Q195 线材“黑线”表面缺陷的成因及控制

王智文， 宋介中， 刘文静

（山西中阳钢铁有限公司技术中心， 山西 中阳 033400）

1 Q195 线材概述

山西中阳钢铁有限公司（以下简称中钢）主要生产Q195、HRB400E、焊丝焊条钢、号钢等产品，其中Q195 拔丝产品以质量享誉市场，2017 年初，线材车间在轧制Φ6.5 mm 规格的Q195 时发现了类折叠“黑线”表面质量问题，针对此种情况及时进行了原因分析，并提出了相应整改措施。中钢Q195 生产工艺流程为：混铁炉—转炉—150 mm×150 mm 方坯连铸机—高线轧制。Q195 钢种内控成分见表1。

表1 Q195 钢成分 %

2 Q195 线材表面缺陷分析

2.1 线材表面质量问题主要特征

通过对线材表面进行观察，线材表面会出现一条或者多条黑丝的细线，并且呈无规则分布，对其进行扭转后很容易开裂，但是直接目测很难判断，与折叠形成的表面缺陷明显不一致，后经过现场跟踪查看和对“黑线”长度的测量，呈或长或短、断断续续的无规则分布[1-3]，如图1。

图1 线材“黑线”表面形貌

2.2 金相检验分析

对产品缺陷部位截取试样进行了金相实验，无脱碳，晶粒度均匀，全部为P+F，但发现“黑线”处出现氧化物质点，图2 为“黑线”部位的金相组织。

图2 Q195“黑线”缺陷部位的金相图

2.3 电镜扫描分析

对图2 中黑色质点进行了电镜扫描，分析结果表明了黑色质点为结晶器保护渣。通常保护渣在结晶器中熔化，所含氟化物会在高温下部分挥发和生成新的氟化物气体进入空气[3-4]。通过图3 电镜扫描结果，氟含量很高，可以说明保护渣还尚未熔化彻底而被卷入钢液。

图3 电镜（SEM）扫描结果

3 Q195 线材表面缺陷控制

结合公司生产实践，提出以下控制办法：

1）开发针对于Q195 专用的保护渣。目前，150 mm×150 mm 方坯采用中低碳保护渣只有一类，对某些钢种有害。针对这一情况，与保护渣厂家进行沟通，针对熔速和熔点重新制定了Q195 专用保护渣。

2）浸入式水口又石英质改为铝碳质，保证使用寿命，防止穿孔。针对浸入式水口进行材质更换，能保证使用寿命，减少更换水口频次以达到减少非稳态操作，同时将浸入结晶器部分加粗设计，如图4、图5。

图4 原浸入式水口尺寸（mm）

图5 现在浸入式水口尺寸（mm）

3）拉速的影响。拉速过快渣膜厚度减小，纵裂纹增加[5]，控制拉速的稳定性。

4）对现场情况进行跟踪，虽液面稳定，但出现偏流问题，这也是导致水口穿孔卷渣的一个原因，严格执行工艺要求，不得出现偏流不对中情况。

4 结论

1）电镜扫描结果表明，“黑线”为钢坯夹渣，同时说明了保护渣溶化性不良，应根据钢种特性对保护渣进行调整。

2）拉速过高时，液渣层较薄，不能均匀流入结晶器铜管与坯壳缝隙，造成不均匀卷渣。

3）浸入式水口偏流导致结晶器内钢水流场不均匀引起剪切卷渣。

4）通过规范操作，Q195 线材“黑线”表面缺陷得到有效控制。