摘要：针对模铸29t锭型轧制特厚钢板超声波探伤合格率低的问题，采用热酸洗、金相显微镜、扫描电镜和能谱分析等手段对超声波探伤不合钢板的试样进行检验和分析。结果表明，超声波探伤不合的主要原因是模铸冒口疏松缺陷比较严重。通过加快冒口的浇注速度和浇钢温度，提高钢水后期流场的搅拌能力和流动性，以及改造氩气保护装置，避免二次氧化，防止缩孔和夹杂物产生。
关键词：探伤不合；缩孔；夹杂
1 前言
华菱湘钢公司五米宽厚板生产线，以产品高等质量高要求、市场高需求为目标。湘钢五米宽厚板从2010年开始生产钢锭，钢锭成材中厚钢板探伤合格率保持在98%以上，已达到国内先进水平，为进一步提高钢锭探伤合格率，针对近期Q345D探伤不合钢板进行分析统计，借助酸洗、金相显微镜、扫描电镜和能谱分析等手段对超声波探伤不合钢板的试样进行检验和分析，并提出改进措施。
2 监测分析
利用超声波探测仪对探伤不合钢板的缺陷部位进行取样，利用金相显微镜、扫描电镜及能谱分析进行监测分析，系统分析了本公司生产钢锭探伤不合的主要原因。
2.1缺陷在钢板中的分布
本次探伤不合钢板厚度250mm，探伤不合具体缺陷见表1
表1 Q345D探伤不合缺陷
2.2取样分析
取样位置见图1
图1 钢板取样部位
将取下来的样送至加工厂进行热酸洗，热酸洗后的情况见图2
图2 热酸洗后的低倍情况
由上图可见，在钢板整个厚度方向上存在不同程度的偏析，心部较为严重。
2.3金相检验
金相试样经打磨抛光后，在不同倍数金相显微镜下可见试样缺陷部位为缩孔，且缩孔内部存在大量夹杂物，如图3图4所示
2.4电镜扫描
为进一步确认夹杂物类型及来源，对缩孔内的夹杂物进行电镜扫描分析，发现夹杂物主要为氧化铝夹杂、钙铝酸盐以及少量钛化物夹杂，均为钢水内生夹杂，未发现有卷渣或者结瘤、耐材等卷入的外来夹杂，如图5图6所示
3 分析与讨论
通过金相显微镜、扫描电镜及能谱分析对探伤不合钢板取样进行监测分析，分析结果显示，导致钢板探伤不合原因主要有4种。
图3 50X金相
图4 200X金相
（1）根据试样分析，导致探伤不合格的主要原因是内生氧化夹杂物引起,在凝固过程中高熔点的钙铝酸盐类非金属夹杂物本身聚集能力很强，极易聚集，且凝固较快，使得凝固终点提前，造成在凝固过程中夹杂物在靠近中心处形成容易聚集区，同时上浮的空间和时间减少，使中心处聚集形成大型的非金属夹杂物；
（2）缺陷出现在钢锭尾部原因：
A、在浇注末端，随着浇注时间的推移，冒口浇注的钢水温度低，钢水进入钢锭模内流动性变差。
B、后期减流过程中散流吸气严重的影响，导致钢水被二次氧化，被严重二次氧化的钢水大量聚集在尾部。
C、浇注冒口时，开始减流，进入钢锭模内的动能减少，模内流场变弱，对后期产生的内生氧化夹杂物的上浮不利。
图5 夹杂物不同部位成分扫描
图6 夹杂物不同部位成分扫描
4 提高探伤合格率的措施
对本公司探伤不合钢板取样进行检测，针对检验结果进行分析总结，找出探伤不合产生的原因，并提出优化措施。
4.1对现有的氩气保护装置进行改进，出气孔改造见图7
图7 浇注冒口出气孔改造
将原先的弯管出气口改为直管出气口，出口位置直接对准大罐下水口而非钢流，这样可以减少浇注过程中吸气，防止钢水被二次氧化；
4.2加快冒口的浇注速度，提高钢水后期的流场的搅拌能力；
4.3适当提高钢水过热度，增加钢水流动性，增加凝固过程本身的潜热，增强尾部倒V型区域的补缩能力，防止缩孔产生1。
5 结论
(1)通过金相显微镜、扫描电镜及能谱分析对探伤不合钢板取样分析，造成钢锭Q345D探伤不合的主要直接原因是缩孔，切缩孔内存在大量氧化夹杂物。
(2)针对探伤不合缺陷产生的原因，对炼钢锭型冒口进行了改进，并调整浇注工序关键工艺参数。有效提高了钢锭Q345D的探伤合格率。
(3)改进措施实施后，钢锭Q345D的探伤合格率得到显著的提高，从原来的98%提高到99.3%。
参考文献
[1]李建辉.徐 震.周金方.厚规格模具钢探伤不合原因分析与工艺改进.宝钢技术 2015年6期
论文作者:门阳阳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/19
标签：金相论文; 钢锭论文; 钢水论文; 钢板论文; 缩孔论文; 冒口论文; 试样论文; 《基层建设》2019年第8期论文;