無取向硅鋼邊裂產生因素及改進措施范文

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摘要:針對新鋼無取向硅鋼生產中的邊裂缺陷問題，通過對缺陷取樣分析以及現場調查，發現硅鋼邊裂產生的原因主要是側導板撞擊拉裂所致。通過提高控制板坯板形質量，減少板坯在軋制過程中邊部的撞擊力，邊裂缺陷大大減少。

關鍵詞:無取向硅鋼;邊裂;板形;受力

前言

無取向硅鋼是一種技術含量高的鋼種，其成分控制要求嚴格，雜質含量要求低，軋制工藝溫度精度要求高，制造工序長，影響性能因素多。新鋼熱連軋廠在初期開發無取向硅鋼時，在帶鋼兩側出現大量的三角形邊部裂口缺陷(見圖1)，嚴重降低了硅鋼產品的成材率。

1原因分析

目前大部分研究學者認為邊部裂紋產生的原因可分為兩種:一種是在冶煉過程中產生的夾雜物是造成裂紋的原因，因為夾雜物相對于鋼的基體塑性較差［1］，因此容易在軋制過程中造成開裂;另外一種原因認為是加熱溫度過高，導致板坯出現裂紋，這類邊裂組織有過熱或過燒特征［2］。本文通過對缺陷進行取樣分析，查明硅鋼邊裂產生的原因。

1．1電鏡分析在邊裂部位取樣進行掃描電鏡分析，結果如圖2所示。從分析結果可以看出，裂口缺陷處主要為氧、鐵元素，其中氧的質量分數為34%，沒有發現Al，Mn，S等夾雜元素。

1．2金相分析在邊裂部位、無邊裂部位取樣進行金相分析，檢驗金相組織和夾雜物。邊裂部位試樣的金相組織如圖3(a)所示，其組織為變形鐵素體，無脫碳現象，晶粒度級別為7．0級，晶粒較細小，夾雜物的檢測結果為A0，B0，C0，D0．5，鋼質較潔凈，未見明顯夾雜。無邊裂處試樣的金相組織如圖3(b)所示，其組織為變形鐵素體，無脫碳現象，晶粒度級別為6．5級，夾雜物的檢測結果為A0，B0，C0，D0．5。兩個試樣的組織和晶粒度大小相近，同時缺陷試樣的晶界處未出現熔融態，無過燒產生的粗大晶粒。

1．3現場觀察在精軋現場觀察軋制硅鋼情況，經常發現板坯在進入精軋機時撞擊軋機前的側導板，產生明顯的火花現象(如圖4(a)，(b)所示是板坯撞擊F3機架側導板錄像的截圖)。停機檢查側導板時發現其磨損嚴重，磨損痕跡很深，見圖5。在生產現場觀察卷取情況，在卷取側導板夾持力作用下，帶鋼擦傷側導板情況嚴重，如圖6(a)，(b)所示為現場觀察卷取機前側導板出現火花，導板磨損嚴重。

1．4原因分析根據電鏡和金相分析結果，產品夾雜物級別不高，邊裂處沒有發現夾雜物，可以排除夾雜物導致邊裂的可能。電工鋼的加熱溫度不高，在爐時間不超過150min，金相檢驗沒有發現過燒、晶粒特別粗大和晶粒間氧化等現象，由此可推斷，邊裂不是由于加熱溫度過高和加熱時間長導致的過燒缺陷。根據圖1裂口可見，裂口像刀片一樣，有拉伸減薄形態，由圖3(a)也可知裂紋處晶粒發生了變形，推測裂紋是軋制過程帶鋼邊部受力過大，側導板給帶鋼的夾持力與摩擦力超過了帶鋼的強度，導致邊部出現裂口。由于硅鋼高溫強度低，并且硅鋼脆性大［3］，特別是板坯邊部溫度低，邊部塑性更差，在軋制過程中板坯與側導板撞擊、摩擦，帶鋼寬度不是均勻的直線，在彎曲處或較寬處很容易出現變形程度不一樣的現象，從而產生裂紋源，在精軋的張力與卷取夾持力作用下，產生的裂紋進一步擴展拉開，從而形成三角形邊部裂口。鋼卷橫向存在的這種應力不均，通過裂紋開裂的形式不斷釋放，并且在縱向上形成多處無周期性規律的裂口。由以上分析可知，硅鋼邊裂產生的原因是板坯撞擊或摩擦側導板產生裂紋，在精軋張力與卷取夾持力的作用下，裂紋進一步擴展形成三角形邊裂。導致板坯撞擊或側導板摩擦的原因是多方面的，如粗軋坯板形不良、旁彎，精軋對中不良、跑偏、張力過大等。

2改進措施

粗軋坯板形不良、旁彎，板坯與精軋中心線偏離，精軋板形不良，板坯跑偏，卷取側導板控制都會引起板坯撞擊側導板，在張力的作用下不斷擴展形成邊部裂紋。為此采取了以下措施控制邊裂缺陷。

2．1粗軋水平對中在粗軋區，軋制線對中性控制是良好板形質量的保證。為此粗軋區應確保上下輥與軋制線水平、上下輥縫與軋線水平高度水平。保證粗軋機前、機后側導板的正常使用以及對中性。

2．2提高精軋中心線水平在精軋區軋件偏離軋制中心線、軋制過程板坯跑偏、精軋板形不良、精軋機組間軋制張力過大都會導致板坯撞擊側導板。為此在精軋區應確保各機架上下輥與軋制線水平、上下輥輥縫與軋線水平高度水平。主要措施如下:對精軋輥形進行調整，提高精軋機組水平控制精度，提高軋制穩定性，減少跑偏撞擊側導板等。

2．3增設導輪在精軋機組側導板上增設輥輪，加強側導板對中性的檢查，保證側導板對中性，減小板坯撞擊側導板而產生裂紋的可能性。

2．4減小張力由于硅鋼高溫強度低，韌、塑性差，生產過程不宜有拉鋼現象，精軋張力設置要減小，應采用小張力軋制，以減輕拉應力對邊裂缺陷的擴展作用。

2．5優化卷取側導板控制在卷取區不使用側導板時，卷形質量無法保證;而使用導板時，鋼卷會因為在側導板夾持力作用下產生擦傷而形成邊裂。為此，在軋制硅鋼時，可適當減少側導板夾持力;同時及時更換側導板或者對卷取側導板進行改造，在導板上增設立輥，減少側導板與鋼卷的摩擦力，這些措施可以達到防止邊裂產生的目的。

3應用效果

采用相關控制邊裂的措施后，硅鋼邊裂缺陷率由0.63%降至0.10%，缺陷發生率明顯下降，硅鋼產品的質量有了很大的提高。

4結論

1)硅鋼邊裂產生的原因是板坯撞擊側導板產生裂紋，在精軋張力與卷取夾持力的作用下，裂紋進一步擴展形成三角形邊裂。2)通過控制板坯板形質量，減少側導板夾持力與張力，增設導輪或立輥是減少鋼卷產生邊裂的有效措施。

［參考文獻］

［1］劉兵，孟憲嘉，王永欽．鑄鋼件裂紋與鋼中夾雜物關系及減少措施［J］．鑄造技術，2005，26(10):854－856．

［2］胡金蘭．顯微鏡法鑒別鋼的過熱和過燒［J］．鋼鐵研究情報，1973，(3):59－64．

［3］何忠治．電工鋼［M］．北京:冶金工業出版社，2012:5，103－105．

作者：李利利 李磊 金鵬 張超 單位：新余鋼鐵集團有限公司