第３８卷第１期現代冶金
２０１０年２月
ｆｅｂ．２０１０
南鋼探傷不合格鋼板統計分析及改進措施
吳偉勤，周桂成
（南京鋼鐵股份****中厚板卷廠，江蘇南京 ２１００３５）
摘要：對２００８年探傷不合格鋼板進行了資料統計分析，提出了通過優化精煉、連鑄、軋鋼工序，頭坯、尾坯、鋼板軋制壓縮比來提高鋼板合格率的措施。關鍵詞：
探傷；優化；合格率中圍分類號：ｔｇ１１５．２８
正常坯料軋制厚度分類統計探傷不合格率，分析各
引言條件下鑄坯軋制厚度與探傷對應的關係。頭坯軋制鋼板厚度與探傷不合格率對應關係如圖２所示，由２００８年南京鋼鐵股份****（以下簡稱「南圖２可知，頭坯軋制鋼板厚度對探傷影響大，且隨著鋼」）中厚板卷廠共生產探傷鋼板其中探傷厚度的增加，探傷不合格率增大。尾坯軋制鋼板不合格鋼板為探傷合格率為９５．４９％，影
厚度與探傷不合格率對應關係如圖３所示，由圖３可
響了南鋼中厚板卷廠的經濟效益及合同的完成，針
知，尾坯軋制鋼板厚度對探傷影響大，且隨著探傷厚對這種現狀，工廠對２００８年全年探傷鋼板的資料進
度增加，探傷不合格率增大。正常坯料軋制厚度與探行了統計分析，並對探傷不合格鋼板進行取樣，根據傷不合格率對應關係如圖４所示，由圖４可知，正常分析的結果採取了相應的改進措施後，２００９年一季度探傷鋼板平均合格率達到９８．８７ 。
坯料軋制鋼板厚度大於２５ ｍｍ鋼板對探傷影響大，探傷不合率達到１１．８５ ，且隨著探傷鋼板厚度增加，探傷不合格率增大。
探傷不合格鋼板統計分析
１．１頭、尾坯對探傷的影響，●
圖１為探傷不合格率示意圖，由圖１可知，頭、尾
坯軋制探傷鋼板，探傷不合格率分別為而正常坯料的探傷不合格率為４．１４ ，所
以頭尾坯對鋼板探傷合格的影響很大。
圖２頭坯軋制鋼板厚度與探傷不合格率對應關係
～圖ｌ探傷不合格率
圖３尾坯軋制鋼板厚度與探傷不合格率對應關係
１．２軋制鋼板厚度對探傷影響
２００８年軋制探傷鋼板的鑄坯，按照頭坯、尾坯、
通過坯料軋制探傷鋼板厚度的分析可以得知，
收稿日期
作者簡介：吳偉勤（１９８０一）。男，助理工程師。**
４６現代冶金第３８卷
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ｄ（真空）
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三＜１５ｍｍ
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圖４正常坯料軋制厚度與探傷不合格率對應關係圖７真空工藝與探傷不合格對應關係
１．５普通鋼種（￥２３５系列）與探傷不合格率對應關係
坯料軋制鋼板厚度對鋼板探傷厚度影響很大，所以需盡量控制坯料的壓縮比，對坯料軋制鋼板厚度進普通鋼種（￥２３５系列）與探傷不合格率對應關行優化管理。
系如圖８所示，由圖８可以看出，該系列鋼種隨鋼板１．３鑄坯低倍對探傷影響
軋制厚度增加，探傷不合格率規律不明顯。
ｔ一中心偏析與探傷不合格率對應關係如圖５所示，由圖５可知，中心偏析１．５級及以上探傷不合格
７．５３％
６．６３
．ｓ ｓ．．
￣／０５．６５％
率高，對探傷影響大。中心疏鬆與探傷不合格率對應４．３３％
關係如圖６所示，由圖６可知，中心疏鬆級別增加，探
廠］一…
一傷不合格率增大，中心疏鬆２．０級探傷不合格率達ｌｔ…
到７ｌ２．９７ ，對探傷影響極大。中間裂紋與探傷對應
關係為中間裂紋級別增加，探傷不合格率沒有明顯圖８普通系列鋼種軋制厚度與探傷不合格率對應關係
規律，但中間裂紋２．０級，探傷不合格率很高
８．ｏｏ％
２取樣檢測分析
６．００％一…．
．．…～…一
一．一一
為確保分析的準確性，利用超聲波探傷儀對鋼
３．００％…一一
一……一
２４鶓一……一
廠］ ｒｉｉ＿］
板的超聲波探傷缺陷進行準確定位，並按要求進行取樣。對所取的缺陷樣進行了金相組織及電鏡的分析，從檢驗的結果來看，影響鋼板超聲波探傷不合格
的主要原因是中心偏析嚴重造成的鋼板分層、鑄坯的裂紋、鋼中的非金屬夾雜物、連鑄的保護渣捲入
等，這些因素嚴重影響了鋼板探傷的合格率。探傷不
合格鋼板取樣分析結果見圖９。由圖９可以看出，中
心組織出現裂紋，裂紋四周組織為ｍ
圖６中心疏鬆與探傷不合格率對應關係
１．４真空處理與探傷不合格率對應關係
南鋼中厚板卷廠￥３５５系列、ａ７０９系列、ｑ３４５圖９探傷不合格鋼板取樣分析結果
系列鋼種，根據要求、鋼板軋制厚度不同決定其是否要求真空工藝處理。因此，對軋制相同規格厚度鋼板對比，分析真空處理對上述三大系列鋼種的探傷影３１改進措施
響。由圖７可知，隨著鋼板軋制厚度的增加，非真空針對資料統計和取樣檢測分析的結果，對影響處理對探傷不合格率的影響越大。
鋼板探傷合格率存在的問題，採取了相應的措施。
第ｌ期吳偉勤，等：南鋼探傷不合格鋼板分析及改進措施４７
３．１精煉工序優化
３．１．１ 夾雜物控制
精煉處理是控制夾雜物非常重要的環節，不僅要讓已生成的夾雜物充分上浮，而且還要避免新的
夾雜物生成。在ｉ．ｆ爐處理初期，強化渣面擴散脫氧降低渣中氧的質量分數，降低渣中的ｍｎｏ和ｆｅｏ的
質量分數，使渣中的早期將渣造白，使渣面具有良好的吸附夾雜物的能力。通過吹氬攪拌使產生的大量簇狀、多邊形和少量球形
的ａｌｏ。夾雜物聚集、上浮和被吸附。向鋼液中喂人
鋁線對鋼水進行沉澱脫氧，使鋼水中溶解氧降低到最低位，從降低鋼水在澆注過程中重新生成的氧化物，降低氧化物夾雜。在最短的時問內使鋼液成分達到標準要求，確保有充分的弱吹氬攪拌時問，讓非金屬夾雜物的上浮時間相對延長，通過吹氬攪拌使夾
雜物充分上浮，同時避免鋼水液面跟空氣接觸，造成
鋼水的二次氧化。在精煉終點進行軟吹氬時，根據鋼包透氣磚的效果調節氬氣的流量，合理的吹氬攪拌致使脫氧產物能獲得較好的碰撞聚集長大的機會，
從而有利於脫氧產物的上浮排出，提高鋼水純淨度。
３．１．２ 鈣處理
精確控制夾雜物的形態，對於鋼中的ａｌ（）。和
ｍｎｓ夾雜物，對鋼水進行鈣處理，由於鈣對夾雜物具有良好的變性處理作用，ａｌ０。夾雜物變成球形
的復合夾雜物。通過對夾雜物進行變性處理，使之生成的夾雜物尺寸變大，熔點降低，數量減少，通過氬攪拌，保證一定的時間，以使之除去，從而減少鋼水脫氧產物ａ１。０。
的數量；ｍｎｓ條狀夾雜物變成球的ｃａｓ夾雜物，由於其熔點低，呈各向
同性，軋制後不影響鋼板的探傷合格率。鋼液經鈣處理後，鋼中的大型夾雜￣ｉｊａ１ｏ。轉變成了鈣鋁酸鹽夾
雜物，使原來的夾雜物變性後呈細小、球化的趨勢，夾雜物更容易上浮進人渣層，從而減少鋼凝固後滯
留於鋼中的夾雜物數量，這對於提高鋼材質量無疑是十分有利的。
所以，鈣處理對鋼水的質量有很大的影響，鈣線的質量直接決定了鈣處理對鋼水的效果；我廠對使
用鈣線質量進行嚴格檢查，嚴把鈣線質量關。對於部分鋼種由喂ｆｅｃａ線改為喂純鈣線處理，保證了鈣處理的效果。對於普通系列鋼種探傷不合格率高的情
況，ｃａｓｉ線鈣處理更改為ｆｅｃａ線鈣處理、適當延長
精煉冶煉時間，提高鋼水純淨度。
３．１．３成分、溫度控制
確保鋼水精煉後的吹氬處理時問，使鋼水的成
分、溫度均勻，中包溫度控制在１０～２０。ｃ；避免鑄坯
中心偏析嚴重造成鋼板的分層。
３．１．４ 改變真空工藝路線
￥３５５系列鋼種、ａ７０９系列鋼種系列鋼種等中碳鋼種，真空工藝路線由ｒｈ—ｌｆ更改為ｉｆ—ｒｈ工藝路線。通過改變真空工藝路線，增
加了鋼水成分達到標準後的純淨時間，為鋼水中的
夾雜物上浮提供了足夠的時間；同時，由於鋼水最終在ｒｈ真空處理後不需要加入石灰等渣料和合金，鋼水終點［ｈ］平均含量大大降低，由３．２×１０ 降低
到１．３×ｌ０～ 。
３．２連鑄工序優化
３．２．１裝置精度
開口度超標或開口度標準滿足不了鑄坯連續收縮的要求、鑄機對弧不好，造成摩擦力增加，超過鑄坯應變力，鑄坯產生裂紋。為減少鑄坯發生裂紋的機
率，採取措施使作用於鑄坯上應力的總和達到最小
程度，因此必須保證有良好的鑄機裝置執行狀態，採用輥縫測量儀，定期檢查鑄機的狀況，保證鑄機的開
口度控制在縮短檢修及裝置更換週期，保證裝置的精度，提高鑄坯的內部質量。
３．２．２ 二冷控制
為了減少鑄坯的裂紋量，控制其合理的二冷水冷卻強度尤其重要。二冷噴嘴的效能直接影響二次冷卻的強度、均勻性等效果，由於噴嘴堵塞情況突出，影響噴嘴噴射特性，容易造成鑄坯區域性回熱，鑄坯質量影響較大。因此，對連鑄二冷噴嘴嚴加檢查，
發現問題及時處理。
３．２．３過熱度控制
過高的鋼水過熱度使坯殼變薄，從而增大內裂
發生機率，低溫澆注有利於等軸晶的生長，從而抑制
內裂的發生，當過熱度大時，內裂發生率顯著增加。因此，要求過熱度控制１ｏ～２０。ｃ，避免生成的柱狀
晶粗大造成搭橋，在軋制過程中不能壓合造成鋼板的分層。同時，通過控制中包過熱度可以穩定拉速，實現「恆速澆鑄」，既保證了生產組織和工藝的穩定，又保證了二冷水供水的穩定，減少液相穴的變化，有利於鑄坯質量的提高。
３．２．４ 結晶器液面控制及保護渣規範加入
結晶器內液面波動情況，對澆注速度影響較大。當液面波動幅度較大時，一般會逐級降低澆注速度；同時，減小二冷水量，以保證板坯質量。但是，二冷水
水量的調整是有滯後性的，因此，易造成澆注方向上
板坯冷卻較強。當結晶器液面波動大時，澆注速度短
４８現代冶金第３８卷
時間內降低，不但板坯冷卻強度發生的較大變化，而且容易發生保護渣捲入坯殼的現象。因此，我廠要求生產時保持結晶器內液面穩定，液面波動小於±３ ｍｍ；恆速澆鋼，以保證結晶器內穩定的流場，從而獲得穩定的溫度場，進而保證了液渣層的均勻穩
定；同時，規定保護渣在結晶器中總厚度控制在４ｏ～５０ ｍｍ範圍內，並且保持一定厚度的粉渣層，這是
為了保證保護渣在結晶器內的均勻熔化，使液渣層保持穩定，同時起到絕熱保溫的作用；保護渣應均勻地加到結晶器內液面上，每次加渣的時間間隔不應
過長，做到勤加，每次加入量要少，保證「黑渣」操作，
使結晶器液面穩定，保持彎月面的正常。
３．３軋鋼工序優化
對鑄坯低倍情況中心偏析１．５級及以上或中心疏鬆１．５級的坯料考慮軋制小於２０ｍｍ以下探傷鋼板，增加鑄坯的壓縮比；對中心疏鬆２．０級或中間裂紋２．０級以上鑄坯不考慮軋制探傷鋼板；因此，對於低倍情況不好的鑄坯，安排軋制厚度薄的鋼板，提高
壓縮比；同時，在軋鋼工序時，增大壓下率，增加鋼板缺陷癒合的機會，提高鋼板探傷合格率。
３．４頭、尾坯管理
由於頭、尾坯對探傷鋼板的影響大，因此，根據２００８年探傷鋼板合格率的分析結果，規定頭、尾坯料只得軋制２５ ｉｔｉｉｔｉ以下的探傷鋼板或軋制非探傷
鋼板。３．５軋制厚度
通過２００８年坯料軋制探傷鋼板厚度的分析結
果得知，坯料軋制厚度對鋼板探傷厚度影響很大；所以我們需要盡量控制坯料的壓縮比。對坯料軋制厚度進行優化管理。因此，我們規定坯料軋制探傷鋼板需要控制一定的壓縮比，在２ 連鑄機板坯寬度可以
滿足鋼板要求的情況下，優先選擇厚
的板坯軋制厚度大於２５ ｍｒｐ＿以上的鋼板，增加壓縮
比，提高探傷合格率。
４ 結束語
影響探傷鋼板合格率的因素是多方面的，加強
鋼水精煉夾雜物控制，保證鋼水鈣處理效果，真空路
線的調整，連鑄工藝、裝置引數的優化、標準化作業，是提高鋼板探傷合格率的重要方法。同時，優化頭、
尾坯軋制厚度、軋制工序的優化、軋制厚度的管理也
是提高鋼板探傷合格率必不可少的措施。
參考文獻：
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