谷新新

摘 要：本文從煉鋼和軋鋼兩個方面對本廠生產的Q235B圓鋼常見的不同類型的表面裂紋情況進行了分析，通過金相觀察檢驗及SEM和能譜分析，找出了不同類型裂紋的形成機理和來源，并提出了相應的控制措施。

關鍵詞：圓鋼；表面裂紋；形成機理；控制措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.050

1 前言

圓鋼表面裂紋是圓鋼最主要的表面質量缺陷之一，嚴重影響到圓鋼再加工后的產品質量，尤其是在鍛打和冷墩過程中，裂紋會在加工件上得到延展，使加工件開裂而報廢，因此對圓鋼表面裂紋的控制顯的十分重要。棒線型材廠目前有兩條生產線可以生產圓鋼，可生產普碳圓鋼、低合金結構圓鋼、合金結構圓鋼等，生產質量一直較為穩(wěn)定。但在生產Q235B圓鋼，部分圓鋼表面出現(xiàn)了無規(guī)則的、縱向分布、肉眼可見的黑線狀短裂紋，經檢驗判定為不合格品，另有部分圓鋼在酸洗后，表面明顯可見深淺不一的長條裂紋。嚴重影響到了圓鋼的質量，提高了生產成本，造成了較大的質量損失，為此我們進行了減少圓鋼表面裂紋的攻關。

2 圓鋼表面裂紋原因分析

2.1 表面裂紋形貌

對圓鋼表面裂紋形貌進行觀察分析，判斷圓鋼表面存在兩種不同的類型的裂紋，分別為黑線短裂紋（如圖1、圖2）和長條狀裂紋（如圖3、圖4）。

2.2 金相檢驗和SEM能譜分析

（1）對L56573238批36mm規(guī)格的Q235B圓鋼表面黑線短裂紋處進行橫向取樣分析，缺陷位置可見向基體擴展的裂紋，裂紋的深度為0.37mm（如圖5）；裂紋附近（圓鋼近表面）可見大型夾雜物，裂紋根部可見分叉以及高溫氧化和脫碳現(xiàn)象（如圖6）；其他未見異常，組織為F+P。

（2）對17B500803批36mm規(guī)格的Q235B圓鋼表面黑線短裂紋處進行橫向取樣分析，結果表明：黑線處存在裂紋，裂紋深入基體約0.15mm，裂紋周圍未見明顯脫碳和氧化點， 裂紋內有異物填充（如圖7）。對圓鋼表面黑線和橫截面裂紋處（如圖8）進行SEM和能譜分析，結果表明：表面黑線和橫截面裂紋處均存在夾雜，夾雜中含有Al、Si、Ca、Na、Mg等特征元素（如表1）。

（3）對L554111616批25mm規(guī)格的Q235B圓鋼表面黑線處進行橫向取樣分析，缺陷深度為0.09mm（如圖9），缺陷表現(xiàn)為凹坑形貌，裂紋內干凈，兩側無脫碳現(xiàn)象，不向基體內擴展，其他未見異常，組織為F+P（如圖10）。

2.3 原因分析

（1）查看L56573238爐鑄坯酸洗樣情況，發(fā)現(xiàn)鑄坯表面有較多針孔狀缺陷，與其它爐次相比，判斷該缺陷為鋼液脫氧不良造成，因該轉爐系統(tǒng)副槍裝備尚未投入使用，無法準確判斷出鋼時鋼水氧含量，只能根據(jù)生產經驗來加入脫氧劑，受爐況變化及人員經驗不足等影響，極易造成脫氧劑加入量不足，鋼水脫氧不良，在鋼水凝固過程中，氧在鋼液中的溶解度隨溫度的下降而減少，超過碳氧平衡值的過剩氧就會與碳起反應，生成CO氣泡，在鋼錠表面形成針孔或是皮下氣泡缺陷。針孔在軋制過程中得到延伸，在圓鋼表面形成黑線短裂紋。

（2）對17B500803批缺陷形貌進行分析，缺陷處夾雜物中帶有明顯保護渣成分，判定為鑄坯皮下夾渣所致。查看連鑄過程工藝參數(shù)及人員操作習慣，判定為結晶器水口插入深度過淺，中包工在向結晶器加入保護渣的過程中，一次加入保護渣量過大，導致化渣不好及液面波動大，保護渣卷入鑄坯，形成皮下夾渣。軋制過程夾渣暴露，在圓鋼表面形成黑線短裂紋。

（3）L554111616批根據(jù)缺陷形貌分析，判定為軋制過程中劃傷。

3 Q235B圓鋼表面裂紋的控制措施

3.1 加大出鋼過程脫氧劑加入量

根據(jù)轉爐終點碳、溫及是否補吹等情況，結合前期生產情況，加大脫氧劑加入量，出鋼結束強吹氬3分鐘后定氧，根據(jù)定氧情況二次補加脫氧劑，保證出站時鋼水氧含量在40ppm以下，減少鋼種氣體，消除表面氣孔和皮下氣泡，消除裂紋產生的根源。規(guī)范吹氬操作，嚴格執(zhí)行吹氬標準，保證脫氧反應充分進行，保證脫氧產物能夠有效排除，減少鋼種非金屬夾雜物。

3.2 優(yōu)化連鑄操作

優(yōu)化水口插入深度，優(yōu)化保護渣加入方式，少量多次加入，確保保護渣熔化良好，減小液面波動和保護渣卷入鋼水。加強生產調度管理，穩(wěn)定連鑄拉速，防止出現(xiàn)拉速波動過大現(xiàn)象。

3.3 軋鋼工序重點對軋制通道進行監(jiān)控

加大各飛剪樣的取樣頻次，加強軋制過程軋件的表面質量監(jiān)控，加強成品孔后的流程監(jiān)控，當成品出現(xiàn)刮、擦產生“火花”時，及時停軋整改。加強檢查和軋制中的溝通聯(lián)系，減少軋件刮傷，發(fā)現(xiàn)成品有刮傷時立即處理。

4 結語

（1）Q235B圓鋼的表面黑線裂紋主要是由鋼水脫氧不良形成的鋼坯表面氣孔或是皮下氣泡所造成以及皮下夾渣軋制暴露所造成，其次是軋制過程中軋制通道的劃傷。

（2）加深脫氧，減少表面氣孔和優(yōu)化連鑄操作以及加強軋制通道檢查與控制后，Q235B圓鋼的表面裂紋情況得到明顯控制，攻關措施有效，成果顯著。

參考文獻：

[1]吳昌飛，陳會芬.Q235B碳素結構鋼熱軋圓鋼的開發(fā)[J].硅谷，2012（08）：105.

[2]潘建洲.40Mn2圓鋼成品剪切斷口裂紋成因分析與對策[J].軋鋼，2016，33（03）：67-70.

[3]劉健.圓鋼斷面剪切裂紋的分析及預防措施[J].熱加工工藝，2010，39（01）：154-156.