201不锈钢热轧板边裂缺陷的原因分析和改进措施

刘毅 田伟光 徐佳林 杜凯

摘   要：通过对201不锈钢边裂卷热轧工参和边裂卷缺陷部位进行分析，找出了201奥氏体不锈钢热轧板边裂的主要原因是板坯偏窄、S、N、Cu、Mn含量过低和板坯出加热炉后边部冷却过快导致铁素体含量过高，针对以上问题制定了工艺优化措施，并取得明显效果。

关键词：201不锈钢  边裂  S含量  Cu含量   铁素含量过高

中图分类号：TG335                                 文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2019）08（c）-0068-05

201不锈钢是一种低镍的奥氏体不锈钢，属Fe-Cr-Ni系合金，是奥氏体不锈钢的主要代表牌号。生产201不锈钢板时，经常在板带边部出现裂口的缺陷，称之为边裂，边裂缺陷分部无规律性，在板带边部任何位置都有分部，黑皮能被观察到。板坯宽度偏窄和炼钢S、Cu含量和板坯加热之后边部温降过快形成大量铁素是导致201热轧不锈钢热轧板带形成边裂的主要原因，通过分析广东广青金属科技有限公司第一和第二炼钢厂1#～3#连铸机200mm×1245mm炼钢成分、板坯宽度和热轧轧线温降情况，为进一步提高热轧板带合格率，提供理论依据。

1  生产工艺概述

广东广青金属科技有限公司炼钢厂和热轧厂的工艺流程：75tRKEF×8座→AOD 75t×8座→喂丝精炼吹氩站×2座→连铸机×3→→加热炉→高压水除磷→粗轧→飞剪→精轧→层流冷却→卷取机×2。产生边裂缺陷的主要工序为转炉、连铸和加热炉。边裂缺陷在热轧黑皮能检出，形态较大，肉眼易观察，裂口深度不等，裂口在1～10mm。此类缺陷在钢卷的两侧均能发现，呈现出断续不规则分布特征。其形貌特征如图1所示。

2  成因分析

2.1 201不锈钢边裂卷的金相图和电镜分析

图1边裂金相组织正常，图2边裂金发现边裂相部位奥氏体晶粒粗大，同时边裂卷裂口附近存在魏氏组织，有针片状的铁素体，钢坯在两相区轧制。从表1和表2可以看出边裂裂纹附近S含量和Cu含量较高且Mn含量过低。

2.2 板坯宽度对边裂的影响

热轧轧制工序最理想状态是等宽轧制，热轧轧制成品在1246时，如果板坯宽度<1246mm时，粗轧轧制过程中立辊侧压总压力小于250t时，减少了立辊对板坯边部的修复功能，同时立轧辊在轧制时产生的变形热减小，中间坯边部温度降低量变大，轧制时容易产生边裂，根据现场生产统计数据如图5所示。

2.3 S含量对边裂的影响

S元素主要功能是改善其切销性能，但过量会在晶界偏析使晶界脆化，导致钢坯热轧塑性降低（见图1）。

2.4 Cu含量对边裂的影响

Cu含量若偏高较易析出于铸坯表面，经热轧轧制后与锈皮和基材界面形成Fe-Ni-Cu相生成，进而产生Cu-Ni偏析易发生热轧边裂（见图8）。

2.5 Mn含量对边裂的影响

Mn是奥氏体形成元素，在201低镍系不锈钢中，为了补充Ni减少的量所必须元素，如果不满足6000ppm时则无法得到奥氏体单项组织，必须增加Mn含量来提高奥氏体组织的比例（见图9）。

2.6 板坯修磨对边裂的影响

板坯在未修磨状态下，表面有一层坚硬的表层呈灰色状态，板坯修磨状态下，表面呈现银白色，全磨板坯可以等效为绝对白体，吸热效果差，但未修磨的板坯等效为绝对黑体，黑度系数差异，影响受热不均匀（见图10）。

3  效果

炼钢厂对板坯冷态宽度控制在1248±3mm，炼钢中包样S≤0.003、Cu≤0.4和Mn≥9.6范围内、热轧立辊总轧制力大于250t、轧线漏水点和延长修磨板坯的驻炉时间的管控后，热轧轧制时的黑皮边裂缺陷也随之发生相应改善，且改善效果比较稳定，现把巩固阶段为持续半年数据进行统计对比，具体见图11所示。

4  结语

（1）通过对201钢种边裂缺陷取样分析表明，引起201边裂缺陷的主要原因是板坯宽度不足、S含量过高、Cu含量过高、Mn含量低和轧线边部温降过快引起。

（2）控制板坯寬度在1248±3mm，提高粗轧立辊轧制力，增加立辊对板坯边部修复功能和提高变形热。

（3）降低S和Cu含量，提高板坯热塑性。

（4）减少轧线漏水情况，避免边部温降过快，板坯两相区轧制。

（5）由于黑度系数影响板坯吸热效果，延长修磨板坯驻炉时间，提高吸热的均匀性。

参考文献

[1] 焦国华，吴光亮.CSP热轧板卷边部裂纹成因及控制[J].钢铁，2006（6）.

[2] 肖纪美.不锈钢的金属学问题[M].北京：冶金工业出版社，1983.

[3] 王肇愉.铬锰氮钢中气体问题的探讨[J].铸工，1981（3）：69.

[4] 陈德和.不锈钢的性能和组织[M].北京：机械工业出版社，1992.

[5] 薛懿德，高崇.特殊钢压力加工[M].北京：冶金工业出版社，1985.