钢板分层原因分析及改进措施
总第117期2009年第1期
文章编号：1672-1152（2009）01-0053-02
山西冶金
SHANXI M ETALLURGY Total 117No.1，2009
钢板分层原因分析及改进措施
臧晓俊程
军
段双霞
临汾041000）
（太钢集团临汾钢铁有限公司，山西
摘
要：通过对临钢中板厂轧制过程中出现的分层钢板的工艺调查和取样分析研究，找出钢板产生分层的主要
Z 向
文献标识码：A
收稿日期：2008-12-29
原因，研究分析了钢板分层的形成机理，并提出减少钢板分层的措施。关键词：分层硫化物中图分类号：TG335.5+2
钢板分层是中厚板生产过程中常见的缺陷之一。分层缺陷可导致钢板力学性能恶化，特别是沿厚度方向的力学性能显著降低，抗冲击、抗疲劳能力减弱，易发生氢损伤和层状撕裂，是一种易造成钢板降
［1］
级改判、严重时判废的钢板内部缺陷。
1取样分析及工艺调查
1.1取样分析
2007年4月份，临钢中板厂在轧制Q235B 钢板我们选取分层严重的一时，钢板出现大量分层缺陷。块钢板，分别用光学显微镜和扫描电镜对其缺陷区域进行了金相组织观察、缺陷形态和能谱分析。图1为所取试样实物图。分层缺陷位于钢板端面，长度沿宽度沿板厚方向约0.5mm ，缺板宽方向约1～2cm ，陷断续出现。
对图1试样切取金相样进行夹杂物评级，评级结果为：A3.0，D1.0；金相组织观察见图2，3；电子扫描结果见图4～图7；分层缺陷处能谱分析结果见下页表1。
图2
缺陷样远离缺陷处组织图3
缺陷处组织
图4
分层缺陷宏观图图5
分层处夹杂物形貌图
图6
分层缺陷侧面裂纹图
图1
钢板分层缺陷
从上述分析结果看：分层板中存在较高级别的硫化物夹杂，分层缺陷两侧存在铁素体偏析带，带中
第一作者简介：臧晓俊（1972-），男，在临钢技术中心炼钢工艺室从事炼钢工艺研究开发工作，工程师。Tel ：0357-3092416，E-mail ：zangxiaojun.123@
163.com
图7
分层缺陷侧面裂纹放大图
·54·
表1
谱图1谱图2谱图3谱图4
4.90
0.8518.6015.9211.79
0.861.10
0.55
0.23
3.032.492.97
7.668.55
35.054.02
E-mail:[email protected]
山西冶金第32卷
分层缺陷处能谱分析结果
47.7716.690.536.2212.936.43
1.061.73
9.5270.74100.0092.0015.0620.4623.38
1.91
%
的硫化物变形量越小，其与钢基体的界面越大，在剪切过程中引起的
谱图w （C ）w （O ）w （Na ）w （Al ）w （Si ）w （S ）w （Ca ）w （Mn ）w （Fe ）w （Zn ）总和
100.00应力集中越明显，产生的分层越明100.00显。
100.003改进措施100.003.1降低钢中硫含量100.00硫化物夹杂100.00100.00
减少钢中
谱图556.00谱图647.11谱图751.91
因钢板分层主要是由于硫化物夹杂与钢基体在受到Z 向拉应
存在长条的M nS 夹杂。分层缺陷向内延伸约3mm ，延O ，S ，Mn 和Fe 等元素。伸的裂纹上存在较高含量的C ，
1.2工艺调查
针对出现的分层缺陷，我们对该批钢板的冶炼、轧制工艺进行了调查。冶炼工艺控制基本正常，但出现分层的钢板中S 质量分数普遍偏高，基本波动在0.025%～0.035％，（Mn ）/m （S ）控制均小于20。轧m 制工艺控制也正常，但从分层板的统计情况看：分层钢板均出现在30mm 厚规格以上，小于30mm 厚钢板无分层缺陷，且规格越厚，分层缺陷越明显。2
钢板分层机理分析
在钢水凝固过程中，没由于钢水中S 含量偏高，
来得及上浮去除的硫化物、氧化物夹杂残留在钢基体中；在钢水凝固进程中，随着温度的降低，钢中S 和Mn 元素由于溶解度的降低也会生成MnS 夹杂。铸坯在轧制过程中，存在于钢中的硫化物夹杂由于具有一定的塑性而沿轧制方向变形为长条状。钢板在剪切过程中，由于受到Z 向拉应力的作用，塑性硫化物夹杂内部因平面滑移而产生了长且窄的滑移带，滑移带上的位错被阻塞在夹杂物和基体的界面处，造成该处的应力集中并导致界面处首先产生空洞；随着应力的增大，空洞互相连通形成微裂纹且进一步扩展，促使相邻夹杂物引起的裂纹连通形成平台
［2］
裂纹而造力的情况下出现应力集中，进而形成空洞、成的。因此，降低钢中硫含量是减少钢板分层的主要途径。从本次工艺调查情况看：冶炼钢水硫含量高的主要原因是冶炼使用的铁水（内部＋外购）和铁块（外购）硫含量偏高所至，因此，我们可通过加强对入炉铁水和铁块硫含量的控制来降低硫含量，必要时采用双渣操作来降低硫含量。3.2
增大轧制压缩比
因出现分层的钢板主要集中在30mm 以上钢板（30mm 以下钢板未出现分层），部分钢板厚度达到40mm ，而所用坯料厚度为180mm ，压缩比只有4.5～6。增大压缩比有利于钢板内部缺陷的焊合，特别是采用大压下轧制工艺，可使钢板内部的组织更均匀，硫化物夹杂更细小，其对分层缺陷产生的贡献越小。4
结语
钢板分层的主要原因是钢中的硫化物夹杂，轧制压缩比小能加重钢板分层缺陷。通过在冶炼工序控制硫含量和在轧制工序增大压缩比可有效降低钢板分层缺陷。
参考文献
［1］李为缪. 钢中非金属夹杂物［M ］. 北京：冶金工业出版社，1998. ［2］崔风平，赵乾，唐愈. 铸坯内部缺陷对钢板分层形成的影响
. 中国冶金，2008（2）:17.［J ］
，进
（责任编辑：胡玉香）
而形成宏观分层。在轧制过程中，压缩比越小，钢中
Causes Analysis and Improved Measures of Lamination for Steel Plate
ZANG Xiaojun CHENG Jun DUAN Shuangxia
（Taigang Group Linfen Iron &Steel Co. Ltd., Linfen 041000, China ）
For the lamination in the rolling process of Q235B plate of LISCO, the causes and Abstract ：
improved measures were determined through process investigation ，metallographic analysis ，electron microscope scanning and energy spectrum analysis. lamination ，sulphide ，Z-direction Key words ：