通過對45 鋼兩種試樣狀態(tài)及冶煉、軋制工藝的分析，找出了白點(diǎn)是導(dǎo)致45 鋼斷面收縮率不合的根本原因，鋼中氫含量高是內(nèi)因，軋后冷速過快是外因。從源頭上減少鋼中氫含量及軋后緩冷的措施，可解決由白點(diǎn)引起的塑性偏低問題。1前言      山東特鋼有限公司Φ550×1/Φ430×4+Φ320×6 小型軋鋼生產(chǎn)線自20投產(chǎn)以來，主要生產(chǎn)45、20 等碳素結(jié)構(gòu)鋼，生產(chǎn)規(guī)格為Φ16～Φ60 m m 。在生產(chǎn)檢驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)45鋼部分爐號的塑性值偏低，主要是斷面收縮率達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。有批45鋼斷面收縮率復(fù)驗(yàn)率達(dá)到28.5% ，嚴(yán)重影響了該生產(chǎn)線的組織和協(xié)調(diào)。為此組織了對該問題的技術(shù)攻關(guān)，查找原因、采取措施，確保軋鋼生產(chǎn)線穩(wěn)定、順行，使出廠鋼材達(dá)標(biāo)。2檢測與分析     鋼材產(chǎn)生斷面收縮率不合的原因很多，如化學(xué)成分不合、鋼中非金屬夾雜物含量高、內(nèi)部疏松嚴(yán)重、內(nèi)裂等均會(huì)引起鋼材的塑性降低。共檢驗(yàn)45 鋼228爐，規(guī)格為Φ30～Φ60mm ，因斷面收縮率不合導(dǎo)致復(fù)驗(yàn)的共65 爐，復(fù)驗(yàn)率達(dá)到28.5% ，復(fù)驗(yàn)后全部合格（統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1）。為了查找原因，對這65爐斷面收縮率不合的爐號進(jìn)行了一系列統(tǒng)計(jì)分析。

2.1 化學(xué)成分    通過對化學(xué)成分的統(tǒng)計(jì)分析，未見有成分異常現(xiàn)象，全部符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 低倍組織     通過對緩冷前鋼材低倍組織檢驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析，除個(gè)別爐號存在內(nèi)部裂紋外，其他無異常現(xiàn)象，全部符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

      在檢驗(yàn)的228爐45鋼中，不管其塑性是否合格，約有14.5%的爐號存在1～3.5 mm 的內(nèi)部裂紋，這個(gè)比例與28.5% 的斷面收縮率復(fù)驗(yàn)率不是十分吻合，但這并不能排除內(nèi)部裂紋對塑性不合沒有影響。     在檢查45 鋼斷面收縮率僅為19%的1支試樣時(shí)，發(fā)現(xiàn)拉伸試樣縱向試驗(yàn)面上存在“X ”型裂紋（見圖1a）在橫向斷口上存在白色的圓坑。

2.3 生產(chǎn)工藝   1）冶煉：①采用70 t超高功率電爐初煉，電爐使用55% ～65% 廢鋼，35% ～45% 鐵水。采用爐壁氧槍吹氧脫碳，石灰脫磷，偏心爐底無渣出鋼。②精煉采用70t LF，渣料由石灰、預(yù)熔渣和螢石組成，采用硅錳合金和鋼芯鋁預(yù)脫氧。LF 使用CaC2 和SiC擴(kuò)散脫氧，出鋼前5 min 喂CaSi線進(jìn)行夾雜物變性處理。精煉過程吹氬操作，連鑄前軟吹氬處理，充分去除夾雜物、均勻鋼水溫度。2）連鑄：連鑄工序鋼水過熱度20～35℃，拉速1.5～1.8 m/min。3）軋制：①采用150 mm ×150 mm ×2500～5300m m 坯料在蓄熱式推鋼加熱爐內(nèi)加熱，加熱爐采用高爐煤氣作燃料，計(jì)算機(jī)溫度監(jiān)測和煤氣流量自動(dòng)控制。連鑄坯加熱溫度1100～1200 ℃。②軋制采用Ф550×1/Ф430×4+Ф320×6 半連軋?jiān)O(shè)備，軋前高壓水除磷，開軋溫度≥1050 ℃，終軋溫度≥950℃，軋材經(jīng)分段后采用70000 mm ×7470 m m 步進(jìn)齒條式冷床冷卻，鋼材剪切為定尺經(jīng)在線檢查后收集、打包、堆垛。鋼材于250～450 ℃之間堆垛。3原因分析     根據(jù)初驗(yàn)合格率低、復(fù)驗(yàn)合格率高的這種特殊情況，對初驗(yàn)和復(fù)驗(yàn)試樣的狀態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)分析。    45鋼力學(xué)性能初驗(yàn)試樣從冷床收集的鋼材上剪切后空冷至室溫并送檢，而復(fù)驗(yàn)試樣從收集并堆垛緩冷后的鋼材中截取，堆垛緩冷的鋼材其堆垛溫度一般在250℃以上，規(guī)格在Ф40mm 以上的堆垛溫度更高，一般在350 ℃以上。顯然，軋后冷卻速度對鋼材塑性的影響很大，這種現(xiàn)象歸結(jié)到鋼的氫脆。     鋼中氫含量高，鋼材軋制后如不采取緩冷措施，就會(huì)導(dǎo)致氫裂——白點(diǎn)。為此，對煉鋼過程進(jìn)行了調(diào)查，分析了氫的來源。從電爐煉鋼的過程看，氫的來源主要有以下兩個(gè)方面：1）電爐和精煉爐漏水；2）原材料潮濕。包括石灰、氬氣、保護(hù)渣等控制或貯存不當(dāng)水分超標(biāo)。     對以上因素逐一排查。電爐和精煉爐漏水的現(xiàn)象確實(shí)存在，但不是連續(xù)出現(xiàn)；在連鑄平臺(tái)測得的氬氣露點(diǎn)溫度為-49℃（理論為-51℃），由此斷定氬氣中的水分不超標(biāo)；大包覆蓋劑和保護(hù)渣使用正常；但石灰自廠外采購，雖隨進(jìn)隨用，但由于運(yùn)輸、貯存時(shí)間過長，加之廠區(qū)地處沿海，氣候潮濕，故難免其吸潮粉化，粉化的石灰加入鋼中，導(dǎo)致其氫含量過高。通過抽檢，鋼中氫含量約為（5～7）×10-6。這樣高的氫含量，如鋼材軋后不實(shí)施緩冷，極有可能導(dǎo)致白點(diǎn)缺陷，尤其是含碳量在0.45% 以上的中高碳鋼種對白點(diǎn)更為敏感。

     因此，45鋼斷面收縮率不合是由鋼中白點(diǎn)引起的，與鋼的冶煉、軋后冷卻有直接關(guān)系，鋼中氫含量高是內(nèi)因，軋后冷速過快是外因。4改進(jìn)措施   試樣采取箱冷處理，模擬鋼材堆垛冷卻方式，試樣的冷卻速度與鋼材保持一致。采取以上相應(yīng)措施后，斷面收縮率不合的問題得到解決。連續(xù)統(tǒng)計(jì)228 爐45 鋼（規(guī)格為Ф16～Ф50m m），斷面收縮率一次檢驗(yàn)合格率為100%。僅有4 爐出現(xiàn)內(nèi)裂，內(nèi)裂紋長度1～2mm ，鋼材內(nèi)部裂紋的發(fā)生率下降到1.8% 。說明鋼材的內(nèi)部裂紋由白點(diǎn)引起，試樣采取的緩冷工藝是正確的。     此外，應(yīng)從源頭上減少鋼中氫含量，如減少電爐、精煉爐漏水，減少石灰吸潮的環(huán)節(jié)，最好采用自產(chǎn)石灰，以縮短石灰自產(chǎn)出至使用的間隔時(shí)間；同時(shí)，鋼材軋后應(yīng)進(jìn)行250℃以上堆垛緩冷處理，試樣隨垛緩冷或模擬堆垛緩冷（砂冷或箱冷）。