大直徑連鑄連軋圓鋼連續式調質開裂原因分析

郭東旭，袁長生，常春麗

東北特殊鋼集團股份有限公司 遼寧大連 116600

1 序言

42CrMoS4圓鋼調質材料是歐標EN 10083-3：2006（目前已被EN ISO 683-2：2018替代）中最為常用的品種。因其具有良好的強度及塑韌性，并通過添加S元素又具有良好的車削性能，所以廣泛應用于工程機械、汽車、石油及風電等行業。本文通過對該品種調質過程中發生的開裂問題進行深入分析，進一步優化工藝，大幅減少了過程廢品，實現了連鑄代替模鑄，生產成本大幅降低。

2 問題概述

2014年，東北特鋼集團大連基地引進合金鋼大棒材連續調質處理生產線，規格φ100～φ360mm軋材。自投產以來，以42CrMoS4鋼為代表的中碳合金鋼隨著連鑄連軋生產規格的逐步擴大，采用φ600mm圓坯軋制生產φ250mm以上圓材，調質前進行無損檢測，能夠滿足標準要求，但在后續調質過程中出現不同程度的開裂現象（見圖1、圖2）。而同期生產的更大規格模鑄材沒有開裂問題發生，因此需要對連續式調質過程中開裂原因進行分析，找出工藝改善點，實現大直徑調質材的連鑄化，擴大連鑄極限規格。

圖1 鋼材開裂形貌

圖2 斷裂面形貌

3 生產工藝及設備

3.1 工藝流程

工藝流程為：轉爐→LF→RH→兩機兩流大圓坯連鑄機→φ600mm連鑄坯旋轉加熱/緩冷→步進梁式加熱爐→1050軋機開坯→連軋機→緩冷→調質→檢測→精整入庫。

3.2 熱處理設備

熱處理設備為燃氣式連續調質爐，可生產規格φ100～φ360mm，天然氣明火加熱，V形輥輥底式淬火加熱爐，輥子與料臺軸線呈一定角度同時自轉，單支鋼材旋轉通過淬火加熱爐，以達到防止變形、實現均勻冷卻的目的。……