硅钢裂纹处氧化圆点及脱硅现象的实验研究

D01:10.13374j.isml00103x.2007.11.008 第29卷第11期 北京科技大学学报 Vol.29 No.11 2007年11月 Journal of University of Science and Technology Beijing Now.2007 硅钢裂纹处氧化圆点及脱硅现象的实验研究 彭凯刘雅政谢彬 北京科技大学材料与工程学院。北京100083 摘要为确定硅钢表面缺陷产生的工序，对硅钢裂纹处氧化圆点特性进行了实验研究.运用Gl山le1500模拟热轧裂纹连 续降温过程，结果表明0钢、W20钢热轧裂纹分别在1170℃和1160℃以上会产生细小氧化圆点.铸坯裂纹加热炉过程模拟 发现其裂纹附近产生粗大的氧化圆点.能谱分析表明铸坯裂纹相对热轧裂纹来说存在明显的脱硅层两种裂纹的氧化圆点在 形貌、层厚以及氧化圆点附近脱硅性上存在较大差异，这种差别可作为判定硅钢缺陷生成工序的参考依据。 关键词硅钢；表面缺陷：裂纹；氧化：脱硅 分类号TG337.3 氧化圆点是高温下钢板缺陷中氧化铁前沿氧扩 使在缺陷分析中持不同观点者判定形成缺陷的所在 散、析出的结果.这些析出物呈固态，典型尺寸为 工序完全不同0 Im左右，主要由Fc0组成，经常有Mn、SiO2伴随 冷轧硅钢是低碳钢种，缺陷附近脱碳现象难以 存在.在钢板表面缺陷成因分析中，通常把缺陷部 被观察到，这使得硅钢缺少缺陷形成工序判定依据. 位是否存在氧化圆点作为判别缺陷是在炼钢工序还 硅钢含硅量较高，缺陷处常伴随出现氧化圆点现象. 是轧钢工序形成的依据之一·. 有关硅钢的氧化圆点是否符合ALSI的研究结论， 氧化圆点生成时所在工序和温度范围始终存在 硅钢氧化圆点可否为硅钢缺陷生成工序提供判定依 争议.传统观点认为：裂纹附近的氧化圆点仅在高 据的研究目前尚未见资料报道 温、长时间的加热保温条件下才可以产生；氧化圆点 为对比硅钢热轧裂纹和加热炉中铸坯裂纹氧化 的出现表明缺陷生成于加热炉工序之前，而热轧阶 圆点异同，进行了硅钢缺陷模拟实验.实验分为热 段出现的缺陷附近不可能产生氧化圆点.针对这一 轧裂纹连续降温过程模拟和铸坯裂纹加热炉过程模 传统观点，美国钢铁协会(ALSI)曾经联合美国八大 拟两个部分， 钢公司历经两年时间研究氧化圆点形成机理，研究 1实验材料成分 结论是氧化圆点可在连铸结晶器到热轧粗轧之间的 任意位置产生，单纯金相检验不足以指出缺陷发生 实验材料为Q系列取向钢、W20牌号无取向钢 的缘由习，由于氧化圆点的产生位置存在争议，致 铸坯料，钢种化学成分如表1所示. 表1Q钢和20钢化学成分（质量分数） Table 1 Chemical composition of Qsteel and W20 steel % 钢种 C Si Mn P Als N Cu Q 0056-0080 3.1 01-02 0.2 ≤015 ≤01 ≤02 W20 0020-0030 1.6 050-090 007-012 05 07-1.2 040-0.70 热轧裂纹连续降温过程模拟 轧裂纹连续降温过程。 2 2.1实验方法 与加热炉中的铸坯裂纹不同，热轧工序出现的 实验材料为Q钢和W20钢连铸坯料，Q钢试 裂纹会在3min内连续降温至卷取温度，裂纹具有 样6块、W钢试样8块试样尺寸10mm×8mm× 高温阶段停留时间短、连续降温速度快的特点.利 15mm,在试样上加工裂纹.空气气氛下，试样在 用Gle山le模拟机的良好控温性，可准确模拟现场热 Gleeble 1500模拟机上快速升温至热轧某一温度（模 收稿日期：2006-07-16修回日期：2006-11-24 拟现场热轧过程出现的裂纹)，再按现场降温制度降 作者简介：彭凯(1978一).男.博士研究生：刘雅政(1952一).女， 温.Q钢和W20钢Gleeble升降温制度如图1和 教授，博士生导师

硅钢裂纹处氧化圆点及脱硅现象的实验研究 彭 凯 刘雅政 谢 彬 北京科技大学材料与工程学院, 北京 100083 摘 要 为确定硅钢表面缺陷产生的工序, 对硅钢裂纹处氧化圆点特性进行了实验研究.运用 Gleeble 1500 模拟热轧裂纹连 续降温过程, 结果表明 Q 钢、W20 钢热轧裂纹分别在 1170 ℃和 1 160 ℃以上会产生细小氧化圆点.铸坯裂纹加热炉过程模拟 发现其裂纹附近产生粗大的氧化圆点.能谱分析表明铸坯裂纹相对热轧裂纹来说存在明显的脱硅层, 两种裂纹的氧化圆点在 形貌、层厚以及氧化圆点附近脱硅性上存在较大差异, 这种差别可作为判定硅钢缺陷生成工序的参考依据. 关键词 硅钢;表面缺陷;裂纹;氧化;脱硅 分类号 TG337.3 收稿日期:2006-07-16 修回日期:2006-11-24 作者简介:彭 凯(1978—), 男, 博士研究生;刘雅政(1952—), 女, 教授, 博士生导师 氧化圆点是高温下钢板缺陷中氧化铁前沿氧扩 散、析出的结果 .这些析出物呈固态 , 典型尺寸为 1μm左右,主要由 FeO 组成 , 经常有 M n 、SiO2 伴随 存在.在钢板表面缺陷成因分析中, 通常把缺陷部 位是否存在氧化圆点作为判别缺陷是在炼钢工序还 是轧钢工序形成的依据之一[ 1] . 氧化圆点生成时所在工序和温度范围始终存在 争议.传统观点认为:裂纹附近的氧化圆点仅在高 温、长时间的加热保温条件下才可以产生;氧化圆点 的出现表明缺陷生成于加热炉工序之前, 而热轧阶 段出现的缺陷附近不可能产生氧化圆点 .针对这一 传统观点 ,美国钢铁协会(ALSI)曾经联合美国八大 钢公司历经两年时间研究氧化圆点形成机理, 研究 结论是氧化圆点可在连铸结晶器到热轧粗轧之间的 任意位置产生, 单纯金相检验不足以指出缺陷发生 的缘由[ 2] .由于氧化圆点的产生位置存在争议 ,致 使在缺陷分析中持不同观点者判定形成缺陷的所在 工序完全不同[ 3-10] . 冷轧硅钢是低碳钢种 ,缺陷附近脱碳现象难以 被观察到,这使得硅钢缺少缺陷形成工序判定依据. 硅钢含硅量较高, 缺陷处常伴随出现氧化圆点现象. 有关硅钢的氧化圆点是否符合 ALS I 的研究结论, 硅钢氧化圆点可否为硅钢缺陷生成工序提供判定依 据的研究目前尚未见资料报道. 为对比硅钢热轧裂纹和加热炉中铸坯裂纹氧化 圆点异同 ,进行了硅钢缺陷模拟实验.实验分为热 轧裂纹连续降温过程模拟和铸坯裂纹加热炉过程模 拟两个部分 . 1 实验材料成分 实验材料为 Q 系列取向钢 、W20 牌号无取向钢 铸坯料 ,钢种化学成分如表 1 所示. 表 1 Q 钢和 W20 钢化学成分(质量分数) Table 1 Chemi cal composition of Q steel and W20 steel % 钢种 C Si Mn P S Als N Cu Q 0.056 ～ 0.080 3.1 0.1 ～ 0.2 ≤0.2 ≤0.15 ≤0.1 ≤0.2 — W20 0.020 ～ 0.030 1.6 0.50 ～ 0.90 0.07 ～ 0.12 ≤0.5 0.7 ～ 1.2 — 0.40 ～ 0.70 2 热轧裂纹连续降温过程模拟 与加热炉中的铸坯裂纹不同, 热轧工序出现的 裂纹会在 3 min 内连续降温至卷取温度 ,裂纹具有 高温阶段停留时间短、连续降温速度快的特点.利 用Gleeble 模拟机的良好控温性 ,可准确模拟现场热 轧裂纹连续降温过程. 2.1 实验方法 实验材料为 Q 钢和 W20 钢连铸坯料 , Q 钢试 样 6 块、W 钢试样 8 块, 试样尺寸 10 mm ×8 mm × 15 mm , 在试样上加工裂纹.空气气氛下 , 试样在 Gleeble 1500 模拟机上快速升温至热轧某一温度(模 拟现场热轧过程出现的裂纹),再按现场降温制度降 温 .Q 钢和 W20 钢 Gleeble 升降温制度如图 1 和 第 29 卷 第 11 期 2007 年 11 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol.29 No.11 Nov.2007 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2007.11.008

第11期 彭凯等：硅钢裂纹处氧化圆点及脱硅现象的实验研究 。1087。 图2所示. 粗轧段〡一现场降温曲线 氧化圆点 1400r13693005 2.5℃.31 一Gleeble升温线 1200 1250T 精轧段I 1190 1100 2.5℃.s1 1000 1020 800 水40℃s 留 8 600 Q5 50m Q6 570 、空冷 400 图4Q21300℃裂纹处氧化圆点 200 Fig 4 1300 C oxidized round pots in a crack of Q2 sample 50 100 150. 200250 300 时间s 图1Q钢Gle eble热模拟工艺 Fig.I Gleeble thermal simulation of Qsteel 氧化圆点 粗轧段「 一现场降温曲线 1200n160 2.5℃s1 一Gleeble升温线 精轧段1 1000 1030 40m 980 2.5℃.sl 93 800 W2 870 820 W3/ 水40℃s1 图5Q31250C裂纹处氧化圆点 W4 空冷 600 W5 670 Fig 5 1250 C oxidized round pots in a crack of (3 sample /w7 400 w8 200 氧化圆点 50 100150200250300 时间s 图2w20钢Gleeble升降温示意图 Fig.2 Gleeble thermal simulation of W20 steel 2.2裂纹处氧化圆点形貌 40m」 磨样抛光观察裂纹处氧化圆点.如图3~7所 图6Q41190℃裂纹处氧化圆点 示Q1、Q2Q3、Q4、W1试样存在细小氧化圆点，其 Fig 6 1190 C oxidized round pots in a crack of Q4 sample 他Gleeble试样未发现氧化圆点.如图3所示氧化 圆点不仅在裂纹处也可在钢的表面出现.热轧裂纹 起始温度越高则氧化圆点层越厚，经测量Q1、Q2、 Q3.Q4、W1氧化圆点层厚度分别为15.6,3,2.6 3m,单个氧化圆点细小，最大尺寸为1m左右. 氧化圆点 氧化圆点 100μm 图7WV11160裂纹处氧化圆点 Fig 7 1160 C oxidized round spots in a crack of WI sample 100m Q钢在1170℃以上、W20钢在1160℃以上能 图3QI1360C裂纹处和外表面氧化圆点 产生细小氧化圆点.对照现场生产工艺，Q钢缺陷 Fig.3 1360 C oxidized round spots in a crack and surface of QI 处氧化圆点可推迟至现场粗轧最后机架产生，W20 sample 钢缺陷处氧化圆点可推迟至粗轧第一机架出现

图 2所示 . 图 1 Q 钢 Gleeble 热模拟工艺 Fig.1 Gleeble thermal simulation of Q steel 图 2 W20 钢 Gleeble 升降温示意图 Fig.2 Gleeble thermal simulation of W20 steel 图 3 Q1 1 360 ℃裂纹处和外表面氧化圆点 Fig.3 1 360 ℃ oxidized round spots in a crack and surface of Q1 sampl e 2.2 裂纹处氧化圆点形貌 磨样抛光观察裂纹处氧化圆点 .如图 3 ～ 7 所 示Q1 、Q2 、Q3 、Q4 、W1 试样存在细小氧化圆点 , 其 他Gleeble 试样未发现氧化圆点 .如图 3 所示氧化 圆点不仅在裂纹处也可在钢的表面出现 .热轧裂纹 起始温度越高则氧化圆点层越厚 , 经测量 Q1 、Q2 、 Q3 、Q4 、W1 氧化圆点层厚度分别为 15 , 6 , 3 , 2.6 , 3μm , 单个氧化圆点细小, 最大尺寸为 1 μm 左右. 图 4 Q2 1 300 ℃裂纹处氧化圆点 Fig.4 1 300 ℃oxidized round spots in a crack of Q2 sample 图 5 Q3 1250 ℃裂纹处氧化圆点 Fig.5 1 250 ℃oxidized round spots in a crack of Q3 sample 图 6 Q4 1 190 ℃裂纹处氧化圆点 Fig.6 1 190 ℃oxidized round spots in a crack of Q4 sample 图 7 W1 1 160 ℃裂纹处氧化圆点 Fig.7 1 160 ℃oxidized round spots in a crack of W1 sample Q 钢在 1 170 ℃以上、W20 钢在 1 160 ℃以上能 产生细小氧化圆点 .对照现场生产工艺, Q 钢缺陷 处氧化圆点可推迟至现场粗轧最后机架产生 ,W20 钢缺陷处氧化圆点可推迟至粗轧第一机架出现 . 第 11 期 彭 凯等:硅钢裂纹处氧化圆点及脱硅现象的实验研究 · 1087 ·

。1088: 北京科技大学学报 第29卷 3铸坯裂纹缺陷加热炉内模拟 取Q和W20连铸坯试样各一块制造裂纹，随 氧化圆点 炉升温至1360℃和1160℃（现场最高温度）保温 30min取出水冷，磨制金相试样观察.裂纹处氧化 圆点特点如图8和图9所示 氧化圆点 图10Q钢加热炉试样 Fig.10 Q steel sample with a casting blank crack 氧化圆点 600m 图8Q钢裂纹处氧化圆点 Fig 8 Oxidized round spots in a crack of Q steel 氧化圆点 图11Q钢热轧裂纹Q1试样 Fig.11 Ql sample with a hot rolling crack made of Q steel 2001m 图9W20钢裂纹处氧化圆点 Fig 9 Oxidized round spots in a crack of W20 steel 由图8和图9可见：在靠近裂纹附近的部位，氧 氧化圆点 化圆点为不规则粗大体，尺寸可达10m左右：越靠 近钢基，氧化圆点越致密细小，尺寸约1~2m.Q 钢氧化圆点层厚度为200m,W20钢氧化圆点层厚 图12W20钢加热炉试样 度为50m. Fig.12 W20 steel sample with a casting blank crack 4铸坯裂纹附近脱硅与热轧裂纹附近 脱硅对比 氧化圆点 为对比铸坯裂纹与热轧裂纹氧化圆点层附近钢 基的脱硅性差别，对Q钢和W20钢加热炉试样和 Gleeble热轧裂纹试样Q1和W1进行能谱分析， 图10~13为各试样能谱分析部位照片，其中各图中 的1点为钢块正常含硅量部位.表2为各试样分析 部位Sⅰ质量分数和能谱分析点与氧化圆点层距离 图14和图15分别为Q钢和W20钢的两种模拟裂 图13W20热轧裂纹W1试样 Fig.13 WI sample with a hot ro ling crack made of W20 steel 纹处的脱硅性对比

3 铸坯裂纹缺陷加热炉内模拟 取 Q 和 W20 连铸坯试样各一块制造裂纹 , 随 炉升温至 1 360 ℃和 1 160 ℃(现场最高温度)保温 30 min 取出水冷, 磨制金相试样观察 .裂纹处氧化 圆点特点如图 8 和图 9 所示. 图 8 Q 钢裂纹处氧化圆点 Fig.8 Oxidized round spots in a crack of Q steel 图 9 W20钢裂纹处氧化圆点 Fig.9 Oxidized round spots in a crack of W20 steel 由图 8 和图 9 可见:在靠近裂纹附近的部位, 氧 化圆点为不规则粗大体, 尺寸可达 10 μm 左右 ;越靠 近钢基 ,氧化圆点越致密细小, 尺寸约 1 ～ 2 μm .Q 钢氧化圆点层厚度为 200 μm ,W20 钢氧化圆点层厚 度为 50 μm . 4 铸坯裂纹附近脱硅与热轧裂纹附近 脱硅对比 为对比铸坯裂纹与热轧裂纹氧化圆点层附近钢 基的脱硅性差别, 对 Q 钢和 W20 钢加热炉试样和 Gleeble 热轧裂纹试样 Q1 和 W1 进行能谱分析 , 图 10 ～ 13 为各试样能谱分析部位照片 ,其中各图中 的 1 点为钢块正常含硅量部位 .表 2 为各试样分析 部位 Si 质量分数和能谱分析点与氧化圆点层距离 . 图14 和图 15 分别为 Q 钢和 W20 钢的两种模拟裂 纹处的脱硅性对比. 图 10 Q钢加热炉试样 Fig.10 Q steel sample with a casting blank crack 图 11 Q钢热轧裂纹 Q1 试样 Fig.11 Q1 sample with a hot rolling crack made of Q steel 图 12 W20 钢加热炉试样 Fig.12 W20 steel sample with a casting blank crack 图 13 W20 热轧裂纹 W1 试样 Fig.13 W1 sample with a hot rolling crack made of W20 steel · 1088 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 29 卷

第11期 彭凯等：硅钢裂纹处氧化圆点及脱硅现象的实验研究 。1089。 从图14可见，Q钢的加热炉试样脱硅现象较热 拟试样只在离氧化圆点层5~10“m才出现脱硅. 轧裂纹模拟试样明显.加热炉试样在离氧化圆点层 W20钢铸坯裂纹与热轧裂纹氧化圆点附近也出现 100m左右就存在明显的脱硅现象，而热轧裂纹模 类似的脱硅现象（见图15）. 表2各点S质量分数及与氧化圆点层距离 Table 2 Si mass fraction and distance from the oxidized round spot layer Q钢加热炉试样 Gleeble Q1试样 W20钢加热炉试样 Gleeble WI试样 试样 w(Si/% 距离/单m w(Si)/% 距离/m w(Si)/% 距离/华m w(Si)/% 距离/m 1(基体) 3.110 2001 3088 40.2 1.620 2781 1.612 157 2 2346 1744 3.113 32.2 1.397 159.7 1.643 120 3 2198 147.3 2943 25.0 1.420 921 1.597 83 4 2453 1208 2891 17.7 1.264 57.6 1.590 47 5 1.850 940 2871 10.5 1.162 25.3 1.355 1.1 6 1.436 681 1.361 3.5 7 1.243 444 8 1113 188 0695 7.6 3.6 5分析与讨论 3.0 p 硅钢氧化圆点尺寸可达10m以上，其形貌不 2.4 ■ 是圆形质点，而是不规则的形状，这与氧化圆点通常 1.8 的1m典型尺寸完全不同.分析认为：硅钢的高含 1.2 -。-Q钢加热炉试样 硅量是形成大尺寸氧化圆点的原因：在氧化铁前沿 0.6 一。一Q钢热轧裂纹Q1试样 氧扩散、析出的过程中，基体中硅更容易与氧结合： 在高温条件下，细小氧化圆点会在高硅基体中偏聚 60 120180 240 300 离氧化圆点层的距离m 成大尺寸氧化圆点. Gleeble模拟热轧裂纹连续降温实验.发现Q 图14Q钢热轧裂纹与铸坯裂纹脱硅性对比 钢在1170℃以上、W20钢在1160℃以上能产生细 Fig.14 Comparison of desilication between the casting blank crack 小氧化圆点.对应于现场工艺来说Q钢缺陷处氧 and hot rolling crack of Q steel 化圆点可推迟至现场粗轧最后机架产生，W20钢缺 陷处氧化圆点可推迟至粗轧第一机架出现.这与美 1.8r 一口一W20钢加热炉试样 国钢铁协会(ALSI)关于氧化圆点的研究结论基本 -o一W20钢热轧裂纹W1试样 相符，即氧化圆点可在热轧粗轧阶段产生，单纯依靠 1.5 口 缺陷处的氧化圆点现象不足以指出缺陷发生的 1.2 缘由. 铸坯裂纹加热炉模拟实验过程中，Q钢和W20 0.9 钢出现了尺寸达10m的不规则形状氧化圆点，氧 0.6 0 60 120 180240 300 化圆点层厚也均在50m以上，这与热轧裂纹模拟 离氧化圆点层的距离仙m 试样的氧化圆点完全不同，其氧化圆点尺寸、层厚较 热轧裂纹氧化圆点相差将近一个数量级.这种较大 图15W20钢热轧裂纹与铸坯裂纹脱硅性对比 Fig.15 Comparison of desilication between the casting blank crack 的差异可以作为硅钢缺陷产生工序判定的一个参考 and hot rolling crack of W20 steel 依据

从图 14 可见,Q 钢的加热炉试样脱硅现象较热 轧裂纹模拟试样明显 .加热炉试样在离氧化圆点层 100 μm 左右就存在明显的脱硅现象, 而热轧裂纹模 拟试样只在离氧化圆点层 5 ～ 10 μm 才出现脱硅. W20 钢铸坯裂纹与热轧裂纹氧化圆点附近也出现 类似的脱硅现象(见图 15). 表 2 各点 Si 质量分数及与氧化圆点层距离 Table 2 Si mass fraction and distance from the oxidized round spot layer 试样 Q 钢加热炉试样 Gleeble Q1 试样 W20 钢加热炉试样 Gleeble W1 试样 w(Si)/ % 距离/μm w(Si)/ % 距离/ μm w(Si)/ % 距离/μm w(Si)/ % 距离/ μm 1(基体) 3.110 200.1 3.088 40.2 1.620 278.1 1.612 15.7 2 2.346 174.4 3.113 32.2 1.397 159.7 1.643 12.0 3 2.198 147.3 2.943 25.0 1.420 92.1 1.597 8.3 4 2.453 120.8 2.891 17.7 1.264 57.6 1.590 4.7 5 1.850 94.0 2.871 10.5 1.162 25.3 1.355 1.1 6 1.436 68.1 1.361 3.5 — — — — 7 1.243 44.4 — — — — — — 8 1.113 18.8 — — — — — — 9 0.695 7.6 — — — — — — 图14 Q 钢热轧裂纹与铸坯裂纹脱硅性对比 Fig.14 Comparison of desilication between the casting blank crack and hot rolling crack of Q steel 图15 W20 钢热轧裂纹与铸坯裂纹脱硅性对比 Fig.15 Comparison of desilication between the casting blank crack and hot rolling crack of W20 steel 5 分析与讨论 硅钢氧化圆点尺寸可达 10 μm 以上 ,其形貌不 是圆形质点 ,而是不规则的形状 ,这与氧化圆点通常 的 1 μm 典型尺寸完全不同.分析认为:硅钢的高含 硅量是形成大尺寸氧化圆点的原因;在氧化铁前沿 氧扩散、析出的过程中 ,基体中硅更容易与氧结合; 在高温条件下 ,细小氧化圆点会在高硅基体中偏聚 成大尺寸氧化圆点 . Gleeble模拟热轧裂纹连续降温实验 .发现 Q 钢在 1 170 ℃以上 、W20 钢在 1 160 ℃以上能产生细 小氧化圆点 .对应于现场工艺来说, Q 钢缺陷处氧 化圆点可推迟至现场粗轧最后机架产生, W20 钢缺 陷处氧化圆点可推迟至粗轧第一机架出现 .这与美 国钢铁协会(ALS I)关于氧化圆点的研究结论基本 相符,即氧化圆点可在热轧粗轧阶段产生 ,单纯依靠 缺陷处的氧化圆点现象不足以指出缺陷发生的 缘由. 铸坯裂纹加热炉模拟实验过程中,Q 钢和 W20 钢出现了尺寸达 10 μm 的不规则形状氧化圆点, 氧 化圆点层厚也均在 50 μm 以上, 这与热轧裂纹模拟 试样的氧化圆点完全不同, 其氧化圆点尺寸、层厚较 热轧裂纹氧化圆点相差将近一个数量级.这种较大 的差异可以作为硅钢缺陷产生工序判定的一个参考 依据. 第 11 期 彭 凯等:硅钢裂纹处氧化圆点及脱硅现象的实验研究 · 1089 ·

。1090· 北京科技大学学报 第29卷 热轧裂纹和铸坯裂纹氧化圆点层附近钢基的脱 近氧化圆点层钢基是否存在明显脱硅层，来具体分 硅性差异较大，分析认为氧化圆点层附近钢基脱硅 析判定硅钢缺陷生成工序. 程度与高温停留时间有关热轧裂纹温降过快是导 参考文献 致脱硅不充分的原因.硅钢热轧裂纹与加热炉中铸 坯裂纹脱硅性差异，可以作为硅钢缺陷产生工序判 【刂高文芳，颜正国，宋平，等。荫罩框架钢冷轧薄板边部线状缺陷 研究.炼钢.2003.19(1)：31 定的另一个参考依据. [2 Emling W H.VLakshminarayar B An AISI sponsored collabo 6 结论 rative project on FeO-type siver defects.I&SM 2000(5):73 【习龚桂仙罗德信.热轧钢板表面黑线缺陷分析。武钢技术 (1)Q钢氧化圆点可推迟至粗轧最后机架 19983(3):43 1170℃产生.W20钢氧化圆点可推迟至粗轧第一机 【9陈联满，杨丽珠浦红.等。650mm盘坯表面缺陷原因分析. 架1160℃产生. 理化检验：物理分册.200339(2)：108 【习董金钢.宝钢热轧边裂，翘皮问题的研究.钢铁。1999,34(1)： (2)硅钢热轧裂纹模拟实验的氧化圆点层厚度 890 为3~15m,氧化圆点尺寸1m左右，靠近氧化圆 【(彭勇，张全成，田青超等.热轧板冷弯开裂分析.理化检验： 点层的钢基无明显脱硅现象.加热炉中铸坯裂纹模 物理分册，2003,39(12)：642 拟实验的氧化圆点粗大，最大尺寸可达10m,氧化 【刀罗通伟.减少结构钢圆材表面裂纹攻关特钢技术1995(4)： 圆点层厚在50m以上，靠近氧化圆点层的钢基存 41 【习赵坚.优质钢缺陷.北京：治金工业出版社。1991 在100m以上的脱硅层. 【身纪绯绯.钢中皮下夹杂产生原因分析.山东冶金2002.24 (3)硅钢氧化圆点可在热轧粗轧阶段的缺陷中 (5):43 产生，不能单以氧化圆点的存在来断定缺陷出现于 【I0李立新，乔世章，赵振刚.等.30 CrMnSiA.30 CrMnSiNi2A钢 连铸、加热炉阶段.但可用氧化圆点尺寸、层厚和靠 表面裂纹研究.一重技术，2003(2)：38 Experimental research on oxidized round spots and desilication phenomenon in elec- trical steel PENG Kai,LIU Yazheng,XIE Bin Materials Science and Engineering School University of Science and Technology Beijing Beijing 100083,Chim ABSTRACT An experimental study was made on the character of oxidized round spots in electrical steel in or- der to determine the foming procedure of surface defects.The results show ed that nice oxidized round spots could form in hot rolling cracks of Q steel and W20 steel when the temperature is over 1170 Cand 1160 C re- spectively using the thermal simulator Gleeble 1 500.Oxidized round spots in casting blank cracks in a heater by simulator experiment were crassitude.Desilication of the casting blank cracks were more obvious than that of hot rolling cracks by energy spectrum analysis.There was great difference in pattem,layer thickness and adjacent desilication of oxidized round spots.Such discrepancy can be set as a reference to determine the formation proce- dure of defects in electrical steel. KEY WORDS electrical steel;surface defect;crack;oxidization;desilication

热轧裂纹和铸坯裂纹氧化圆点层附近钢基的脱 硅性差异较大, 分析认为氧化圆点层附近钢基脱硅 程度与高温停留时间有关, 热轧裂纹温降过快是导 致脱硅不充分的原因 .硅钢热轧裂纹与加热炉中铸 坯裂纹脱硅性差异 ,可以作为硅钢缺陷产生工序判 定的另一个参考依据 . 6 结论 (1)Q 钢氧化圆点可推迟至粗轧最后机架 1 170 ℃产生, W20 钢氧化圆点可推迟至粗轧第一机 架 1 160 ℃产生 . (2)硅钢热轧裂纹模拟实验的氧化圆点层厚度 为3 ～ 15 μm ,氧化圆点尺寸 1 μm 左右, 靠近氧化圆 点层的钢基无明显脱硅现象.加热炉中铸坯裂纹模 拟实验的氧化圆点粗大, 最大尺寸可达 10 μm , 氧化 圆点层厚在 50 μm 以上, 靠近氧化圆点层的钢基存 在 100 μm 以上的脱硅层. (3)硅钢氧化圆点可在热轧粗轧阶段的缺陷中 产生, 不能单以氧化圆点的存在来断定缺陷出现于 连铸、加热炉阶段.但可用氧化圆点尺寸、层厚和靠 近氧化圆点层钢基是否存在明显脱硅层 , 来具体分 析判定硅钢缺陷生成工序. 参 考 文 献 [ 1] 高文芳, 颜正国, 宋平,等.荫罩框架钢冷轧薄板边部线状缺陷 研究.炼钢, 2003 , 19(1):31 [ 2] Emling W H , VLakshminarayana B.An AISI sponsored collabo￾rative project on FeO-type sliver def ects.I&SM, 2000(5):73 [ 3] 龚桂仙, 罗德信.热轧钢板表面黑线缺陷分析.武钢技术, 1998 , 3(3):43 [ 4] 陈联满, 杨丽珠, 浦红, 等. 650 mm 盘坯表面缺陷原因分析. 理化检验:物理分册, 2003 , 39(2):108 [ 5] 董金钢.宝钢热轧边裂、翘皮问题的研究.钢铁, 1999 , 34(1): 890 [ 6] 彭勇, 张全成, 田青超, 等.热轧板冷弯开裂分析.理化检验: 物理分册, 2003 , 39(12):642 [ 7] 罗通伟.减少结构钢圆材表面裂纹攻关.特钢技术, 1995(4): 41 [ 8] 赵坚.优质钢缺陷.北京:冶金工业出版社, 1991 [ 9] 纪绯绯.钢中皮下夹杂产生原因分析.山东冶金, 2002 , 24 (5):43 [ 10] 李立新, 乔世章, 赵振刚, 等.30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A 钢 表面裂纹研究.一重技术, 2003(2):38 Experimental research on oxidized round spots and desilication phenomenon in elec￾trical steel PENG Kai , LIU Yazheng , XIE Bin Materials S cience and Engineering S chool, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083 , C hina ABSTRACT An experimental study w as made on the character of oxidized round spots in electrical steel in or￾der to determine the fo rming procedure of surface defects .The results show ed that nice oxidized round spots could form in hot rolling cracks of Q steel and W20 steel when the temperature is over 1170 ℃and 1160 ℃re￾spectively using the thermal simulator Gleeble 1 500 .Oxidized round spots in casting blank cracks in a heater by simulator experiment w ere crassitude .Desilication of the casting blank cracks were more obvious than that of hot rolling cracks by energy spectrum analysis .There w as great difference in pattern , layer thickness and adjacent desilication of oxidized round spots .Such discrepancy can be set as a reference to determine the formatio n proce￾dure of defects in electrical steel . KEY WORDS electrical steel ;surface defect ;crack ;oxidization ;desilication · 1090 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 29 卷