SWRCH35K冷鐓鋼頂鍛開裂分析及改進措施

李遠鶴

【摘要】針對軋鋼廠二高線在軋制SWRCH35K冷鐓鋼中出現(xiàn)成品冷頂鍛不合格問題，分析了其產生原因，并提出了改進方案，通過優(yōu)化加熱制度、軋機孔型，規(guī)范料型及導衛(wèi)調整等措施，最終生產出符合用戶要求的SWRCH35K冷鐓鋼，并取得了理想的效果。

【關鍵詞】冷鐓鋼；冷頂鍛；密集對稱發(fā)紋

冷鐓鋼除需保證必要的力學性能外，更重要的是要保證冷鐓鋼的工藝性能。通常用冷頂鍛試驗檢查冷鐓鋼的工藝性能和質量。二高線在13年12月及14年1月軋制∮16規(guī)格SWRCH35K冷鐓鋼，1/2冷頂鍛合格率85%，1/3冷頂鍛合格率65%。內部分析，影響冷鐓鋼合格率的主要指標是冷頂鍛開裂。

1 冷頂鍛開裂原因分析

生產實踐表明，冷鐓開裂有80-85%是由于鋼絲表面存在折疊、劃傷、密集的發(fā)紋等缺陷造成的。在冷鐓過程中，0.10mm以上的劃傷可造成冷鐓鋼1/2頂鍛開裂，因為鋼材表面所受的拉應力最大，所以鋼材表面的輕微縫隙就會導致嚴重裂口。要保證鋼材冷頂鍛合格，局部劃傷不應超過0.07mm。鋼材表面缺陷及成因分析如下。

1.1鋼表面有皮下氣泡和縱裂，經初軋后鋼坯表面形成裂紋，重者在成品上形成裂紋。

鋼材表面密集對稱發(fā)紋并不是由于鋼的原始裂紋和皮下氣泡演變而來的。因為鋼的原始裂紋和皮下氣泡經軋制后，只能是無規(guī)律的、分散的表面裂紋，而且深度較大（約2-5mm）。而這種密集對稱發(fā)紋深度淺，在0.5mm以下，縱向整齊密集排列，呈斷續(xù)狀。在鋼材表面上有裂紋與無裂紋區(qū)域截然分開，多分布在輥縫處或與輥縫成90°處，很有規(guī)律。因此認為，這種密集對稱發(fā)紋是由于在軋制開坯階段，在一個方向壓下道次過多、壓下量過大或由于在某一孔型中的不均勻變形，在軋件兩側形成皺折，皺折在軋制中被拉長，在以后的軋制中不能被消除，有時反而加劇形成了密集對稱發(fā)紋。將低碳冷鐓鋼和SWRCH35K冷鐓鋼的冷頂鍛試樣進行比較發(fā)現(xiàn)，密集對稱發(fā)紋在低碳冷鐓鋼中出現(xiàn)率較低；而在含碳較高的SWRCH35K中，出現(xiàn)率相對比低碳鋼高，其危害性也較大。這說明，隨著含碳量的提高，鋼的塑性降低，冷鐓性能變差。

1.2鋼材表面折疊，是由于壓下量過大或軋件溫度偏低，造成展寬量增大，在軋件上形成耳子，在隨后的軋制過程中形成折疊。

1.3對稱裂紋的產生和形貌

對稱裂紋的產生原因：

（1）某孔型中壓下量過大或導板安裝過松。

（2）由于軋件溫度低等原因，軋件展寬過大而形成雙側耳子，經下一道軋制形成折疊，試樣頂鍛后出現(xiàn)2條對稱的裂紋。

另外，有時會出現(xiàn)單條裂紋。這也是由于折疊造成的，由于進口導衛(wèi)、導板安裝不正，形成單側耳子造成折疊，從而形成單條裂紋。觀察以上兩種裂縫的顏色，無金屬光澤，即金屬本體沒有開裂。

（3）鋼材表面有密集對稱的發(fā)紋，是由于孔型嚴重磨損，翻鋼后壓下量過大及軋件在孔型內的不均勻變形等原因造成。

（4）鋼材表面有劃痕，是由于導板或導槽等質量不佳或安裝不當，造成軋制時的劃傷。

可見，導致冷鐓鋼開裂的主要原因不是鋼材內部質量問題，而是鋼材表面的密集對稱發(fā)紋和折疊。解決辦法是找出缺陷產生的具體位置，對軋機進行調整，或對孔型進行適當修改。

2 工藝改進措施

2.1在滿足脫碳層要求的前提下，提高鋼坯加熱溫度，加熱段、均熱段各提高20℃，防止因溫度過低使軋件塑性降低，導致冷鐓開裂，調整前后溫度對比如表1。

2.2結合二高線實際，對1#孔型進行優(yōu)化，側壁斜度由原來9°改為11°；槽底圓角半徑由原來20mm改為30mm；槽口圓角半徑由原來12mm改為18mm；以減少軋件邊部過薄，溫降快等缺陷；

2.3軋制SWRCH35K冷墩鋼前軋槽、軋輥、導衛(wèi)不得有凹坑或裂紋，要保證其表面光滑。

2.4保證粗中軋各架次扭轉角度，以防止扭轉不到位或過位產生表面劃傷。

2.5軋制SWRCH35K冷墩鋼前，對1#飛剪、2#飛剪、3#飛剪及成品料剪切的料頭進行栓洗，檢驗各架次成品料型是否有過沖滿現(xiàn)象及表面裂紋，并及時對各機組進行調整。

2.6預精軋水平活套及立活套要全部投入使用，活套修正量保證控制在±0.5%。

2.7導輪、起套輥磨損深度≤0.3mm。

3 實施效果

通過對冷鐓鋼開裂實物分析，找出了其影響的主要原因，采取了相應控制措施后，在2014年2月份生產的∮16規(guī)格SWRCH35K冷鐓鋼有效的控制了鋼材表面折疊、劃傷、密集發(fā)紋、局部微裂紋缺陷造成的冷頂鍛開裂，1/2、1/3冷頂鍛合格率均為100%，滿足了下游用戶對盤條的使用要求。

4 結論

（1）通過對盤條冷頂鍛開裂分析，造成冷鐓開裂是由于鋼絲表面存在折疊、劃傷、密集發(fā)紋、局部微裂紋缺陷造成。

（2）針對冷頂鍛開裂產生的原因，就工藝控制方面提出了改進措施，并應用于生產實踐。

（3）通過有針對性的控制，盤條實物質量提高，冷頂鍛開裂現(xiàn)象減少，滿足下游用戶加工需要，產品質量大幅提升，異議率降低。