• 行業新聞

    無縫不銹鋼管外折、發紋的成因及解決措施

        無縫不銹鋼管表面裂紋,開口較寬者稱為外折,開較窄、細如發絲者稱為發紋。這種缺陷主要是管坯表面裂紋遺傳所致,也是影響無縫不銹鋼管產品合格率的主要原因。

        不銹鋼管坯表面裂紋的成因,隨工藝(連鑄、模鑄)不同而異。這里僅對鞍鋼大生產模鑄法生產的管坯談一談看法。

    1內因

        內因是指鋼錠自身質量的影響。為防止或避免鋼坯表面裂紋的產生,國內外的冶金工作者一直進行著探索,力圖找出鋼坯表面裂紋的成因,已取得以下幾點共識:

    1.1化學成分的影響

        (1)含Al的鋼比沸騰鋼和硅鎮靜鋼裂紋敏感性高,含Nb的低合金鋼裂紋敏感性進一步增大。這是AlN ,Nb (C.N ).N bC等沿原始γ相晶界析出,使晶界脆化而易J幾開裂。

        (2)硫化物沿晶界偏析,形成低熔點的液相膜或沿晶析出,導致晶界脆化,使之易于開裂。

        (3)先共析鐵素體在γ相界形成薄膜,也促使裂紋產生和擴展。

        鞍鋼于1984年4月份對16Mn鋼系列加Al量由600g/t減為400g/t,結果16MnR鋼的裂紋廢品率由1983年的5 28%下降到0.14%。

        為防止低碳不銹鋼管產生裂紋,建議Als限制在0.010%-0.015%范圍內,N含量<0.006%。堿性平爐N含量一般為0 001%-0.008%,轉爐鋼N含量<0.007%,如果使其與Al化合,完全形成AN,按最高N含量計,需Al是0.015%,折300g/t鋼。當然還要考慮到與氧化合部分,以及其它脫氧劑的加入量,來確定脫氧劑中Al的加入量。

        一般認為,鋼中加Al,除了脫氧以外,還利用AlN對晶界的釘軋作用來細化晶粒。實際上,這方面存在誤解。作者查閱大量資料證實,Al對晶粒的細化作用,對于斷面尺寸較小,在熱軋態交貨和使用的鋼種來說,是無效的,原因是AlN的析出需要一定的孕育期,這對于斷面尺寸較小的成品材,像不銹鋼管、角鋼、線材、薄板等,軋鋼加熱時溶入鋼坯中的AlN,在隨后的軋制過程中,因為冷卻速度較快,來不及析出,不能起到細化晶粒的作用。

        但是,對于調質鋼又當別論,因為調質鋼在軋后需要重新加熱,AlN會在加熱保溫過程中重新析出,起到細化晶粒的作用。

        因此,為減少鋼坯的裂紋,對非調質鋼,應盡量降低鋼中Al含量。據此觀點,鞍鋼第一、第二煉鋼廠的20管鋼脫氧劑中的Al含量應加以調整。

        分析證明,硫在晶界的偏析比在晶內高幾十倍,這是因為硫化物是在鋼水凝固時產生的,總是沉淀在枝晶間。因此,只要有少量的硫就能大大降低鋼的熱塑性,導致鋼在軋制變形時開裂。

        為降低硫的危害,除盡量降低鋼中的S含量外(過多降低S含量會增加成本),還可以用Ca, Re,Ti等對鋼水進行處理,提高硫化物的形成溫度,減少其危害。

        日本學者研究認為:α相形成元素能增加溶質元素在枝晶間的固溶度,減少偏析。用α形成元素處理,同樣會減少硫在枝晶間的偏析,而降低其對鋼的危害性。利用少量的Ti(不大于0.005%)就可以起這樣的作用。

        與日本同行的推論相反,筆者查閱大量資料并經試驗數據證明:作為α相形成元素的Si卻促進偏析。

        關于共析鐵素體沿晶析出問題,是一個難以控制的問題,只能通過優化軋鋼工藝來減少其危害。

    1.2氣泡的影響

        皮下氣泡軋露也會在管坯表面產生裂紋。因此,以往多把軋制裂紋判成了氣泡裂紋。其實氣泡裂紋與軋制裂紋有著明顯的不同。

        (1)脫氧不良或鋼水包、合金料烘烤不良在鋼錠上產生的氣泡,會出現在整罐鋼水澆鑄的鋼錠上。這樣,經開坯后,氣泡暴露,在坯子的四面都會有裂紋,但每條裂紋都很短,在坯子的四角會有“張嘴”狀撕裂。

        (2)如果是由于保護渣潮濕造成的氣泡,一般只出現在鋼錠的頭部和頭部的角部,露后會在坯子上產生與(1)相同的特征。

        (3)鋼錠一旦產生氣泡,不會只集中在皮下。因此,在酸浸后的低倍試樣上,除了軋露氣泡外,肯定還存在著沒軋露的氣泡。用這種方法也可以區分是氣泡軋裂還是軋制裂紋。

        (4)軋制裂紋多成簇狀,單對稱或雙對稱沿縱向分布在坯子四面的中間部位,氣泡裂紋多在角部分布,沒有軋制裂紋那樣的規律性。

        據上述幾點來判斷,管坯上的裂紋主要是軋制裂紋,即使有氣泡裂紋,也是極少。這在以后的論述中也會進一步證明。

    1.3操作因素的影響

        (1) Jc.Jb模的影響。1990年鞍鋼曾組織力雖對不銹鋼管質量進行跟蹤調研,總結資料(以下簡稱資料)介紹:共檢查3罐32個鋼錠,其中Jb錠18個,有14個錠表面質量良好,占78% , Jc錠有14個,有4個錠表面良好,占29%. 18個Jb錠中有12個錠接口下50-150mm處有50-20mm長的裂紋,切頭難以切掉。該種裂紋的產生是因為保溫帽與鋼錠模接縫處進入鋼水,造成鋼錠懸掛而拉裂?,F在保護渣質量好了,這種缺陷己不多見。

        (2)結疤。鋼錠表面的結疤,也會造成不銹鋼管表面裂紋。據資料介紹,檢查26支管坯,22支有結疤,占85%,整體看結疤多出現在鋼錠頭、尾1m以內,同時錠頭補縮良好,鋼錠表面光滑的結疤也少。金相分析表明,結疤周圍有增碳現象,說明結疤與保護渣有關。由粒狀改為粉狀保護浩,結疤明顯減少??梢?,保護渣的質量是影響鋼錠質童的重要因素。

        目前鞍鋼各廠的軋后退料中,結疤的比例有增加的趨勢,無縫廠成品管上也有結疤缺陷??梢姳Wo渣的質量、鋼錠的清理等環節還有潛力可挖。

    2外因

        外因是指鋼錠脫模后直至成品材的各個環節對不銹鋼管質量的影響。

        鋼錠質量是內因,軋鋼工藝是外因,如鋼錠質量差,但軋鋼工藝好,即使產生裂紋也會淺一些,達到先天不足后天補的目的。下述事例足以證明這一點。

        1978年前后,鞍鋼第三煉鋼廠下注沸騰鋼,因鋼液浸蝕湯道,造成鋼板因夾雜多而分層,用戶在沖件時開裂。為此,改為上注,但堅殼帶又過薄,造成軋鋼時,在第二逆次以后,板坯大面就出現閃光和響聲,氣泡暴露,廢品大增。經批準與本溪鋼廠聯系,運去部分鋼錠與鞍鋼第二初軋廠作軋制對比試驗。結果本鋼軋制的合格率是90.4%,鞍鋼第二初軋廠軋制的合格率是75.3%,7者的合格率差別競高達15.1%。當年參加過試驗的有關技術人員在資料中對當時兩個軋鋼廠的均熱、軋鋼情況都做了論述。

        (1)均熱情況

        本鋼的均熱工藝最高加熱溫度在1360℃左右,從入爐到出爐約6-7h,加熱升溫均勻,儀表準確。

        鞍鋼采取的是高溫快燒(生產任務重,搶產影工藝,最高加熱溫度達1390℃左右,實際常常高出1400℃,從入爐到出爐約4h左右,有時加熱時問稍長,部分鋼錠局部熔化,氣泡暴露。

        (2)軋鋼情況

        本鋼的初軋機有立輥,鞍鋼第二初軋廠的軋機沒有立輥;同時軋制制度也與鞍鋼的不同。

        如140mmX 1050m m的板坯,鞍鋼是先平軋8道次,再立軋2道次,最后再平軋3道次;而本鋼是先立軋2道次,然后再平軋13道次。

        本鋼在軋制板坯時,不限于規程規定,可根據具體情況增加軋制道次。另外,本鋼先立軋2逆次,使鑄態組織軋合,降低了氣泡暴露傾向。

        從上述結染可以看出,質量相同的鋼錠,采用不同的均熱制度和軋制制度,板坯的合格率差別高達15.1%。當然,本鋼的軋機有立輥,軋制效果好。但是,加熱溫度偏高,升溫速度偏快,部分鋼錠局部熔化,使氣泡暴露,道次壓下量又過大,把鋼錠大面的氣泡軋露,確是粗放操作的結果,是完全可以改進的??梢?,優化初軋均熱和軋制制度是何等重要。

    2.1均熱

        采用避開相變區入爐的KJT工藝,盡星搶溫裝爐,使入爐鋼錠的溫度>950℃或待到<600℃裝爐,以減少鋼錠在均熱過程中產生熱應力裂紋。

        翻鋼和軋鋼道次增多后,道次壓下量變小,軋制負荷也相應減輕,應適當降低均熱溫度,以避免或減少因過熱、過燒及氣泡暴露造成的軋制裂紋。

    2.2初軋制度的影響

        初軋制度對鋼坯表面裂紋影響較大。前蘇聯某廠曾就不同軋制制度對初軋坯表面裂紋的影響作了對比試驗,結果表明,采用2X2X4X2X1軋鋼制度,初軋坯表面產生的裂紋最淺,平均1.8mm。采用6X4X2X1軋鋼制度,裂紋最深,平均8mm。造成這種結染的原因是軋鋼時單向多道次軋制不翻鋼,將鋼錠軋的過扁,立起來后,其高度與寬度的比值H/B過大。大冶鋼廠試驗表明,H/B>1. 5時,在其高度的兩側面就會產生對稱成簇分布的裂紋。

        鞍鋼現行的初軋方、矩形坯工藝中,H/B值最小者為1.89,最大者達2 1。這遠比大冶鋼廠試驗得出的產生軋制裂紋的臨界值1. 5大,因而,按現行工藝開坯,產生裂紋是確定無疑的了。

        據資料介紹,鞍鋼制管用初軋坯26支,雙對稱(四面全有)成簇裂紋占46%,單對稱成簇裂紋占35%,合計81%。值得一提的是這些初軋坯在酸洗前95%無裂紋,峻洗后全有裂紋。

        1980年后,公司專門組織力星作了不同初軋制度對不銹鋼管坯表面裂紋影響的對比試驗,最后確定用15道次4次翻鋼(2X6X4X2X1)取代原來的13道次3次翻鋼(6X4X2X1)?,F在的工藝是鞍鋼二次系統優質工藝規程的一個重要組成部分,對油管、高壓鍋爐管、車軸坯等重要鋼種均采用這個工藝。

    2.3一、二初軋廠坯質量比較

        據資料介紹,同是二煉鋼的37個錠,一初軋軋21個,產225 X 198坯63根,好坯44根,占70%,二初軋廠軋16個錠,產196方坯48根,好坯43根,占93%。

        由于一初軋軋制的管用鋼坯斷面是225X 198,二初軋是196方坯,初軋工藝制度上差異較大,可比性不強。但從連軋機組來看,二初軋有立輥,一初軋沒有。一初軋廠軋鋼時需扭轉翻鋼。軋管坯時走一組連軋的1, 2, 3,6組孔型。坯子咬入第一孔后,速度很慢,冷卻的軋輥及其冷卻水使坯子表面降溫較快。從現場觀察,由于機架等擋著視線,只能看到離軋輥有一定距離并且溫度已經回升的鋼坯,有時還發黑。出一孔后鋼坯要被扭轉90°,這時降溫變硬的鋼坯表面,將會被扭出裂紋。問時由于連軋1,2孔坯子變形速率較低,也易造成開裂。

        因此應減少進入一組連軋的坯子斷面尺寸,加大連軋的軋速,同時,對軋輥冷卻水加以遮擋,將其分流到輥縫處或端頭,以減少開裂傾向。

    2.4初軋坯斷面形狀對管坯質量的影響

        一初軋廠軋制的管坯采用225 X 198初軋坯,二初軋采用196方坯。225 X 198矩形坯經大型廠用軋制196方坯的孔型軋制時,變形不合理,易產生折疊缺陷。

        據資料載,用一初軋廠225 X 198坯軋成150管坯198根,有61支需要清理,占32%,而用二初軋廠196方坯軋150管坯全部良好。

        不銹鋼管坯軋后退廢量,一煉鋼大約為4%-5%,二煉鋼大約為1.5%,三煉鋼大約為1.3%。一煉鋼由一初軋廠開坯,二、三煉鋼廠由二初軋廠開坯,這也足以證明以上所講的問題。

    3清理

        制管用鋼坯的清理工作十分重要。在國外,對管坯多采用火焰扒皮或機械扒皮處理。據資料載,鞍鋼196方坯軋制159X6管,<1mm深的裂紋全部消失,>1mm深的裂紋形成了外折和發紋。

        德國某廠規定,必須消除1mm深以上的裂紋。

        蘇聯TO C T 14-21-77標準規定,180管坯裂紋深度必須<0.85mm,210mm管坯裂紋深度<1.05mm。

        實際上,真正對不銹鋼管構成危害的管坯表面裂紋只占裂紋總數的5%-6%,其余裂紋均能在軋制過程中碾平、消失。雖然不能徹底避免裂紋的產生,但卻可以通過改進工藝和操作,使裂紋的深度淺一些,再通過清理將危害裂紋消除。

    3.1清理工作現狀

    3.1.1清理場地情況

        二初軋廠在5跨12萬m2的鋼坯庫中設有兩個大清理場地,很寬松。清理方式采用人工火焰清理,少數合金鋼需搶溫清理。

        大型廠有圓管坯清理臺架共四個,總面積不足4m2,場地明顯不足。

        方坯清理現場地一處約60m2,場地較小,清理能力受限制。

    3.1.2清理任務的分配

        二初軋廠負責清理平爐管用鋼坯的甲、乙罐及搶溫清理的合金鋼等。

        大型廠負責清理平爐管用鋼坯的丙罐和轉爐鋼坯及由一初軋開坯的矩形管坯。同時還負責清理圓管坯。

        管用初軋坯的65%左右由二初軋廠清理,35%由大型廠清理。圓管坯80%以上由大型廠清理,余為無縫廠清理(無縫廠用砂輪、車床清理)。

    3.2清理工作現存的問題

        除了大型廠方、圓坯清理場地不足之外,管坯質量也不好。主要是清理前的檢查不認真,致使缺陷因漏檢而得不到清理。甚至象結疤這樣明顯的缺陷也在成品管上出現.

        清理質量不好的根本原因是目前的管理模式不順,沒有經濟利益制約。二初軋廠、大型廠負責清理,干得越多,成本越高(煤氣、電費上升)。而管坯清理質量好了,獲利的卻是無縫廠。光憑獎金來制約,約束力太小了,如:在圓管坯清理工段,因管壞溫度高,加之場地小有一定的危險性,在夏天天氣熱時,工人作業環境很艱苦。

    4幾點建議

        (1)對各煉鋼廠制管用鋼加鋁量進行準確計算,對鋁高的加以適當調整,使其不超過400g/t鋼。

        (2)在盡景降低鋼中硫含量的同時,應考慮加入適當的合金元素對制管用鋼進行處理,以減輕硫的危害。對高壓鍋爐管和油管可加0.01%-0.005 % Ti處理。

        (3)盡最增大Jb模鑄錠的比例。

        (4)對各廠現用保護渣質量進行考核、評估和篩選,以確保其質量。

        (5)脫模后搶溫裝爐,確保錠溫大于950℃。適當降低均熱溫度,延長保溫時間,以避免均熱溫度過高造成危害。

        (6)優化初軋工藝,增加翻鋼和軋鋼道次,減少軋制裂紋。

        (7)在一初軋廠一組連軋機軋輥上安裝冷卻水擋板,將軋輥冷卻水分流到輥縫處,避免澆到鋼坯上。

        (8)增大二初軋廠196方坯的開坯量,取代部分一初軋廠225 X 198矩形坯。

        (9)增加二初軋廠管坯清理量,強化初軋管坯清理是目前最緊迫而有效的措施。

        (10)成立獨立的鋼坯清理公司,建立市場制約機制,確保管坯清理質量,可以把全公司的鋼坯清理工作統籌考慮。

    導航欄目

    新聞中心

    聯系我們

    公司名稱: 浙江新瑞特鋼

    手 機: 18605787626

    電 話: 0578-8938123

    郵 箱: 1175541947@qq.com

    地 址: 浙江松陽縣江南工業區松青路14-16號

    免费少妇A级毛片人成网