06Cr13钢坯轧制横裂原因分析及改进措施

吴月龙

(山东泰山钢铁集团有限公司，山东 271100)

06Cr13钢坯轧制
横裂原因分析及改进措施

吴月龙

(山东泰山钢铁集团有限公司，山东 271100)

针对06Cr13钢坯在轧制过程中出现横裂缺陷，对横裂部位进行宏观检测、化学成分检测、金相分析，发现连铸坯存在的原始缺陷和残余应力是发生轧制横裂的主要原因。适当降低结晶器冷却水强度和过热度可降低该缺陷产生的几率。

06Cr13;轧制;裂纹;原始缺陷;残余应力

我公司一支06Cr13板坯在轧制过程中出现严重的横裂缺陷被判废，造成了严重的经济损失且打乱了生产秩序，为查明轧制横裂原因，对送检横裂试样进行相关分析检测工作。

1 试验方法

1.1 宏观检测

对送检的缺陷试样进行图片采集，宏观检测。

1.2 化学成分检测

在送检试样正常部位截取化学成分试样，用SPECRTOLAB M10型光电直读光谱仪对钢板化学成分进行分析。

1.3 金相分析

在试样缺陷部位截取金相试样，磨制、抛光，在GX51金相显微镜上进行金相检测。

2 试验结果

2.1 宏观检测结果

06Cr13板坯在粗轧过程中出现严重横裂缺陷，如图1所示。裂纹集中在中间坯的中部，距两个边部约200 mm～400 mm。

图1 裂纹宏观形貌Figure 1 Macro appearance of crack

从中间坯缺陷位置截取横裂纹试样，如图2所示。试样上下表面均有明显的裂纹缺陷，裂纹开口处最宽约5 mm，沿轧制方向在裂纹末端截开后发现裂纹横穿整个中间坯厚度。

2.2 化学成分检测结果

对送检试样进行化学成分检测，结果见表1。与国标GB/T4237—2007对比可知，试样的各元素含量均符合标准要求。

2.3 金相检测结果

从试样裂纹位置处截取金相试样，磨制、抛光后进行金相检测，结果见图3。距离试样表面近的裂纹为直裂纹，开口较大，图3(a)。距离试样表面较远的裂纹呈细长分布状态，图3(b)。通过放大倍数可以发现，所有裂纹均有严重的氧化现象，图3(c)。裂纹附近未发现异常非金属夹杂物存在。

用苦味酸盐酸酒精溶液对试样进行腐蚀，结果见图4。距离表面远的裂纹延伸处有沿晶开裂及许多细小沿晶裂纹，距离表面远、近的裂纹组织均有大量马氏体析出。

表1 化学成分分析结果(质量分数，%)Tab le 1 Analysis resu lt of chem ical com position(mass fraction，%)

图2 送检试样宏观形貌Figure 2 Macro appearance of test specimen

图3 腐蚀前金相检测结果Figure 3 Metallographic test result before corrosion

图4 腐蚀后金相检测结果Figure 4 Metallographic test result after corrosion

3 结果讨论与工艺改进

3.1 结果讨论

试样的化学成分检测结果符合国标要求，说明出现裂纹缺陷与化学成分无关。

距离表面较近处的裂纹是裂口直线裂纹，裂口性裂纹是破坏性横穿晶粒的裂纹，是机械应力和热应力造成凝固前沿裂纹。距离表面较远处的裂纹是细小沿晶裂纹，沿晶界裂纹一般是应力裂纹［1］。距离表面远、近裂纹均有明显的氧化现象，说明裂纹源自于连铸坯原始缺陷。裂纹组织处都有大量马氏体析出，说明存在很大的组织应力。

3.2 工艺改进措施

根据06Cr13不锈钢的钢种特性和板坯裂纹形成机理，结合不锈钢生产线的实际情况，采取以下措施可有助于消除轧制裂纹缺陷。

(1)降低冷却水强度

冷却水强度较大时，不锈钢在凝固过程中收缩的倾向加大，造成凝固过程中应力集中而产生裂纹。通过现场分析，认为目前生产06Cr13不锈钢的结晶器冷却水强度偏大，因此在现有的基础上进行了调整。通过一系列试验证明，结晶器进水温度调整为(30±2)℃，进出水温差调整为(7±0.5)℃，结晶器水流量宽边调整为170 m3/h，窄边水流量调整为19.5 m3/h可有效降低该缺陷的产生。

(2)降低过热度

过热度高导致铸坯凝固壳变薄。文献报道，钢水过热度每提高10℃，在结晶器内高温钢水流动会使坯壳减薄约2 mm［2］。在钢水自重的作用下，坯壳形成鼓肚，造成坯壳局部热应力增大产生微裂纹。微裂纹在二冷区铸坯矫直变形作用下继续扩大，形成表面裂纹。结合现场情况，认为过热度低于40℃可有效降低裂纹缺陷。

4 结论

(1)连铸坯存在的原始缺陷和残余应力是发生轧制横裂的主要原因。

(2)适当降低结晶器冷却水强度和过热度可降低06Cr13钢坯轧制横裂缺陷产生的几率。

［1］康喜唐，刘承志.不锈钢连铸板坯表面裂纹原因分析［J］.机械管理开发，2005(6):18－21.

［2］孙铭山，王贺利，范光伟.消除304不锈钢纵向凹陷微裂纹的研究［J］.太钢科技，2006(3):22－25.

编辑 傅冬梅

Cause Analysis and Improvement Measure of Rolling Transverse Crack for 06Cr13 Steel Bloom

W u Yuelong

Regarding to rolling transverse defect of 06Cr13 steel bloom，macro test，chemical composition detection and metallographic analysis have been carried outon transverse location，it found thatoriginal defects and residual stress existing in continuous casting blank was the main cause to raise rolling transverse crack.Suitable reducing of mold cooling water strength and overheating could decrease the defect probability.

06Cr13;rolling;crack;original defects;residual stress

TF777.1

B

2013—09—09