煉鋼缺陷

煉鋼缺陷結(jié)疤

煉鋼（澆鑄）造成的主要原因有：（1）上鑄錠未采取防濺措施或下鑄錠開(kāi)鑄過(guò)猛造成飛濺結(jié)疤。（2）下鑄錠保護(hù)渣性能不佳或模子不清潔、不干燥，造成鋼錠（連鑄坯）表面或皮下夾雜、氣泡和重皮。（3）模壁嚴(yán)重缺陷或鑄溫過(guò)高造成凸疤和粘模，經(jīng)軋制或鍛壓加工演變?yōu)榻Y(jié)疤。

軋鋼方面造成結(jié)疤的原因有：（1）成品前某道（架）軋輥或?qū)l(wèi)裝置缺陷或操作不當(dāng)造成軋件凸包、耳子、劃疤，經(jīng)再軋形成結(jié)疤。（2）鋼坯火焰清理清痕過(guò)陡或殘?jiān)闯齼?，外物落在鋼坯上被軋成結(jié)疤。

煉鋼缺陷裂紋

按裂紋形狀和形成原因有多種名稱，如拉裂、橫裂、裂縫、裂紋、發(fā)紋、炸裂（響裂）、脆裂（矯裂）、軋裂和剪裂等。從煉鋼、軋鋼到鋼材深加工幾乎每道工序都有造成裂紋的因素。

（1）煉鋼方面。鋼中硫、磷含量高，鋼的強(qiáng)度、塑性低；鑄錠澆鑄（模鑄、連鑄）溫度過(guò)高，澆鑄速度過(guò)快，鑄流不正；鋼錠模、結(jié)晶器設(shè)計(jì)不合理；冷卻強(qiáng)度不足或冷卻不均，造成激冷層薄或局部應(yīng)力過(guò)大；鋼錠模有嚴(yán)重缺陷或保溫帽安裝不良造成鋼錠凝固過(guò)程懸掛；保護(hù)渣性能不佳，模子潮和各種澆鑄操作不良都能造成鋼錠表面質(zhì)量不佳，在鋼材上形成裂紋。

（2）軋鋼（鍛造）方面。鋼錠、鋼坯加熱溫度不均或過(guò)燒造成裂紋；高碳鋼加熱或冷卻過(guò)快，火焰清理或火焰切割鋼材溫度過(guò)低造成炸裂；鋼材矯直應(yīng)力過(guò)大，矯直次數(shù)過(guò)多而又未進(jìn)行適當(dāng)熱處理時(shí)易產(chǎn)生矯裂；冷拔管、線鋼料熱處理不良或過(guò)酸洗造成裂紋；鋼件在藍(lán)脆區(qū)剪切易剪裂；焊接工藝不當(dāng)造成焊縫或熱影響區(qū)裂紋。

煉鋼缺陷分層

鋼材基體上出現(xiàn)的互不結(jié)合的兩層結(jié)構(gòu)。分層一般都平行于壓力加工表面，在縱、橫向斷面低倍試片上均有黑線。分層嚴(yán)重時(shí)有裂縫發(fā)生，在裂縫中往往有氧化鐵、非金屬夾雜和嚴(yán)重的偏析物質(zhì)。

煉鋼缺陷白點(diǎn)

在鋼材縱、橫斷面酸浸試片上，出現(xiàn)的不同長(zhǎng)度無(wú)規(guī)則的發(fā)紋。它在橫向低倍試片上呈放射狀、同心圓或不規(guī)則分布，多距鋼件中心或與表面有一定距離。型鋼在橫向或縱向斷口上，呈圓形或橢圓形白亮點(diǎn)。直徑一般為3～10mm。

白點(diǎn)產(chǎn)生的原因，一般認(rèn)為是鋼中氫含量偏高和組織應(yīng)力共同作用的結(jié)果。奧氏體中溶解的氫，在冷卻相變過(guò)程中，其溶解度顯著降低，所析出的氫原子聚集在鋼材微孔中或晶間偏析區(qū)或夾雜物周圍，結(jié)合成氫分子，產(chǎn)生巨大局部壓力，當(dāng)這種壓力與相變組織應(yīng)力相結(jié)合超過(guò)鋼的強(qiáng)度時(shí)，則產(chǎn)生裂紋，形成白點(diǎn)。

煉鋼缺陷偏析

產(chǎn)生的原因是鋼水在凝固過(guò)程中，由于選分結(jié)晶造成的。首先結(jié)晶出來(lái)的晶核純度較高，雜質(zhì)遺留在后結(jié)晶的鋼水中。因此，結(jié)晶前沿的鋼水為碳、硫、磷等雜質(zhì)富集。隨著溫度降低，雜質(zhì)凝固在樹枝晶間，或形成不同程度的偏析帶。此外，隨著溫度降低，氣體在鋼水中溶解度下降，在結(jié)晶前沿析出并形成氣泡上浮，富集雜質(zhì)的鋼水沿上山軌跡形成條狀偏析帶。由于偏析在鋼錠上出現(xiàn)部位不同和在低倍試片上表現(xiàn)出形式各異，偏析可分為方形偏析、“V”、“＾”形偏析、點(diǎn)狀偏析、中心偏析和晶間偏析等。

煉鋼缺陷疏松

鋼材截面熱酸蝕試片上組織不致密的現(xiàn)象。在鋼材橫斷面熱酸蝕試片上，存在許多孔隙和小黑點(diǎn)子，呈現(xiàn)組織不致密現(xiàn)象，當(dāng)這些孔隙和小黑點(diǎn)子分布在整個(gè)試片上時(shí)叫一股疏松，集中分布在中心的叫做中心疏松。在縱向熱酸蝕試片上，疏松表現(xiàn)為不同長(zhǎng)度的條紋，但仔細(xì)觀察或用8～10倍放大鏡觀察，條紋沒(méi)有深度。用掃描電子顯微鏡觀察孔隙或條紋，可以發(fā)現(xiàn)樹枝晶末梢有金屬結(jié)晶的自由表面特征。

疏松的成因與鋼水冷凝收縮和選分結(jié)晶有關(guān)。鋼水在結(jié)晶時(shí)，先結(jié)晶的樹枝晶晶軸比較純凈，而枝晶問(wèn)富集偏析元素、氣體、非金屬夾雜和少量未凝固的鋼水，最后凝固時(shí)，不能夠全部充滿枝晶間，因而形成一些細(xì)小微孔。

SPHC鋼為普通熱軋產(chǎn)品，雖然強(qiáng)度較低，但具有較高的塑性、韌性、焊接性能和良好的壓力加工性能，廣泛用于制造各種面板、焊接結(jié)構(gòu)件、冷熱軋薄鋼板及以其為原板制成的鍍鋅、鍍錫及塑料復(fù)合薄鋼板等。近年來(lái)該類產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中的需求量逐年上升，用戶對(duì)該鋼種的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。用戶在使用本鋼生產(chǎn)的熱軋SPHC產(chǎn)品的過(guò)程中連續(xù)反饋出現(xiàn)白色條狀缺陷。

煉鋼缺陷缺陷形貌及微觀組成

1、宏觀形貌

SPHC冷軋基料主要供用戶鍍錫生產(chǎn)罐頭瓶、瓶蓋等，鍍鋅生產(chǎn)各種管、面板等。

2、微觀形貌及組成

通過(guò)大量的SPHC熱軋產(chǎn)品白色條狀缺陷樣品微觀組織的觀察及對(duì)比，白色條狀缺陷的微觀組織基本可以分為圖1中所示兩種組織形態(tài)。

在微觀下觀察表面缺陷部位，圖1（a）中存在明顯分層、起皮，而圖1（b）中則表現(xiàn)為長(zhǎng)條鏈線狀碎裂異物嵌入。

圖2中缺陷部位繼續(xù)放大，微觀形貌及主要成分情況如圖2。

圖2（a）中1、3點(diǎn)及圖2（b）中主要是氧化鋁、氧化鐵夾雜，且含有鈣和磷的夾雜物，導(dǎo)致白色條狀的原因是以氧化鋁為主復(fù)合類夾雜物。而圖2（a）中2、4點(diǎn)則不含Al、Si等元素，應(yīng)為鑄坯皮下氣泡在后續(xù)軋制過(guò)程中拉長(zhǎng)并破裂導(dǎo)致缺陷產(chǎn)生。

煉鋼缺陷缺陷形成原因分析

綜上微觀形貌及組成成分含量分析，白色條狀缺陷的形成主要是氣泡與以氧化鋁為主的復(fù)合類夾雜物共同作用的結(jié)果。轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中會(huì)將部分高氧化性爐渣帶入到鋼包中，精煉處理過(guò)程中對(duì)鋼包頂渣改質(zhì)不徹底，在澆鑄過(guò)程中通過(guò)長(zhǎng)水口進(jìn)入中包中污染中包鋼水，或者合金化后軟吹時(shí)間及鎮(zhèn)靜時(shí)間不足，造成鋼水脫氧產(chǎn)物Al₂O₃夾雜物上浮不充分，滯留在鋼水中，在后續(xù)軋制過(guò)程中成為裂紋源，并在均熱之前導(dǎo)致裂紋形成，然后在后續(xù)軋制過(guò)程中Al₂O₃夾雜物再被壓碎，形成長(zhǎng)條鏈線狀缺陷，這些線狀缺陷在鍍鋅、錫過(guò)程中被覆蓋，從而形成板面條狀缺陷。

如果鋼水脫氧不徹底，澆鑄保護(hù)不好導(dǎo)致澆鑄過(guò)程中鋼水吸氧，大包澆鑄末期下渣導(dǎo)致中包中全氧含量過(guò)高或者連鑄澆鑄過(guò)程中長(zhǎng)水口和浸入水口吹氬過(guò)大導(dǎo)致鋼水中氬氣氣泡未充分上浮形成鑄坯皮下氣泡，在后續(xù)軋制過(guò)程中氣泡破裂形成表面起皮，宏觀表現(xiàn)為板面白色條狀缺陷針對(duì)上述產(chǎn)生白色條狀?yuàn)A雜原因，對(duì)煉鋼廠的生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題：為降低合金成本，脫氧合金化調(diào)整到精煉前進(jìn)行，致使大量脫氧產(chǎn)物上浮不充分；部分用戶因C含量設(shè)計(jì)偏低，必須選擇RH路徑生產(chǎn)，導(dǎo)致頂渣無(wú)法改質(zhì)；LF路徑生產(chǎn)的SPHC處理時(shí)間較短，無(wú)法對(duì)頂渣進(jìn)行充分改質(zhì)，且軟吹時(shí)間偏短；連鑄澆鑄過(guò)程中，大包澆鑄末期下渣量較多，污染中包鋼水；為防止?jié)茶T過(guò)程中水口堵，浸入水口氬氣量較大，導(dǎo)致鑄坯內(nèi)氬氣泡較多，上浮不充分。因此，冷軋用SPHC鋼種生產(chǎn)過(guò)程中必須進(jìn)行工藝優(yōu)化，以保證鋼水純凈度滿足后續(xù)軋制工藝的要求。

煉鋼缺陷工藝優(yōu)化

1、出鋼過(guò)程脫氧

煉鋼出鋼過(guò)程進(jìn)行脫氧，保證精煉前鋼水中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)<50×10^–6。為降低合金成本，脫氧合金化調(diào)整到精煉前進(jìn)行，在實(shí)際使用過(guò)程中用戶反饋白色條狀缺陷增加，因此仍然調(diào)整為轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中脫氧合金化。煉鋼出鋼過(guò)程中脫氧，由于出鋼過(guò)程鋼水的攪動(dòng)，以及出鋼后吊運(yùn)到精煉處理位前鎮(zhèn)靜，促使大部分脫氧產(chǎn)物Al₂O₃夾雜顆粒上浮，由頂渣吸納。而如果在精煉處理前期脫氧，雖然可以吹氬攪拌使夾雜物上浮，但其攪拌力度較出鋼過(guò)程鋼水沖擊力度小，夾雜物上浮也不如前者充分。因此煉鋼出鋼過(guò)程充分脫氧可以減少白色條狀缺陷的形成。

通過(guò)對(duì)比生產(chǎn)的轉(zhuǎn)爐出鋼脫氧和精煉LF前脫氧的兩個(gè)牌號(hào)SPHC產(chǎn)量和熱連軋軋制過(guò)程中產(chǎn)生夾雜的比例發(fā)現(xiàn)，LF處理前脫氧爐次在熱軋軋制過(guò)程中產(chǎn)生的夾雜比例（3.28%）遠(yuǎn)高于轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程脫氧爐次的比例（0.62%）。

2、調(diào)整生產(chǎn)工藝

由于早期SPHC冷軋基料設(shè)計(jì)碳含量較低，工藝路徑采用RH，無(wú)法對(duì)頂渣進(jìn)行改質(zhì)，未改質(zhì)的頂渣中氧含量較高，在精煉處理過(guò)程中與鋼水進(jìn)行傳質(zhì)，導(dǎo)致精煉處理困難，且在鎮(zhèn)靜過(guò)程中進(jìn)一步向鋼水中擴(kuò)散，造成燒鋁、硅等現(xiàn)象，且在澆鑄過(guò)程中在大包澆鑄結(jié)束前出現(xiàn)下渣現(xiàn)象造成未改質(zhì)頂渣對(duì)鋼水的污染，導(dǎo)致鑄坯中產(chǎn)生Al₂O₃夾雜，進(jìn)而在軋制過(guò)程中形成白色條狀缺陷。因此與用戶及研發(fā)部門協(xié)調(diào)，對(duì)鋼種設(shè)計(jì)成分進(jìn)行調(diào)整。碳含量適當(dāng)提高，采用精煉LF處理位進(jìn)行處理，處理過(guò)程中造白渣對(duì)鋼包頂渣進(jìn)行改質(zhì)處理。

3、合理安排生產(chǎn)

合理安排生產(chǎn)節(jié)奏，保證精煉處理周期，尤其需要保證脫氧合金化后的軟吹時(shí)間和處理后鋼水鎮(zhèn)靜時(shí)間。精煉處理過(guò)程中要有充足的時(shí)間進(jìn)行造渣處理，減少鋼水頂渣的氧含量；脫氧合金化后適當(dāng)?shù)能洿岛玩?zhèn)靜時(shí)間能夠促使精煉處理過(guò)程中的二次脫氧產(chǎn)物充分上浮排除，減少白色條狀缺陷的形成。有資料表明，隨著軟吹氬氣時(shí)間的增加，鋼中總氧含量不斷降低，在軟吹氬12min后，鋼水總氧含量變化不明顯。從軟吹氬過(guò)程中鋼中夾雜物含量變化來(lái)看，鋼包軟吹氬時(shí)間應(yīng)保持在15min以上。

調(diào)整精煉處理周期以前，冷軋基料SPHC精煉處理周期與其他低碳鋼種生產(chǎn)時(shí)間相同，按35min進(jìn)行處理，如非必要在精煉處理過(guò)程中不進(jìn)行改渣處理。冷軋基料生產(chǎn)時(shí)間延長(zhǎng)10min，處理過(guò)程中必須對(duì)鋼包頂渣進(jìn)行改渣處理，并延長(zhǎng)精煉處理后的軟吹時(shí)間，考慮生產(chǎn)節(jié)奏、靜置時(shí)間等因素，軟吹時(shí)間由原來(lái)的6min延長(zhǎng)到12~15min，通過(guò)吹氬使夾雜物充分上浮。

4、控制氬氣流量

在連鑄澆鑄過(guò)程中，為防止水口堵，水口保護(hù)氬氣流量較大，現(xiàn)場(chǎng)觀察經(jīng)?？梢钥吹綕茶T過(guò)程中為保證結(jié)晶器內(nèi)鋼水液面的氣泡數(shù)量，浸入水口氬氣流量開(kāi)到最大。

為避免氬氣流量過(guò)大致使氬氣氣泡進(jìn)入鋼水中形成鑄坯皮下氣泡，在軋制過(guò)程中氣泡破裂出現(xiàn)白色條狀缺陷，在連鑄做好保護(hù)澆鑄，控制浸入水口氬氣流≤5L/h。

5、控制大包下渣量

在大包澆鑄末期，由于靠近鋼包水口處鋼水形成了漩渦，導(dǎo)致鋼包渣可能沿長(zhǎng)水口進(jìn)入中間包中。而煉鋼廠為降低鋼鐵料的損耗，大包澆鑄末期一般都是在下渣檢測(cè)紅燈亮后才關(guān)閉滑板，會(huì)出現(xiàn)少量鋼包渣進(jìn)入中間包中污染鋼水。為避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，煉鋼廠提高了冷軋基料SPHC生產(chǎn)過(guò)程的下渣檢測(cè)等級(jí)，規(guī)定黃燈亮即關(guān)閉滑板，減少進(jìn)入中間包中的鋼包渣。 2100433B

鋼在冶煉和軋制（鍛造）加工過(guò)程中，由于設(shè)備、工藝和操作等原因造成鋼的欠缺。主要包括結(jié)疤、裂紋、縮孔殘余、分層、白點(diǎn)、偏析、非金屬夾雜、疏松和帶狀組織等。

煉鋼出版發(fā)行

據(jù)2020年3月14日中國(guó)知網(wǎng)顯示，《煉鋼》共出版文獻(xiàn)3512篇 。

據(jù)2020年3月14日萬(wàn)方數(shù)據(jù)知識(shí)服務(wù)平臺(tái)顯示，《煉鋼》共載文2182篇、基金論文量為287篇 。

煉鋼收錄情況

《煉鋼》是CA化學(xué)文摘（美）（2014）來(lái)源期刊、北京大學(xué)《中文核心期刊要目總覽》來(lái)源期刊（1992年第一版，1996年第二版，2000年版，2004年版，2008年版，2011年版，2014年版，2017年版）、中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤版）來(lái)源期刊、中國(guó)治金類中文核心期刊、美國(guó)劍橋科學(xué)文摘（CSA）核心期刊、美國(guó)烏利希期刊指南收錄期刊，是中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)知識(shí)服務(wù)平臺(tái)收錄期刊 。

煉鋼影響因子

據(jù)2020年3月14日中國(guó)知網(wǎng)顯示，《煉鋼》總被下載485899次、總被引17621次，（2019版）復(fù)合影響因子為0.759、（2019版）綜合影響因子為0.627 。

據(jù)2020年3月14日萬(wàn)方數(shù)據(jù)知識(shí)服務(wù)平臺(tái)顯示，《煉鋼》被引量為12834次、下載量為89687次；據(jù)2017年中國(guó)期刊引證報(bào)告（擴(kuò)刊版）數(shù)據(jù)顯示，該刊影響因子為0.8（機(jī)械制造工藝與設(shè)備刊均影響因子為0.42），在全部統(tǒng)計(jì)源期刊（6670種）中排第2012名 。

煉鋼榮譽(yù)表彰

《煉鋼》雜志被評(píng)為中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)優(yōu)秀期刊、第五屆湖北省優(yōu)秀期刊。

《煉鋼》雜志曾獲得中國(guó)金屬學(xué)會(huì)優(yōu)秀期刊三等獎(jiǎng)（2002年） 。

煉鋼辦刊宗旨

《煉鋼》雜志辦刊宗旨是立足煉鋼生產(chǎn)實(shí)際，引領(lǐng)煉鋼科技發(fā)展 。

煉鋼投稿指南

1、稿件字?jǐn)?shù)在6000字以內(nèi)（含圖、表），特約稿件字?jǐn)?shù)不作要求，投稿能反映煉鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域的進(jìn)展與水平；論點(diǎn)明確，論據(jù)充分，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)可靠，條理清晰，文字簡(jiǎn)練；綜述性稿件應(yīng)內(nèi)容新穎并有自己的觀點(diǎn)，試驗(yàn)研究報(bào)告應(yīng)為具有創(chuàng)新性研究的階段性成果。

2、文章題目限20字以內(nèi)，能夠準(zhǔn)確反映文章的主要內(nèi)容。

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serious defect

對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力性能或安裝使用性能有決定性影響的缺陷。