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中高碳钢冷蚀低倍检验与质量改善

李　靖,周义贵,柳志敏,李具中,周　凯

(武钢第二炼钢厂湖北武汉 430083)

摘　要:为了改进中高碳钢的铸坯质量,研究了一种专门的冷蚀检验操作法,可以清楚地显示中高碳钢低倍结构和缺陷,其检验结果可用来指导调整铸造工艺,从而改进铸坯质量。

关键词:中高碳钢;冷蚀法;低倍组织

　随着我国经济的发展,对中、高碳钢的市场需求量越来越大,品种也越来越多,同时我厂中、高碳钢产量也大幅度增加,其主要钢种有45 、50 ,55号等。随着产量的增加,铸坯质量问题逐渐暴露出来,如中、高碳钢铸坯中心分层质量异议尤为突出。由于中、高碳钢不仅存在硫元素的偏析,还存在碳元素的偏析,所以采用硫印检验法时其内部缺陷未能准确反映。采用普通钢的冷蚀检验的操作规程对其检验,其组织与内部缺陷也不能清晰反映出来。通过多次试验,总结出中、高碳钢的冷蚀低倍检验的操作方法,得到了清晰组织与中心偏析等缺陷,为提高控制中、高碳钢铸坯质量提供了可靠数据,取得了明显的效果。

1 质量异议情况分析

2001 年中、高碳钢质量异议次数8 次,主要是45 、50 号钢分层(见图1) ,返查硫印检验结果, 其中心偏析均在C 级(级别在好的范围内) ,见图2 ,在检验结果如此好的情况下还出现分层废品,因此对硫印检验结果产生质疑,对此钢种又采用冷蚀检验,其低倍组织仍是不清晰(见图3) 。

图1 45号钢的异议样品

图2 45号钢的硫印检验结果

图3 采用普通钢的冷蚀检验结果

2 检验效果

采用专用冷蚀液对中、高碳钢进行低倍检验,经检验发现此类钢的中心偏析严重,中心偏析级别均在A 与B 级之间,对中心取样进行成分分析,其中心偏析成分主要为碳、硫、磷等低熔点元素(见图4) 。对连铸板坯、模铸钢进行检验,检验效果较好。

图4 中、高碳钢特殊操作冷蚀检验结果

3 中、高碳钢冷蚀检验操作特点

通过对本厂和其他厂委托的中、高碳钢(包括第三炼钢厂的板坯、第一炼钢厂的方坯、机制公司的模铸锻打后的样品和大型厂重轨等试样) 进行冷蚀检验操作法的试验,总结出中、高碳钢冷蚀检验专有的操作法。其检验结果能准确全面反映铸坯低倍组织结构和内部缺陷(见图5、6、7、8、9、10) ,检验过程中无异味,检验废水经中和沉淀后达到国家排放标准。图5、6、7、8、9、10 为中、高碳钢专用冷蚀检验操作法检验结果,其组织、偏析清晰可见。

图5 50 号钢　板坯冷蚀检验结果

图6 30号钢方坯冷蚀检验结果

图7 U71Mn高碳钢方坯冷蚀检验结果

图8 重轨冷蚀检验结果

图9 40CrNi3Mo 模铸锻打后的中碳合金钢

图10 圆钢与方坯

4 工艺调整与内部质量对比

4. 1工艺调整

通过我厂对中、高碳钢铸坯的冷蚀检验,对组织与中心偏析、内部裂纹、中心疏松的缺陷进行分析诊断,产生这些缺陷的主要原因为二冷水不当,其次为铸机开口度异常。工艺人员立即根据诊断意见制定措施,调整了冷却制度, 包括一冷和二冷制度,同时优化各区水量分配,确保冷却强度适当均匀,并对铸机辊缝进行监控。对中、高碳钢的连铸工艺进行优化调整后,等轴晶率增加,内部缺陷基本消除(见图11 、12) 。其C 级率占78. 7 % ,2002 年1、3、4 号机生产的铸坯质量异议为零,2号机生产的铸坯质量异议1 次(2 号机产生质量异议的主要原因是铸机状况存在问题,当拉速为1. 05 m/ s 时,二冷水出现异常,使中心偏析加重) 。