取樣使用TCH600氧氮?dú)浞治鰞x進(jìn)行氣體含量檢測， 該批次鋼板平均氮含量為61ppm，氫含量達(dá)到6ppm，氣體含量偏高，連鑄坯容易形成皮下氣泡。

5.5 連鑄低倍分析

由連鑄坯低倍試樣（見圖5）可以觀察到，連鑄低倍存在明顯微裂紋及夾雜,說明連鑄設(shè)備工況狀態(tài)不佳。

通過以上分析，認(rèn)為鋼水氣體含量偏高形成的皮下氣泡、C、P偏析形成的偏析帶及連鑄低倍存在微裂紋及夾雜是產(chǎn)生表面帶狀裂紋的主要原因

6 措施

（1）優(yōu)化轉(zhuǎn)爐及精煉工藝，保證轉(zhuǎn)爐“微正壓操作”，嚴(yán)格控制鋼水氮含量。適當(dāng)延長氬站吹氬時間及精煉LF爐軟攪拌時間，在精煉工位制定動態(tài)軟攪拌時間確保鋼水成分的均勻性，減少成分偏析，鋼水中的夾雜物，提高鋼水純凈度。

（2）加強(qiáng)合金烘烤、LF爐精煉工序的埋弧操作及防止鋼水的二次氧化，避免鋼水增氫、增氮，降低鋼液中的氣體含量。嚴(yán)格控制中間包溫度，減少拉速波動，實(shí)現(xiàn)連鑄恒拉速，保證結(jié)晶器內(nèi)的氬氣泡充分上浮。

（3）強(qiáng)化連鑄機(jī)定檢及點(diǎn)檢，確保連鑄機(jī)設(shè)備功能精度，每次開澆前必須保證二冷區(qū)冷卻水管道暢通，噴嘴無堵塞，無歪斜、噴水均勻。二冷水的配水制度嚴(yán)格按照45#鋼種、拉速和鑄坯斷面設(shè)定執(zhí)行。

7 束語

在采取上述措施后，45#鋼表面帶狀裂紋缺陷得到有效改善，為45#鋼的質(zhì)量及用戶滿意度的進(jìn)一步提升奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。