SPHC代表熱軋鋼板（對應的冷軋板是SPCC），相當于GB∕T 699—2015《優質碳素結構鋼》中的10#、15#鋼的熱軋板，C質量分數是0.10%~0.15%。隨著鋼鐵冶煉技術的進步，高效節能的生產方式是大多數鋼廠的追求，以求在激烈的市場競爭中占據有利地位。然而，國內某大型鋼鐵企業在低成本生產SPHC冷軋基料時經常有部分爐次的鋼卷頭、尾同時出現了較嚴重的爛邊缺陷，這給公司造成了巨大的經濟損失，嚴重制約了公司低碳鋼系列產品的開發。為了消除爛邊缺陷帶來的不利影響，本文從煉鋼和軋鋼工藝方面著手，通過缺陷形貌、金相組織及軋制原理分析，找出頭、尾爛邊缺陷產生的原因，提出解決爛邊缺陷的措施，取得了良好的效果，為公司挽回了損失。

1. SPHC生產工藝流程概述

公司煉鋼五廠目前配備100 t轉爐2座，六機六流弧形方坯連鑄機1臺，四機四流板坯連鑄機1臺，SPHC帶鋼由煉鋼五廠和熱卷廠協同生產。公司煉鋼五廠SPHC鋼種的化學成分控制如表1所示，其連鑄板坯生產工藝為：轉爐冶煉→脫氧合金化→吹氬微調成分→保護澆鑄→定尺→熱送，熱卷廠目前熱軋卷板SPHC生產采用全連軋工藝，流程為：上料→加熱→除鱗→粗軋→切頭尾→除鱗→精軋→卷取→打包→噴碼→入庫發貨。

2. 過程檢驗及分析

2.1 成分分析和氧氮分析

通過對爛邊爐次的成品鋼板（圖1）取樣進行光譜成分分析，并采用鋼研納克5500氧氮氫分析儀測得氧、氮氣體含量，SPHC主要成分如表2所示。由表2可知，冶煉成分滿足國標和內控要求，未發現異常現象。

2.2 金相組織及夾雜物分析

針對熱卷廠此次熱軋卷板SPHC爛邊現象，對鋼卷進行取樣，通過粗磨→精磨→拋光等操作流程，加工成一定厚度且拋光面積為20 mm×10 mm的縱切面。參照標準GB/T 10561—2005進行檢驗，運用光學金相法，在光學顯微鏡100倍的視場下研究夾雜物和金相組織情況，并利用掃描電鏡對夾雜物進行能譜分析。其中缺陷形貌、夾雜物形貌及能譜情況分別如圖2、圖3所示。

從圖2(a)可發現裂紋為典型的穿晶斷裂，存在較多的氧化鐵皮，并伴有輕微的脫碳及晶粒長大，可推斷裂紋為連鑄坯帶來的裂紋，且裂紋有擴展的趨勢。

從圖2(b)可發現爛邊處的金相組織與正常部位的金相組織幾乎一致，形貌有撕裂跡象，但晶粒卻沒有拉伸或變形的現象，可推斷爛邊缺陷系板坯在高溫時受外力撕扯作用所致，變形的晶粒在高溫時產生了回復再結晶。

從圖3可發現B類（Al2O3）夾雜物含量偏高。經現場查看，發現本爐鋼因生產節奏緊張未進行鈣處理，可推斷本爐次B類夾雜物偏高系未進行鈣處理所致，從而推斷鈣處理工藝與爛邊缺陷具有強烈的相關性。

3. 爛邊缺陷產生的原因分析

SPHC冷軋基料一般采用鋁脫氧，鋼中易生成大量的高熔點絮狀Al2O3類夾雜物，容易導致水口結瘤及鋼材性能惡化，需要對其進行改性。目前較常采用的夾雜物改性方法是通過合理的鈣處理，將鋼中高熔點的Al2O3和Al2O3·MgO夾雜物改性為低熔點的鈣鋁酸鹽類夾雜物，以防止澆鑄過程中在水口結瘤并降低脆性夾雜物對冷軋基料延展性能的危害[1−2]。合理的鈣處理可以減輕水口結瘤，提高連澆爐數，在國內外的鋼廠中已經得到廣泛的應用[3−4]。故SPHC爛邊缺陷與異常的鈣處理工藝具有強烈的相關性。

因爛邊缺陷集中鋼卷的內外數圈，自然考慮到粗軋立輥的短行程控制[5−6]，其控制原理是：根據大側壓調寬時板坯頭尾收縮的輪廓曲線，使立輥軋機的輥縫在軋制過程中不斷改變，其變化曲線對稱且相反，以補償側壓失寬量，再經過水平軋制后，使頭尾部的軋制失寬量減少到最低限度。雖然粗軋采用了短行程控制軋制，但是頭尾仍會有500~600 mm長度的中間坯出現失寬現象。切頭、切尾后經7~8機架精軋至1.5~2.5 mm厚度的成品，發現頭尾爛邊缺陷長度與立輥短行程軋制長度正好相對應。

根據軋制后的板坯頭尾變形特征[7−8]，兩個類圓弧段非均勻變形區只能與立輥不良接觸甚至不接觸，再加上頭尾邊角部位在除鱗水的激冷下溫度偏低，經常處于發黑狀態，如圖4所示，若此時板坯已經存在裂紋，在平輥的軋制擠壓下，必定會導致板坯沿著裂紋處出現擠壓撕裂現象，從而導致成品卷的內外圈出現爛邊缺陷。而板坯的均勻變形區在立輥的側壓和平輥的拉伸擠壓下則將裂紋消除

綜上所述，國內某廠的SPHC冷軋基料頭尾爛邊缺陷的原因為冶煉時未進行或未充分進行鈣處理，導致Al2O3類夾雜物偏高，降低了基體的韌塑性，從而導致鑄坯的窄面或角部振痕處出現了裂紋。在后續的粗軋過程中，由于頭尾的非均勻變形區未充分受到立輥的側壓，而是在平輥的軋制擠壓和除鱗水的激冷下導致了裂紋擴張、撕裂，致使成品卷的內外數圈出現爛邊缺陷[9−10]。

4. 改進措施

4.1 鈣處理工藝

通過規范煉鋼廠的鈣處理工藝，如：喂鈣線前5 min不得補鋁；喂鈣線時氬氣流量控制在250~400 L/min，Ca/Als質量比控制在0.07~0.12；喂鈣線后保證軟吹時間大于6 min，后續生產的SPHC冷軋基料未出現過爛邊缺陷。

4.2 立輥參數優化

通過修改存儲在模型服務器上的短行程控制參數來優化短行程控制曲線。將板坯頭尾的非均勻變形區長度從原來的0.5~0.6 m縮短至0.3~0.4 m，并對煉鋼工藝存在波動爐次的板坯增加切頭、切尾長度，為可能存在缺陷的板坯“保駕護航”。

4.3 除鱗工藝優化

通過在除鱗箱的進口和出口處各增加一組鐵鏈垂簾，減少高壓除鱗水對板坯頭尾的沖刷冷卻，減少溫降，提高均勻變形區的延展性。

5. 結束語

通過對冷軋基料SPHC爛邊缺陷樣品進行化學成分檢測、缺陷形貌檢測分析和組織金相檢測，表明冷軋基料SPHC爛邊缺陷與化學成分無關，主要是鋼中B類（Al2O3）夾雜物含量偏高導致板坯窄邊或角部出現裂紋，經過粗軋后板坯頭尾處的裂紋產生了撕裂，從而在鋼卷頭、尾數圈形成爛邊缺陷。

通過采用鈣處理工藝、立輥參數優化和除鱗工藝優化等改進措施后，冷軋基料SPHC爛邊缺陷基本受到控制，攻關效果良好。

文章來源——金屬世界