王智文， 宋介中， 劉文靜

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

1 Q195 線材概述

山西中陽(yáng)鋼鐵有限公司（以下簡(jiǎn)稱中鋼）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 mm 規(guī)格的Q195 時(shí)發(fā)現(xiàn)了類折疊“黑線”表面質(zhì)量問(wèn)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 mm×150 mm 方坯連鑄機(jī)—高線軋制。Q195 鋼種內(nèi)控成分見(jiàn)表1。

表1 Q195 鋼成分 %

2 Q195 線材表面缺陷分析

2.1 線材表面質(zhì)量問(wèn)題主要特征

通過(guò)對(duì)線材表面進(jìn)行觀察，線材表面會(huì)出現(xiàn)一條或者多條黑絲的細(xì)線，并且呈無(wú)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(guò)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(wú)規(guī)則分布[1-3]，如圖1。

圖1 線材“黑線”表面形貌

2.2 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(wú)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。

圖2 Q195“黑線”缺陷部位的金相圖

2.3 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(guò)圖3 電鏡掃描結(jié)果，氟含量很高，可以說(shuō)明保護(hù)渣還尚未熔化徹底而被卷入鋼液。

圖3 電鏡（SEM）掃描結(jié)果

3 Q195 線材表面缺陷控制

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 mm×150 mm 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。

圖4 原浸入式水口尺寸（mm）

圖5 現(xiàn)在浸入式水口尺寸（mm）

3）拉速的影響。拉速過(guò)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(wèn)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。

4 結(jié)論

1）電鏡掃描結(jié)果表明，“黑線”為鋼坯夾渣，同時(shí)說(shuō)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(guò)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(guò)規(guī)范操作，Q195 線材“黑線”表面缺陷得到有效控制。