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    抛丸机在X60M管线钢表面重皮原因分析与改进

    文章出处:未知 编辑:抛丸机发表时间:2019-4-2 13:58:22 浏览人数:1301,1,0
      摘    要:针对X60M管线钢批量性下表面重皮缺陷, 采用3种不同边部状态的铸坯开展对比试验, 跟踪检查轧后钢板对应表面质量, 并利用金相显微镜进行微观组织特征分析, 研究X60M管线钢批量性下表面重皮缺陷产生的原因, 组织开展质量攻关。结果表明:钢板表面重皮的主要原因是铸坯表面质量差、切割挂渣、加热炉炉筋管刮伤、出钢滑台刮伤等, 最终提出改进措施。

      0前言

      随着国民经济的发展, 中厚板需求量不断增加, 约占钢材总需求量的12%~15%表2 试验钢铸坯表面质量情况。中厚板品种增多、应用范围和领域扩大, 在钢材中的生产比重呈上升趋势;产量增长、用量增加、市场竞争加剧以及消费市场日趋成熟, 用户也在注重钢板性能的同时更加关注外观质量。如果钢厂在生产中没有严格实行质量控制, 就会产生重皮、麻点、划伤、压痕等表面缺陷, 严重影响板材质量图1 试验钢板下表面不同位置重皮宏观形貌。尤其是X60M以上高等级海底输油管线钢, 表面重皮等缺陷部位将成为微生物富集点, 加快腐蚀速度。本文就中厚板管线钢生产过程表面重皮原因进行分析, 并提出改进措施, 同时强化推钢式加热炉加热工序对中厚板表面质量的控制, 满足用户及产品使用要求。

      1 试验与研究

      1.1 试验材料

      试验材料为220 mm×1 510 mm×2 090 mm规格X60M管线钢连铸坯, 主要化学成分见表1。

      1.2 试验方案

      为了进行对比试验, 通过铸坯内外弧切角、修小圆角、保留原始边, 将铸坯毛刺清除干净, 并分别装入2#、3#推钢式加热炉, 轧制成钢板后在3#冷床翻板机处初步检查上、下表面质量, 经热处理抛丸后再次检查上、下表面质量情况, 做好缺陷统计分析并取表面缺陷样进行金相组织检验, 研究钢板轧后表面重皮产生的原因。根据分析结果, 再结合现有工艺条件和设备能力, 提出有效的改进措施。试验钢铸坯表面质量情况见表2。

      表1 X60M管线钢化学成分 (质量分数) 

      表1 X60M管线钢化学成分 (质量分数)

      表2 试验钢铸坯表面质量情况
    表2 试验钢铸坯表面质量情况
      

      2 试验结果及分析

      2.1 表面宏观重皮缺陷

      抛丸前后对钢板表面质量进行检查, 并记录缺陷位置及数量。发现重皮缺陷主要存在于钢板的下表面, 表现为相互折合的双层金属, 宏观呈现舌状、连续山峰状、条状等不规则形貌表3 试验钢板下表面重皮位置及数量, 试验钢板下表面不同位置重皮缺陷的宏观形貌见图1。其中内外弧切角铸坯轧成钢板上表面未发现重皮缺陷;内外弧修小圆角铸坯轧成钢板边部发现1处重皮缺陷, 抛丸后重皮缺陷更加清晰;保留原始边的铸坯轧成钢板头部、边部各发现2处、8处重皮缺陷, 抛丸后部分轻微缺陷消失, 对每块试验钢翻板检查下表面质量, 发现内外弧切角、修小圆角、保留原始边铸坯轧后每块钢板均出现重皮现象, 重皮主要分布在钢板边部, 少量分布在钢板中部和头、尾处。试验钢板下表面重皮缺陷分布位置及数量见表3。

      图1 试验钢板下表面不同位置重皮宏观形貌
    图1 试验钢板下表面不同位置重皮宏观形貌
      

      

      表3 试验钢板下表面重皮位置及数量

    表3 试验钢板下表面重皮位置及数量

      2.2 金相检验结果

      分别从抛丸后钢板边部、中部、头部重皮缺陷位置制取金相试样并进行检测分析。大部分检测结果显示缺陷位置附近均可观察到高温氧化圆点、轻微脱碳及F晶粒长大现象, 见图2 (a) ;少部分重皮缺陷的根部区域可以观察到高温氧化特征, 而未观察到明显脱碳和F晶粒长大现象, 见图2 (b) ;基体组织均为正常的F+P, 见图2 (c) 。说明大部分表面重皮缺陷在加热炉高温段或坯料入炉前就已经萌生;少部分仅观察到高温氧化特征、没有明显脱碳及F晶粒长大现象的重皮缺陷是铸坯在加热炉出炉过程中被出钢滑台刮伤所致。

      图2 重皮缺陷位置组织形貌

      图2 重皮缺陷位置组织形貌

      2.3 分析讨论

      2.3.1 铸坯质量引起的重皮缺陷

      从表3可知, 试验钢下表面重皮缺陷主要分布在钢板的边部, 且大部分重皮缺陷附近区域可观察到高温氧化圆点, 且有脱碳和F晶粒长大现象, 表明此类重皮缺陷在铸坯入炉前或在加热炉高温段就已经萌生, 根据加热炉炉筋管的布置, 排除边部重皮缺陷为炉筋管刮伤的因素。说明试验钢边部重皮缺陷是由铸坯表面质量引起。一是铸坯在结晶器内悬挂使凝固壳撕裂, 撕裂处漏出的钢水由于结晶器强冷作用, 迅速在钢坯表面凝固, 覆盖在铸坯表面;二是铸坯表面有较深的沟槽或尖锐的棱角, 钢坯在热态下撞击形成褶皱, 严重的划伤形成压折;三是铸坯表面经清理后, 火焰清理处的沟槽或凹坑的宽深比较小表3 试验钢板下表面重皮位置及数量。上述几种情况在轧制过程中因金属表层延伸而形成重皮。同时钢坯切割端部挂渣且清理不干净, 轧后容易在钢板头尾部出现金属重皮缺陷, 试验钢头尾重皮缺陷即因此产生。

      2.3.2 刮伤引起的重皮缺陷

      由于加热炉为推钢式, 轧件在高温段易被炉筋管划伤导致钢坯下表面金属褶皱或开裂。由表3及图2 (a) 可知, 试验钢中部重皮缺陷为加热炉炉筋管划伤引起, 轧后重皮位置与炉筋管间距一致, 且缺陷附近区域有高温氧化圆点及脱碳、F晶粒长大现象;同时加热炉出钢口与轧钢辊道有一定高度差, 出钢过程钢坯掉落时被滑台严重划伤或撞击产生局部开裂而形成褶皱, 在轧制过程中容易形成下表面重皮, 与试验钢边部重皮缺陷一致, 微观特征表现为高温氧化圆点存在, 但未观察到脱碳和F晶粒长大的现象。

      3 改进措施

      (1) 通过试验跟踪, 判定铸坯角部质量及修磨质量是轧后钢板表面重皮缺陷产生的重要因素。为了保证连铸机结晶器工作状态良好, 将结晶器铜板内壁纵向加工成凹面, 呈弧线状, 增加热流, 坯壳生长均匀, 避免角部纵裂, 同时降低结晶器侧面和二冷区的冷却强度, 防止角部过冷导致横裂图2 重皮缺陷位置组织形貌;提高铸坯边部修磨质量, 加强监督检查, 确?;鹧媲謇泶Φ墓挡刍虬伎涌砩畋? 减少因修磨质量差导致的重皮。

      (2) 新增铸坯切割后端部打渣机, 对坯料切割挂渣进行清除, 减少或消除因铸坯头尾切割渣导致的轧后钢板头尾重皮。

      (3) 将推钢式加热炉炉筋管改造成孔洞式滑块图1 试验钢板下表面不同位置重皮宏观形貌??锥床贾每上灾跫趸槎ゲ肯蛩艿拇韧ǖ烂婊? 孔洞中流通高温炉气的滑块上部温度升高, 使滑块顶部温度趋近炉内钢坯温度、钢坯与垫块接触部分不产生冷却效应区;同时滑块在纵水管上采取偏置错列方式安装, 并适当加大滑块间距, 使滑块与钢坯接触部位随着钢坯的运动不断变化, 防止滑块压入而使钢坯下表面产生凹痕或划伤, 从而减少或避免因炉筋管划伤导致的钢板下表面重皮缺陷。

      (4) 在1#加热炉新增1台出钢机, 钢坯由改造前在出钢过程从滑台掉落至辊道改为由出钢机托举至轧钢辊道, 避免出钢过程滑台刮伤或撞伤导致的重皮质量缺陷。

      (5) 建立管线钢生产质量管控机制, 严格按照抛丸、检查、修磨等质量控制要求, 落实出厂确认制度, 大批量工业试制3 300余t X60M海底输油管线钢, 产品表面质量完全满足用户使用要求。

      4 结论

      (1) 铸坯火焰清理处沟槽或凹坑的宽深比较小, 头尾切割挂渣严重, 轧后钢板表面容易产生重皮缺陷。

      (2) 钢坯在加热炉炉筋管高温段划伤、出钢滑台划伤或撞伤, 轧后钢板下表面将出现严重重皮现象。

      (3) 强化铸坯表面及修磨质量控制, 对加热炉炉筋管进行孔洞式滑块改造并增设出钢机, 同时采取管线钢生产质量管控措施, 落实出厂确认制度, 大批量工业试制X60M海底输油管线钢的表面质量完全满足用户使用要求。
    本文来源青岛华盛泰抛丸机://www.krg3.com.cn/jishu/1301.html
    关键词:抛丸机 抛丸清理机 青岛抛丸机 路面抛丸机 履带式抛丸机 吊钩式抛丸机
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