宋苓芝， 劉志勇

（河鋼股份有限公司唐山分公司， 河北 唐山 063016）

耐硫酸露點(diǎn)腐蝕用鋼即在鋼中加入Cu、Sb、Ni等耐腐蝕性元素，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，在鋼中添加適量的銅對抵消鋼中硫的有害作用有著明顯的效果，同時(shí)改變著高硫和低硫鋼的耐大氣腐蝕效果[1]。銅與其他元素(如P、Ni等)復(fù)合使用時(shí)，提高耐大氣腐蝕性能的效果更好，為了達(dá)到較好的耐大氣腐蝕性能，在低合金鋼中銅的加入量一般規(guī)定在0.2%～0.5%。唐山中厚板材有限公司生產(chǎn)的耐硫酸露點(diǎn)腐蝕用鋼在鋼中Cu、Sb、Ni等耐腐蝕性元素后，鑄坯出現(xiàn)了表面裂紋，通過實(shí)驗(yàn)室高溫?zé)崴苄苑治?，研究了其形成原因及控制方法，鑄坯表面裂紋缺陷得到有效控制。

1 鑄坯表面裂紋缺陷的原因分析

1.1 裂紋缺陷宏觀形貌及高溫溫?zé)崴苄苑治?/h3>

耐硫酸露點(diǎn)腐蝕用鋼09CrCuSb鑄坯表面裂紋缺陷的宏觀形貌（見圖1），為探求其原因，鑄坯在連鑄過程中是一個(gè)彎曲、矯直的過程，可采用不同溫度拉伸的方法研究其高溫?zé)崴苄?。按照降溫、升溫、降溫的順序檢測彎曲矯直塑性（見圖2），同時(shí)檢測了該鋼的高溫塑性（見下頁圖3）?？梢钥闯觯绻迮鞅砻娴臏囟仍?jīng)低于700℃，然后，又返溫回到了1000℃彎曲或矯直，則此時(shí)的塑性（面縮率）為15%，很容易造成彎曲或矯直時(shí)開裂。

1.2 連鑄過程冷卻制度分析

圖1 缺陷宏觀形貌

圖2 檢測彎曲矯直塑性的實(shí)驗(yàn)方案

對圖3 09CrCuSb鋼高溫塑性進(jìn)行詳細(xì)說明，在傳統(tǒng)工藝下，板坯在二冷區(qū)的冷卻制度見下頁圖4[1]，當(dāng)板坯拉出結(jié)晶器進(jìn)入0段強(qiáng)冷區(qū)后，冷卻水可以從板坯表面帶走大量的熱，而且?guī)ё叩臒崃靠赡鼙葍?nèi)部傳出的熱量要多，板坯表面的溫度就會逐漸降低，尤其是中厚板坯厚，拉速很低，在強(qiáng)冷區(qū)停留的時(shí)間過長，這大大增加了降至低溫的幾率，表面溫度降低至約700℃左右。此后，冷卻強(qiáng)度減小，溫度迅速回升，達(dá)到約1 000℃左右的水平。也就是說，板坯在進(jìn)入彎曲矯直段之前，總是先有一個(gè)“冷至更低溫度，然后再返溫回升”的過程，此過程對鋼的塑性產(chǎn)生極大的影響。這個(gè)溫度的變化過程與圖3彎曲矯直塑性模擬結(jié)果相對應(yīng)。

圖3 09CrCuSb鋼高溫塑性

圖4 板坯在二冷區(qū)的冷卻

1.3 強(qiáng)冷制度下鑄還金相組織分析

表1為傳統(tǒng)冷卻與強(qiáng)冷冷卻的工藝參數(shù)，圖5、圖6為對應(yīng)工藝下鑄坯表面金相組織的對比，研究表明強(qiáng)冷工藝下晶粒度明顯得到細(xì)化，通過分析發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)工藝下的晶粒平均尺寸約為200～300μm，而強(qiáng)冷水量下晶粒平均尺寸約為50 μm。同時(shí)當(dāng)厚度大于10 mm時(shí)，晶粒尺寸細(xì)化程度不再發(fā)生明顯變化，這說明由強(qiáng)冷造成的晶粒細(xì)化層大約為10 mm左右。

相關(guān)研究表明，當(dāng)鑄坯晶粒度約為50 μm時(shí)，鑄坯的高溫塑形顯著提高[2]。晶粒細(xì)化使得晶界數(shù)量增加，由于晶界兩側(cè)晶體取向不同，裂紋通過晶界時(shí)需要改變方向，消耗了裂紋擴(kuò)展能，降低了裂紋發(fā)生的可能性。

2 解決措施

2.1 二冷區(qū)持續(xù)保持強(qiáng)冷

板坯表面溫度低至700℃后不返溫，即以700℃的溫度直接進(jìn)入彎曲或矯直段，板坯的塑性科用700℃對應(yīng)的常規(guī)高溫塑性為59%，見圖3。彎曲或矯直時(shí)開裂的可能性幾乎為零。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，保持鑄坯表面絕對不返溫很難做到，但是可以降低其返溫趨勢，這樣表面裂紋缺陷會得到有效控制。

表1 為傳統(tǒng)冷卻與強(qiáng)冷冷卻的工藝參數(shù)（拉速：0.81 m/min）

圖5 傳統(tǒng)工藝組織

圖6 強(qiáng)冷工藝組織

2.2 冷卻工藝優(yōu)化

具體實(shí)施方案見圖4]，調(diào)整比水量由傳統(tǒng)工藝的0.46～0.49 L/kg提升至0.56～0.63 L/kg，詳見見表1，可以有效控制鑄坯表面裂紋缺陷。

3 結(jié)論

1）從高溫塑性檢測結(jié)果出發(fā)，分析了耐硫酸露點(diǎn)腐蝕用鋼09CrCuSb鑄坯表面裂紋缺陷的原因。

2）給出了改進(jìn)措施，二冷區(qū)持續(xù)保持強(qiáng)冷，使板坯的塑性得到改善。

3）針對此鋼種二冷區(qū)實(shí)行強(qiáng)冷制度，金相組織的晶粒度明顯細(xì)化，塑性增強(qiáng)，可有效控制板坯表面裂紋缺陷。