王梁棟　王艷菊

摘 要：文章首先對冷鐓鋼盤條冷鐓不合格的原因進行分析，逐個研究了平行通長裂紋、一條通長裂紋以及斷續(xù)裂紋三類缺陷對不合格率的影響，對第一二類盤條表面缺陷的預(yù)防進行研究，對第三類盤條表面缺陷的預(yù)防進行探討。

關(guān)鍵詞：冷鐓鋼；盤條；不合格；預(yù)防

1 概述

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，鋼鐵行業(yè)的進步，冷鐓鋼在各個行業(yè)領(lǐng)域也取得廣泛應(yīng)用，包括機械制造、航空航天、車輛船舶以及工程建筑等，可以用來進行螺栓、螺母、墊圈、銷釘?shù)染o固件的生產(chǎn)，具有冷成型性能好、節(jié)約工時、金屬消耗低、尺寸精度高、表面光潔度好、加工工藝先進等特點。但是，在冷鐓鋼盤條初期存在冷鐓合格率較低的問題，研究發(fā)現(xiàn)大多是由于盤條表面裂紋造成。文章從平行通長裂紋、一條通長裂紋以及斷續(xù)裂紋三個方面對有關(guān)冷鐓鋼盤條冷鐓不合格的原因進行研究和探討，不足之處，敬請指正。

2 冷鐓鋼盤條冷鐓不合格的原因

為對冷鐓鋼盤條表面裂紋缺陷原因進行深入研究，采用試樣檢驗的方法，分不同的鋼種對試樣進行低倍酸洗及金相檢驗，包括φ70、φ23、φ20圓鋼。其中，金相檢驗選擇圓鋼試樣的裂紋處，缺陷檢驗面選擇圓鋼試樣橫截面。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，酸洗后圓鋼試樣表面裂紋種類包括平行通長裂紋、一條通長裂紋以及斷續(xù)裂紋，其中平行通長裂紋數(shù)量最多，斷續(xù)裂紋數(shù)量最少。

2.1 試樣表面的平行通長裂紋的情況

對試樣進行酸洗試驗，發(fā)現(xiàn)平行通長裂紋的數(shù)量最多，在φ70、φ23圓鋼上都有，形貌一本上保持一致，然而不同試樣的裂紋間距有所區(qū)別，φ70圓鋼處于8.5～11.5mm之間，φ23圓鋼處于3～5mm之間，φ20的間距大約是3mm。對試驗進行金相檢驗，取樣位置在通長裂紋，結(jié)果發(fā)現(xiàn)裂縫處脫碳不顯著，尾部圓鈍，與盤條表面形成銳角，形貌裂紋均位于軋件的天地面。

按照試驗結(jié)果，可以初步認定這類缺陷產(chǎn)生的原因，具體包括以下幾個方面：（1）軋制中心線調(diào)整有誤，造成軋件中心與軋制中心線出現(xiàn)一定的偏移，導(dǎo)致軋件上出現(xiàn)單側(cè)耳子，耳子在持續(xù)道次軋制時形成折疊，對線材產(chǎn)品的冷鐓性能造成一定程度的影響，冷頂鍛檢驗過程中裂紋表現(xiàn)為單側(cè)通長縱向裂紋；（2）導(dǎo)衛(wèi)設(shè)備實際安裝的地方和孔型中心線存在一定的偏離，導(dǎo)衛(wèi)軋件夾持時使其偏移了中心線，從而產(chǎn)生單側(cè)耳子情況；（3）無法確保軋機軸向定位精度，或者是因為調(diào)整有無，軋輥產(chǎn)生錯輥的情況，導(dǎo)致軋件上錯輥缺陷，持續(xù)道次軋制過程中使得成品折疊，對線材的冷鐓性能造成嚴重的影響。

2.2 試樣表面一條通長裂紋的情況

首先，進行低倍檢驗分析，在φ70、φ23圓鋼、成品上出現(xiàn)試樣表面一條通長裂紋的情況，這種情況是比較常見的，這種形貌裂紋大多是位于軋件的天地面、軋件的輥縫處等。其次，對試樣進行金相檢驗和分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)裂紋卻顯出的脫碳不顯著，尾部圓鈍，和盤條表面形成一定的銳角夾角，而且裂紋缺陷的形貌大部分是一致的，酸洗之后的試樣產(chǎn)生的裂紋經(jīng)過腐蝕之后會變得更寬、更深。最后，經(jīng)過對比研究發(fā)現(xiàn)，選擇外購的GCr15鑄坯軋制的盤條認真檢驗，表面是存在裂紋的，GCr15表面裂紋脫碳情況不顯著，尾部圓鈍，盤條表面形成一定的銳角夾角，冷鐓鋼系列盤條表面形成的裂紋情況大體一致。

按照試驗結(jié)果，可以初步認定這類缺陷產(chǎn)生的原因，具體包括以下幾個方面：（1）軋制時因為單側(cè)耳子導(dǎo)致平行通長裂紋，一個深，一個淺，后者裂紋經(jīng)過變形延伸之后逐漸消失，而前者經(jīng)過軋制延伸之后卻無法消除，表現(xiàn)為一條通長裂紋，形貌裂紋存在一側(cè)不顯著的和它保持平行的印痕；（2）在軋制時，道槽、導(dǎo)衛(wèi)等地方存在一個凸點，使得軋件遭受劃傷，軋制之后無法消除，則使其變成一條通長劃痕，經(jīng)過酸洗試驗后表現(xiàn)為一條通長裂紋，這種形貌裂紋有可能存在軋件四周的任意一個地方。

2.3 試樣表面斷續(xù)裂紋的情況

首先，經(jīng)過低倍試驗發(fā)現(xiàn)在軋件上不存在通長裂紋，而是以斷續(xù)裂紋的形貌出現(xiàn)，表現(xiàn)為不規(guī)則的小裂紋，長度大約為15mm，有的也有可能比較短，存在于軋件的四周，天地面比較少；其次，進行金相檢驗發(fā)現(xiàn)裂紋旁存在輕微的脫碳情況，有延伸的趨勢，而且裂縫兩邊脫碳顯著，裂縫附件存在氧化質(zhì)點；最后，對結(jié)果進行深入分析發(fā)現(xiàn)主要是因為鑄坯接近表面的地方存在缺陷，而因為軋制而暴露出來，導(dǎo)致軋件初期存在裂紋，缺陷持續(xù)變深，材料成型后導(dǎo)致冷鐓開裂，如果深度較淺則成材后有可能不開裂，具體影響因素包括：

（1）中間包水口地方對內(nèi)部角裂產(chǎn)生一定的影響，冷鐓鋼連鑄選擇全保護澆注的方式，侵入式水口則產(chǎn)生影響，侵入式水口不對中，尤其是水口鋼流轉(zhuǎn)移到結(jié)晶器角部，勢必會引發(fā)內(nèi)部角裂。這主要是因為角部是二維傳熱的方式，因此凝固速度比較快，很容易形成氣隙，導(dǎo)致不均勻傳熱，如果鋼流轉(zhuǎn)移到任何一個區(qū)域，則因為注流轉(zhuǎn)移則導(dǎo)致該角部凝固殼變得異常薄弱，造成坯殼強度下降，裂紋敏感性提升。（2）中包鋼水過熱度的影響，如果中包鋼水過熱度比較大，拉速也比較高，造成結(jié)晶器水縫中水間斷沸騰與坯殼變形，坯殼厚度變得更加薄弱，坯殼強度下降，在不均衡力的前提下導(dǎo)致初生坯殼斷裂，然而低過熱度、拉速過慢時，內(nèi)部角裂的情況依然沒有改變，這證明鋼水過熱度及拉速兩個維度對內(nèi)部角裂的影響是有限的，要從設(shè)備方面考慮消除不利影響因素。（3）結(jié)晶器裝置因素的影響，導(dǎo)致結(jié)晶器內(nèi)凝殼不均勻是造成小方坯內(nèi)部角裂的重要影響因素，結(jié)晶器使用過程中，方坯內(nèi)部角裂的概率變大，是由于隨著結(jié)晶器逐漸使用，不可避免產(chǎn)生磨損、變形，導(dǎo)致其不平整度增大，結(jié)晶器錐度變小，甚至產(chǎn)生菱形變形的情況。（4）二次冷卻設(shè)備的影響，如果二次冷卻不均勻也會對內(nèi)部角裂產(chǎn)生影響，尤其是針對高拉速鑄機來說，比如一些噴嘴安裝不對中、水量不均勻、噴嘴噴射角度有待調(diào)整，都會導(dǎo)致角部開裂。

3 第一二類盤條表面缺陷的預(yù)防

（1）高線對生產(chǎn)調(diào)整進行嚴格控制，防止出現(xiàn)中間道次軋件表面開裂的情況。生產(chǎn)過程中軋輥、軋槽等要定期更換，避免軋槽因為過度磨損而產(chǎn)生任何不利影響，對軋機孔型中心、軋制中心線、導(dǎo)衛(wèi)等對中情況進行調(diào)整，防止產(chǎn)生單側(cè)耳子的情況；（2）高線對生產(chǎn)備件質(zhì)量進行嚴格控制，特別是導(dǎo)衛(wèi)設(shè)備插件內(nèi)表面的質(zhì)量，及其運行穩(wěn)定可靠性，按照工藝要求對導(dǎo)衛(wèi)開口度進行調(diào)整，確保導(dǎo)衛(wèi)安裝到中心位置；（3）對停機時間進行科學(xué)合理利用，檢查導(dǎo)衛(wèi)工作狀態(tài)，如果存在問題則及時處理。

4 第三類盤條表面缺陷的預(yù)防

（1）減少中包鋼水過熱度，對拉速進行適當控制，適當提升結(jié)晶器坯殼的厚度、均勻性，促進坯殼高溫力學(xué)性能的提升；（2）注意設(shè)備維護管理，侵入式水口對中；（3）對結(jié)晶器使用情況進行定期檢查，尤其是生產(chǎn)后期，如有磨損等必須更換；（4）停機檢查時對結(jié)晶器銅管磨損情況進行檢查，對足輥間距進行調(diào)整；（5）選擇適當?shù)亩鋰娮欤⒁馔C過程中必須要清洗。

5 結(jié)束語

總而言之，冷鐓鋼盤條冷鐓不合格的原因相對來說比較復(fù)雜，但是歸納發(fā)現(xiàn)是由三種表面缺陷導(dǎo)致，包括平行通長裂紋、一條通長裂紋以及斷續(xù)裂紋等，經(jīng)過低倍檢驗及金相檢驗，可以采取冶煉、連鑄以及改進工藝等方法提升其合格率。

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