谷新新

摘 要：本文从炼钢和轧钢两个方面对本厂生产的Q235B圆钢常见的不同类型的表面裂纹情况进行了分析，通过金相观察检验及SEM和能譜分析，找出了不同类型裂纹的形成机理和来源，并提出了相应的控制措施。

关键词：圆钢；表面裂纹；形成机理；控制措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.050

1 前言

圆钢表面裂纹是圆钢最主要的表面质量缺陷之一，严重影响到圆钢再加工后的产品质量，尤其是在锻打和冷墩过程中，裂纹会在加工件上得到延展，使加工件开裂而报废，因此对圆钢表面裂纹的控制显的十分重要。棒线型材厂目前有两条生产线可以生产圆钢，可生产普碳圆钢、低合金结构圆钢、合金结构圆钢等，生产质量一直较为稳定。但在生产Q235B圆钢，部分圆钢表面出现了无规则的、纵向分布、肉眼可见的黑线状短裂纹，经检验判定为不合格品，另有部分圆钢在酸洗后，表面明显可见深浅不一的长条裂纹。严重影响到了圆钢的质量，提高了生产成本，造成了较大的质量损失，为此我们进行了减少圆钢表面裂纹的攻关。

2 圆钢表面裂纹原因分析

2.1 表面裂纹形貌

对圆钢表面裂纹形貌进行观察分析，判断圆钢表面存在两种不同的类型的裂纹，分别为黑线短裂纹（如图1、图2）和长条状裂纹（如图3、图4）。

2.2 金相检验和SEM能谱分析

（1）对L56573238批36mm规格的Q235B圆钢表面黑线短裂纹处进行横向取样分析，缺陷位置可见向基体扩展的裂纹，裂纹的深度为0.37mm（如图5）；裂纹附近（圆钢近表面）可见大型夹杂物，裂纹根部可见分叉以及高温氧化和脱碳现象（如图6）；其他未见异常，组织为F+P。

（2）对17B500803批36mm规格的Q235B圆钢表面黑线短裂纹处进行横向取样分析，结果表明：黑线处存在裂纹，裂纹深入基体约0.15mm，裂纹周围未见明显脱碳和氧化点， 裂纹内有异物填充（如图7）。对圆钢表面黑线和横截面裂纹处（如图8）进行SEM和能谱分析，结果表明：表面黑线和横截面裂纹处均存在夹杂，夹杂中含有Al、Si、Ca、Na、Mg等特征元素（如表1）。

（3）对L554111616批25mm规格的Q235B圆钢表面黑线处进行横向取样分析，缺陷深度为0.09mm（如图9），缺陷表现为凹坑形貌，裂纹内干净，两侧无脱碳现象，不向基体内扩展，其他未见异常，组织为F+P（如图10）。

2.3 原因分析

（1）查看L56573238炉铸坯酸洗样情况，发现铸坯表面有较多针孔状缺陷，与其它炉次相比，判断该缺陷为钢液脱氧不良造成，因该转炉系统副枪装备尚未投入使用，无法准确判断出钢时钢水氧含量，只能根据生产经验来加入脱氧剂，受炉况变化及人员经验不足等影响，极易造成脱氧剂加入量不足，钢水脱氧不良，在钢水凝固过程中，氧在钢液中的溶解度随温度的下降而减少，超过碳氧平衡值的过剩氧就会与碳起反应，生成CO气泡，在钢锭表面形成针孔或是皮下气泡缺陷。针孔在轧制过程中得到延伸，在圆钢表面形成黑线短裂纹。

（2）对17B500803批缺陷形貌进行分析，缺陷处夹杂物中带有明显保护渣成分，判定为铸坯皮下夹渣所致。查看连铸过程工艺参数及人员操作习惯，判定为结晶器水口插入深度过浅，中包工在向结晶器加入保护渣的过程中，一次加入保护渣量过大，导致化渣不好及液面波动大，保护渣卷入铸坯，形成皮下夹渣。轧制过程夹渣暴露，在圆钢表面形成黑线短裂纹。

（3）L554111616批根据缺陷形貌分析，判定为轧制过程中划伤。

3 Q235B圆钢表面裂纹的控制措施

3.1 加大出钢过程脱氧剂加入量

根据转炉终点碳、温及是否补吹等情况，结合前期生产情况，加大脱氧剂加入量，出钢结束强吹氩3分钟后定氧，根据定氧情况二次补加脱氧剂，保证出站时钢水氧含量在40ppm以下，减少钢种气体，消除表面气孔和皮下气泡，消除裂纹产生的根源。规范吹氩操作，严格执行吹氩标准，保证脱氧反应充分进行，保证脱氧产物能够有效排除，减少钢种非金属夹杂物。

3.2 优化连铸操作

优化水口插入深度，优化保护渣加入方式，少量多次加入，确保保护渣熔化良好，减小液面波动和保护渣卷入钢水。加强生产调度管理，稳定连铸拉速，防止出现拉速波动过大现象。

3.3 轧钢工序重点对轧制通道进行监控

加大各飞剪样的取样频次，加强轧制过程轧件的表面质量监控，加强成品孔后的流程监控，当成品出现刮、擦产生“火花”时，及时停轧整改。加强检查和轧制中的沟通联系，减少轧件刮伤，发现成品有刮伤时立即处理。

4 结语

（1）Q235B圆钢的表面黑线裂纹主要是由钢水脱氧不良形成的钢坯表面气孔或是皮下气泡所造成以及皮下夹渣轧制暴露所造成，其次是轧制过程中轧制通道的划伤。

（2）加深脱氧，减少表面气孔和优化连铸操作以及加强轧制通道检查与控制后，Q235B圆钢的表面裂纹情况得到明显控制，攻关措施有效，成果显著。

参考文献：

[1]吴昌飞，陈会芬.Q235B碳素结构钢热轧圆钢的开发[J].硅谷，2012（08）：105.

[2]潘建洲.40Mn2圆钢成品剪切断口裂纹成因分析与对策[J].轧钢，2016，33（03）：67-70.

[3]刘健.圆钢断面剪切裂纹的分析及预防措施[J].热加工工艺，2010，39（01）：154-156.