板坯缺陷的种类形态成因及处理办.doc

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板坯常见缺陷的形态成因及处理方法

技术质量部

2010年8月12日

前言

近年来，我国中厚板的生产规模有了大幅度增长，随着市场竞争的激烈，产品质量能够满足客户的需求，节约成本成为企业的核心竞争力。

由于连铸钢坯质量决定最终产品质量，因此钢坯质量的检查和判定对钢坯质量控制以及钢板质量控制有着重要的作用，目前钢坯的质量检验主要依靠检验人员的现场观测和低倍硫印的检验。

本书由长期从事产品质量管理方面的专家、学者和有着丰富经验的现场检查判定人员通过较长时间的现场跟踪，对缺陷和生产过程的分析研究后，共同参与编写的，旨在通过概述的编写和出版为有关人员提供参考和借鉴。

本书立足于我公司的生产实际情况，以钢板质量为目标，连铸坯质量控制为核心的钢坯缺陷为例，对钢坯缺陷的形态、产生原因、影响以及处理办法给予了介绍。

随着今后钢种数量的增多和生产方式的多样化，需要对本书不断的补充和丰富。

本书将适时做进一步的补充，欢迎和感谢读者提出宝贵意见和建议。

限于编著者水平，书中难免有不足之处，望读者批评指正，编者不胜感激。

目录

一、表面缺陷 1

1、纵向裂纹 1

2、横向裂纹 2

3、角部横裂纹 3

4、角部纵裂纹 4

5、窄面横裂（侧裂） 5

6、星状裂纹 6

7、表面夹杂 7

8、划伤 8

9、豁口 9

10、重接 10

11、毛刺 11

二、内部缺陷 12

1、皮下裂纹 12

2、皮下气泡 13

3、缩孔 14

4、角裂纹 15

5、三角区裂纹 16

6、中心裂纹 17

三、形状缺陷 18

1、鼓肚 18

2、凹陷 19

3、不平度 20

纵向裂纹

一、表面缺陷

1、纵向裂纹

特征：

在钢坯表面沿着浇铸方向的裂纹。

纵裂容易出现在板坯宽面中央部位，长度不等，深度一般小于5mm。

实例见图1-1。

成因：

主要由于钢坯在凝固过程中坯壳厚度不均，当作用在坯壳的拉应力超过钢的允许强度时，在坯壳薄弱处产生应力集中导致断裂，二冷区扩展形成。

影响：

轧制后（纵向轧制），在钢板表面产生纵向裂纹。

检验及处理方法：

用肉眼检查。

如果钢坯存在表面纵裂，必须用火焰沿轧制方向进行清理，清除处圆滑无棱角，清理宽度不得小于深度的6倍，长度不得小于深度的10倍，单面清理深度不得大于厚度的10%，两相对面清除深度之和不得大于厚度的15%。

图1-1

20

横向裂纹

2、横向裂纹

特征：

横向裂纹大多出现在钢坯内弧侧振痕波谷部位，难以发现。

实例见图1-2。

成因：

主要是由于钢坯振痕较深，造成振痕底部有微裂纹或者坯壳较薄，钢中的铝、氮含量较高，促使AlN、质点沿奥氏体晶界析出，诱发横裂纹；钢坯在脆性温度700℃~900℃矫直。

影响：

轧制后在钢板表面延展并开裂。

检验及处理方法：

肉眼检验。

该缺陷需用火焰进行清理，清理方法同纵裂。

图1-2

角部横裂纹

3、角部横裂纹

特征：

在钢坯角部横向裂纹，一般裂纹长度在20mm左右。

实例见图1-3。

成因：

由于钢坯角部过强的冷却和局部过冷低温，特别在弯曲和矫直过程中，钢坯角部所受应力超出能承受的强度，在脆弱处开裂。

中碳含Nb钢、含B钢以及包晶钢角部裂纹发生率更高。

影响：

轧制后角部裂纹继续延展开裂，容易导致钢板边部裂纹，无法交货。

检验及处理方法：

严重角部横裂可以直接发现，一般检验角部裂纹需要火焰清理后检验。

角部裂纹的处理一般采用切角，但根据裂纹延展规律和轧制厚度的影响，可以适当放宽裂纹的限制条件，建议不超过20mm。

图1-3

角部纵裂纹

4、角部纵裂纹

特征：

该缺陷通常沿浇注方向无规律的分布在板坯宽表面上，距角部一般不超过25mm，裂纹部位常伴有轻微凹陷。

实例见图1-4。

成因：

主要由于窄面锥度不合理导致。

影响：

轧制后在钢板边部出现严重的纵向裂纹。

检验及处理方法：

肉眼检验，可以配合火焰清理检验。

角部纵裂需切角处理。

图1-4

窄面横裂（侧裂）

5、窄面横裂（侧裂）

特征：

在板坯的窄面垂直于浇铸方向的横向裂纹，一般在振痕的波谷处。

实例见图1-5。

成因：

窄面横裂一般由于钢坯窄面受到强冷、保护渣等原因造成的传热不好或者窄面鼓肚应力导致，大部分由于传热导致。

影响：

窄面裂纹目前轧制后对切边交货钢板没有产生影响，具体影响需要进一步跟踪并补充。

检验及处理方法：

肉眼检验。

目前不对该缺陷处理，可以轧制。

图1-5

星状裂纹

6、星状裂纹

特征：

星状裂纹一般发生在晶间的细小裂纹，呈星状或呈网状，通常是隐藏在氧化铁皮之下难于发现。

实例见图1-6。

成因：

星状裂纹主要是由于铜向铸坯表面层晶界的渗透，或者有AlN，BN或硫化物在晶界沉淀，这都降低了晶界的强度,引起晶界的脆化,从而导致裂纹的形成。

影响：

轧制后钢板表面产生裂纹，一般判为爪裂或者裂纹带出品。

检验及处理方法：

目前采用肉眼检验。

对于星状裂纹必须进行清理至没有裂纹为止，保证清理处光滑无棱角。

图1-6

表面夹杂

7、表面夹杂

特征：

在铸坯表皮下2-10mm镶嵌有大块的渣子,因而也称为皮下夹渣实例见图1-7。

成因：

一般由于结晶器液面波动导致

影响：

若不清除,轧制后会造成钢板的表面夹杂缺陷。

检验及处理方法：

肉眼检验。

皮下夹杂在轧制入炉前必须进行表面精整，去除。

图1-7

划伤

8、划伤

特征：

在铸坯表面沿拉坯方向连续或不连续的划痕称为划伤。

实例见图1-8。

成因：

①结晶器下有异物，划伤铸坯。

②主辊或导向辊旋转不良，时转时不转，附有氧化铁而造成铸坯损伤。

③因漏钢后冷钢、硬渣粘附在辊子上未及时清理，与铸坯摩擦划伤。

④拉矫水套处氧化铁堆积过多。

影响：

轧制后容易导致钢坯折叠。

检验及处理方法：

肉眼检查，钢坯表面划痕深度超过3mm须火焰清理去除。

图1-8

豁口

9、豁口

特征：

该缺陷一般存在于钢坯端面中部存在一道火焰切割残留的缺口，贯穿整个板坯厚度方向。

实例见图1-9。

成因：

豁口是火焰切割时，由于切割路线不直或轨道不在一条直线上或切割产生的钢水堆积造成的。

影响：

影响炼钢收得率，影响成本。

检验及处理方法：

肉眼检查，有豁口则切除，或在测量定尺时扣除与豁口深度等同的长度。

图1-9

重接

10、重接

特征：

在板坯四周产生连续痕迹，多数发生在头坯和水口坯。

也被称为双浇。

实例见图1-10。

成因：

由于各种原因使钢液浇铸中断，而在弯月面处产生凝壳，且不易于再浇铸的钢液相融。

影响：

带有重接的钢坯在进入加热炉后有可能断裂，严重影响生产。

检验及处理方法：

肉眼检验。

钢坯不允许存在重接，必须进行切除，或者判废。

图1-10

毛刺

11、毛刺

特征：

存在钢坯下表面端部，观察板坯下表面沿切割面存在规则的切割熔渣凸起。

实例见图1-11。

成因：

由于毛刺机刀头，液压、气动系统故障导致毛刺无法去除或者毛刺去除不干净。

影响：

毛刺轧制后容易导致钢板表面结疤。

检验及处理方法：

肉眼检验。

该缺陷需用火焰清理后用铁钩勾掉。

图1-11

皮下裂纹

二、内部缺陷

1、皮下裂纹

特征：

皮下裂纹一般在距铸坯表面20mm以内，与表面垂直的细小裂纹。

一般分布在板坯内弧侧。

实例见图2-1。

成因：

扇形段漏水等原因导致板坯冷却不均，或者板坯受到辊的挤压导致。

影响：

轧制后，在钢板表面产生大量的爪裂，导致钢板带出，甚至判废。

检验及处理办法：

火焰清理后肉眼检验。

皮下裂纹需要扒皮处理。

图2-1

皮下气泡

2、皮下气泡

特征：

在铸坯表皮以下，直径约1mm，长度在10mm左右，沿柱状晶生长方向分布的气泡；这些气泡若裸露于铸坯表面称其为表面气泡；小而密集的小孔叫皮下气孔，也叫皮下针孔。

实例见图2-2。

成因：

钢液中氧、氢含量高是形成气泡的主要原因。

影响：

加热炉内铸坯皮下气泡表面氧化，轧制过程不能焊合，产品形成裂纹；若埋藏较深的气泡，也会使轧后产品形成细小裂纹，导致探伤不合。

检验及处理方法：

火焰清理后肉眼检验。

皮下气泡要求火焰扒皮处理，扒皮单面深度不得大于钢坯厚度的10%。

图2-2

缩孔

3、缩孔

特征：

火焰切割后肉眼可见铸坯断面中心附近有许多细微的纵向凝固孔隙，称之为缩孔。

实例见图2-3。

成因：

凝固前，将产生若干个凝固孔隙，它们可能相互连接而形成一个纵向缩孔腔。

凝固终期会出现体积收缩，其体积不能由剩余钢水完全填充即形成缩孔。

影响：

缩孔有明显的偏析，轧制后，完全不能焊合，造成钢板分层缺陷。

检验及处理方法：

肉眼检查，如存在缩孔，则切除一定板坯长度，直到肉眼看不到为止，如短于入炉长度，判废。

图2-3

角裂纹

4、角裂纹

特征：

裂纹在板坯角部附近形成，一般处于对角线上，离表面很浅的地方，有时切角后可以在切割面上看到纵向裂纹。

实例见图2-4。

成因：

有板坯鼓肚导致，与结晶器传热和二冷有关。

影响：

轧制后一般可以焊合。

检验方法：

低倍检验。

图2-4

三角区裂纹

5、三角区裂纹

特征：

在铸坯端部距窄边30-50mm处出现的横裂纹。

实例见图2-5。

成因：

①侧面冷却强度过大。

②结晶器倒锥度过大。

③二冷区夹辊开口度发生变化。

④二冷区夹辊弯曲变形。

影响：

轧制后影响钢板性能。

检验及处理方法：

检查铸坯断面边部是否有裂纹，有则沿纵向切除或改轧压缩比较大的钢板。

图2-5

中心裂纹

6、中心裂纹

特征：

该缺陷一般出现在断面厚度的1/2处，裂口呈锯齿状，裂纹长度有时很短，有时可达板坯宽度的3/4，裂口宽度一般较细，严重时可达0.5-1.5mm。

实例见图2-6。

成因：

二冷区夹辊开口误差太大，特别是在液相穴末端附近若夹辊开口度误差太大，便有可能导致内裂；二次冷却不当，尤其是当液相穴末端附近受到强烈冷却；浇注温度过高；二冷区夹辊弯曲。

影响：

轧制后钢板产生分层或探伤不合。

检验及处理方法：

如果检查铸坯断面有中心裂，则判废。

图2-6

鼓肚

三、形状缺陷

1、鼓肚

特征：

该缺陷一般在铸坯上表面，呈现局部凸起，凸起部位最高可达40～60mm。

实例见图3-1。

成因：

带液心的铸坯在运行过程中，于两支撑辊之间，高温坯壳中钢液静压力作用下，发生鼓胀成凸面。

影响：

板坯鼓肚会加重铸坯的中心偏析；也有可能形成内部裂纹，给铸坯质量带来危害。

检验及处理方法：

肉眼检查，检查板坯表面是否有鼓肚，依据YB/T2012-2004标准判定。

图3-1

凹陷

2、凹陷

特征：

在板坯表面沿着浇铸方向或者垂直浇铸方向的凹陷。

实例见图3-2。

成因：

鼓肚；结晶器与二冷装置对弧不准；二次冷却局部过冷；拉矫辊上有金属异物粘附；保护渣性能；人为操作。

检验：

肉眼检查。

图3-2

不平度

3、不平度

特征：

钢坯表面弯曲，形成拱形。

实例见图3-3。

成因：

大部分是钢坯存放造成的，垛底不平，钢坯未完全冷却时进行钢坯吊运都会造成不平度超标。

影响：

轧板卷影响入炉角度，影响轧辊正常使用。

检验及处理方法：

肉眼检查，根据相关标准，执行不合格品评审程序。

图3-3