1.De unde provine defectul de porozitate al bobinelor-laminate la rece?
Defectele de porozitate ale bobinelor-laminate la rece sunt moștenite aproape în întregime de la placa turnată continuă din amonte, provenind din golurile formate de gazele din oțelul solidificat în timpul producției de oțel și al turnării continue. Ele pot fi în principal clasificate în două categorii:
Bule subcutanate: pori minusculi ascunși sub suprafața plăcii. Aceasta este sursa principală de defecte de suprafață în foile-laminate la rece.
Găuri/pori: chiar și pori mai mici sau pori localizați în placa.
Pe baza originii lor, acești pori pot fi clasificați în continuare în bule de argon și pori de reacție (cum ar fi bulele de CO) etc.
2. Cum se formează bulele de argon în timpul turnării continue și, în cele din urmă, conduc la defecte la laminarea la rece?
Generarea de bule: în timpul turnării continue, gazul argon este de obicei suflat prin dopuri sau prin duza superioară pentru a preveni înfundarea duzei de intrare scufundate. Sub fluxul turbulent al oțelului topit, acest gaz argon este spart în bule minuscule.
Antrenarea bulelor: Majoritatea bulelor de argon se ridică la suprafață și sunt absorbite de zgura de protecție. Cu toate acestea, dacă debitul de argon este instabil sau câmpul de curgere nu este controlat corespunzător, unele bule de argon vor pătrunde adânc în cristalizator cu curentul de oțel topit și vor fi captate de învelișul de țagle care se solidifică, formând pori subcutanați.
Evoluția rulării: Acești pori subcutanați sunt întinși și aplatizați în timpul rulării la cald și la rece. Dacă pereții porilor nu reușesc să se sudă în mod corespunzător în timpul rulării, aceștia se vor crăpa sau se vor dilata în timpul prelucrării ulterioare, formând eventual decojire, descuamare sau defecte de tip-puncte pe suprafața tablei-laminate la rece.
3. Pe lângă bulele de argon, ce alți factori metalurgici pot cauza porozitatea?
Dezoxidare slabă: atunci când conținutul de oxigen din oțelul topit este prea mare sau când se adaugă dezoxidanți insuficienti (cum ar fi aluminiu sau siliciu), în timpul solidificării are loc o reacție de carbon-oxigen, generând monoxid de carbon (CO) gazos. Dacă oțelul topit are vâscozitate mare sau se solidifică prea repede, gazul CO nu se poate ridica și nu poate scăpa, rămânând prins în țagle și formând pori.
Suprasaturarea gazelor: Dacă conținutul de hidrogen dizolvat, azot sau alte gaze din oțelul topit este prea mare, acestea vor precipita în timpul solidificării din cauza unei scăderi bruște a solubilității, potențial acumulându-se și formând pori.
Uscarea slabă a duzelor sau a zgurii de protecție: Dacă zgura de protecție sau materialul pentru duze utilizate în turnarea continuă conține umiditate, va genera vapori de apă la contactul cu oțelul topit la temperaturi ridicate, formând instantaneu bule care sunt apoi prinse în interiorul oțelului.
Studiile indică faptul că particulele de oxid însoțesc uneori aceste bule și pot fi chiar îndepărtate în timpul decaparii ulterioare, lăsând doar pori simpli.
4.Cum evoluează defectele de porozitate în timpul procesului de laminare? Ce formă iau în cele din urmă pe bobina-laminată la rece?
Starea inițială: În plăcile turnate continuu, porii sunt sferici sau elipsoidali, cu dimensiuni variind de la microscopic la vizibil cu ochiul liber, distribuiti sub suprafață sau intern.
Etapa de laminare la cald: La temperaturi ridicate și o presiune imensă de laminare, porii sunt turtiți și alungiți, extinzându-se de-a lungul direcției de laminare. Dacă suprafețele porilor pot face un contact bun și pot suda împreună la temperatură ridicată, defectul poate dispărea; dacă sudarea este slabă, se va forma micro-delaminare sau discontinuitate.
Etapa de laminare la rece și recoacere:
Formarea de scări: porii de sub suprafață nesudați vor fi expuși pe sau în apropierea suprafeței în timpul subțierii prin laminare la rece, formând umflături asemănătoare limbii-(adică, solzi grei).
Formarea de goluri: porii severi sau grupurile de bule, atunci când sunt laminate la dimensiuni foarte subțiri, nu pot fi acoperiți complet de metal, în cele din urmă rupându-se pentru a forma perforații.
Formarea veziculelor: Gazul prins în interiorul benzii se extinde în timpul încălzirii recoacerii, provocând bombari localizate la suprafață.
Forma finală: în produsele laminate-la rece, defectele de porozitate se manifestă, de obicei, sub formă de decojire cu puncte-sau fâșii-, găuri mici grupate simple sau multiple și decojire intermitentă.
5.Cum putem identifica defectele cauzate de pori atât la nivel macroscopic, cât și la nivel microscopic?
Caracteristici de identificare macroscopică:
Locația de distribuție: Defectele cauzate de bulele de argon sunt adesea distribuite la marginile benzii (20-50 mm de la margine), deoarece marginile sunt acolo unde bulele sunt ușor prinse. Defecte cauzate de porii interni de reacție pot apărea în orice locație pe lățimea benzii.
Morfologia defectelor:
Peeling asemănător cu gropii-: apare ca puncte mici, în relief, fără incluziuni evidente în jurul lor; obișnuit în oțel-carbon sau oțel de ambutisare-profundă.
O singură gaură mică: pe foaia subțire apare o gaură mică izolată; zona din jurul găurii este netedă, fără semne de propagare a fisurilor.
Confirmare microscopică:
Analiză metalografică: o secțiune-transversală este tăiată din locația defectului, solată și observată. Peelingul cauzat de bule dezvăluie adesea goluri sau delaminare care se extind de-a lungul direcției de rulare dedesubt, fără incluziuni ne-metalice evidente în matricea înconjurătoare.
Analiza microscopiei electronice cu scanare (SEM) și spectroscopiei dispersive de energie (EDS):
Prin deschiderea pielii peeling sau observând peretele interior al porilor, detectarea argonului (Ar) demonstrează direct că defectul provine din bule de argon (deși argonul s-ar putea să se fi disipat deja, ceea ce face detectarea dificilă).
Mai frecvent, sunt detectate urme de particule de oxid (cum ar fi FeO, MnO, SiO₂ etc.), ceea ce indică faptul că porii au suferit oxidarea peretelui intern la temperaturi ridicate.
Dacă sunt detectate o cantitate mare de componente de zgură de protecție, cum ar fi Ca, Na și K, aceasta indică faptul că defectul este mai probabil cauzat de captarea zgurii decât bulele simple.
Criteriu-cheie: Dacă nu se găsesc o cantitate mare de incluziuni macroscopice la locul defectului, dar morfologia se conformează caracteristicilor „stratificarea, barbotarea și porii unici”, iar locația este la margine sau există o istorie de captare a argonului în proces, în general se poate determina că este un defect de porozitate.