CN110412039B - 电缆钢盘条晶粒混晶缺陷类型的判定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电缆钢盘条晶粒混晶缺陷类型的判定方法，属于轧钢技术领域。它包括对电缆钢盘条缺陷部位取样分析，得到具备如下特征的混晶缺陷类型；1)电缆钢盘条腐蚀后的边缘较大晶粒，晶粒级别在0～3级，晶粒平均直径在1毫米以上；II)电缆钢盘条腐蚀后的中间柱状晶，柱状晶的晶粒度级别在1～4级，晶粒平均直径在1毫米与0.5毫米之间；III)电缆钢盘条腐蚀后的外围一圈大晶粒，大晶粒晶粒度级别在3～5级，呈等轴晶形状，晶粒平均直径在0.1毫米与0.5毫米之间。该判定方法通过检测到的混晶缺陷类型快速确定电缆钢盘条晶粒混晶缺陷产生的环节，以此从源头加热工艺和轧制工艺上采取针对性的质量改进和控制措施，减少不合格品，减少降级或者改判数量。

Description

电缆钢盘条晶粒混晶缺陷类型的判定方法
技术领域
本发明涉及电缆钢盘条晶粒混晶，属于轧钢技术领域，具体地涉及一种电缆钢盘条晶粒混晶缺陷类型的判定方法。
背景技术
随着国家通信和通讯的大发展，电缆钢盘条的需求越来越广泛。是国家通信信息高速公路体系的重要组成部分,电缆钢盘条的质量关系着通信的质量，所以对电缆钢盘条的质量要求越来越严格了。武钢有限公司作为国内仅有的几家可以生产电缆钢盘条的钢铁企业之一。一直以来，在产量占住国内第一的情况下，也非常高度重视电缆钢盘条的质量，严格按照国家标准和与用户达成的个性化协议要求，开展电缆钢盘条的生产、质量检查和检验工作。同时不断探索电缆钢盘条内在实物质量的检验判定的新设备、新方法、新技术。
2017至2019年以来，电缆钢盘条下游用户非常关注电缆钢盘条热处理后的晶粒度级别和混晶级别大小。近几年时常出现用户在对电缆钢盘条进行粗拉拔和退火热处理后的脆性断裂和延伸率较低的质量异议，对用户使用带来了非常不利的影响。通过分析脆性断裂和延伸率异常的原因，主要是电缆钢盘条存在有晶粒混晶质量异常情况。而在目前的电缆钢盘条质量放行标准中，没有要求开展晶粒混晶检验，同时没有对应的混晶检验方法和级别评定方法，也没有相应的质量控制参数。给生产厂、质量部门和用户带来的重要隐患。存在漏判和错判的质量风险。
目前国家标准GB/T6394-2017《金属平均晶粒度测定方法》对混晶检验没有详细介绍，主要对双重晶粒度略为介绍，但是电缆钢盘条出现的混晶与标准所描述的也不一样，不能采用该标准对电缆钢盘条进行评定，否则容易对电缆钢盘条热轧工艺相关核心参数制定带来误导。同时也不能够准确定混晶所表现的：晶粒混晶形貌、晶粒混晶大小、晶粒混晶形态、晶粒混晶分布。
随着热轧高线装备技术的发展，加热工艺和轧制工艺参数的优化改进，质量管理体系和信息化管理手段的完善，电缆钢盘条晶粒混晶级别大小程度的控制手段越来越完善了，对晶粒混晶的检验也越来越重要了，但是缺乏对应的检验方法和评定方法，多以电缆钢盘条晶粒混晶质量问题对生产顺行、质量检验和判定带来了更大的难度。
因此，现有的电缆钢盘条质量控制技术并不十分完善，需要增加晶粒混晶级别检验，以此来作为提高热轧电缆钢盘条质量的一种监控项目指标。
而且，现有GB/T6394-2017《金属平均晶粒度测定方法》晶粒度的评定方法也无法对微观混晶缺陷类型的特征形貌进行准确描述，对后期持续质量改进无法提供针对性的措施。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电缆钢盘条晶粒混晶缺陷类型的判定方法，该判定方法通过检测到的混晶缺陷类型快速确定电缆钢盘条晶粒混晶缺陷产生的环节，以此从源头加热工艺和轧制工艺上采取针对性的质量改进和控制措施，减少不合格品，减少降级或者改判数量。
为实现上述目的，本发明公开了一种电缆钢盘条晶粒混晶缺陷类型的判定方法，它包括对电缆钢盘条缺陷部位取样分析，得到具备如下特征的混晶缺陷类型；
1)电缆钢盘条腐蚀后的边缘较大晶粒，所述晶粒级别为0～3级，晶粒平均直径控制在1毫米以上；
II)电缆钢盘条腐蚀后的中间柱状晶，所述柱状晶的晶粒度级别为1～4级，晶粒平均直径控制在1毫米与0.5毫米之间；
III)电缆钢盘条腐蚀后的外围一圈大晶粒，所述大晶粒晶粒度级别为3～5级，具备等轴晶形状，晶粒平均直径控制在0.1毫米与0.5毫米之间。
进一步地，如果发现所述I)和II)类型的混晶缺陷，则整个卷次的电缆钢盘条判废。并且要从源头上加强加热工艺环节的质量控制。
进一步地，所述III)类型的混晶缺陷在混晶极差不高于3级时是允许的，如果大于3级，整个卷次的电缆钢盘条判废。并且从源头上加强加热工艺或者轧制工艺环节的质量控制。具体的，开轧温度控制在850℃～1050℃，中间工序温度测量系统保证实时监控轧制过程温度的变化。入精轧温度控制在850℃～1050℃，入减定径机温度控制在850℃～1050℃。吐丝温度控制在800℃～1000℃。保持该过程温度的稳定性。
进一步地，对电缆钢盘条缺陷部位取样分析包括如下操作步骤：
1)对热轧后电缆钢盘条的头部和/或尾部取样；
2)对截取的试样沿垂直于轧制方向切割；
3)制备金相试样；
4)对金相试样开展晶粒度检验分析；
5)按照晶粒度晶粒混晶形貌、晶粒混晶大小、晶粒混晶形态及晶粒混晶分布方式对电缆钢盘条进行分析。
进一步地，步骤3)中按照GB/T13298-2015标准进行试样制备。
将测量的形貌与本申请上述各缺陷类型的不同的形貌图进行对比，判定属于哪种，并从工艺源头进行控制以避免下次工艺出现上述缺陷类型。
本发明的有益效果主要体现在如下：
本发明提供了一种电缆钢盘条晶粒混晶缺陷类型的判定方法，该判定方法通过判定常见混晶缺陷类型，结合轧钢工艺参数，快速确定电缆钢盘条晶粒混晶缺陷产生的原因及环节，以此从源头加热工艺和轧制工艺上采取针对性的质量改进和控制措施，从而减少不合格品，减少降级或者改判数量。
附图说明
图1为本发明电缆钢盘条腐蚀后的边缘较大晶粒形貌图；
图2为本发明电缆钢盘条腐蚀后的边缘较大晶粒形貌图；
图3为本发明电缆钢盘条腐蚀后的边缘较大晶粒形貌图；
图4为本发明电缆钢盘条腐蚀后的中间柱状晶形貌图；
图5为本发明电缆钢盘条腐蚀后的中间柱状晶形貌图；
图6为本发明电缆钢盘条腐蚀后的中间柱状晶形貌图；
图7为本发明电缆钢盘条腐蚀后的外围一圈大晶粒形貌图；
图8为本发明电缆钢盘条腐蚀后的外围一圈大晶粒形貌图；
图9为本发明电缆钢盘条正常晶粒混晶形貌图。
具体实施方式
本发明公开了一种电缆钢盘条晶粒混晶缺陷类型的判定方法，它包括对电缆钢盘条缺陷部位取样分析，得到具备如下特征的混晶缺陷类型；
I)电缆钢盘条腐蚀后的边缘较大晶粒，如图1、图2及图3所示，所述晶粒级别在0～3级，晶粒平均直径在1毫米以上；这类混晶类型及级别是比较常见的，其靠近盘条表面，混晶缺陷发生在盘条表面的某一个部位，或者局部某一点，区域性和范围都比较小，与正常均匀晶粒的级别相差超大，大小晶粒级别对比鲜明。
该类电缆钢盘条的晶粒混晶缺陷是严格禁止的，发现这样的晶粒混晶缺陷，整个卷次的电缆钢盘条判废，并且要从源头上加强加热工艺环节的质量控制。具体的，加热炉均热段温度控制在1050℃～1200℃，加热时间在150～250分钟，炉内气氛控制在还原性气氛为佳，并且严格控制加热时间。
II)电缆钢盘条腐蚀后的中间柱状晶，如图4、图5及图6所示，所述柱状晶的晶粒度级别在1～4级，晶粒平均直径在1毫米与0.5毫米之间；这类混晶类型及级别也略为常见，混晶缺陷发生在盘条的半径某一部位，在盘条表面以下部位，区域性和范围都略为比较大，与正常均匀的等轴晶粒的形貌与级别大小相差超大。该类电缆钢盘条的晶粒混晶缺陷也是严格禁止的，发现这样的晶粒混晶缺陷，整个卷次的电缆钢盘条判废，并且从源头上加强加热工艺或者轧制工艺环节的质量控制。具体的，开轧温度控制在850℃～1050℃，中间工序温度测量系统保证实时监控轧制过程温度的变化。入精轧温度控制在850℃～1050℃，入减定径机温度控制在850℃～1050℃。吐丝温度控制在800℃～1000℃。保持过程温度的稳定性。
III)电缆钢盘条腐蚀后的外围一圈大晶粒，如图7、图8所示，所述大晶粒晶粒度级别在3～5级，呈等轴晶形状，晶粒平均直径在0.1毫米与0.5毫米之间。这类晶粒呈现典型的等轴晶形状，通常混晶缺陷发生在盘条的外围一圈，延伸至盘条表面以下1毫米左右部位，区域性和范围都略为比较大，与正常均匀的等轴晶粒的形貌相似，但是级别大小相差较大。该类电缆钢盘条的晶粒混晶缺陷是可以允许的，但是混晶极差不要超过3级。发现这样的晶粒混晶缺陷，如果混晶级差在3级以上，整个卷次的电缆钢盘条判废，并且从源头上加强加热工艺或者轧制工艺环节的质量控制。具体的，开轧温度控制在850℃～1050℃，中间工序温度测量系统保证实时监控轧制过程温度的变化。入精轧温度控制在850℃～1050℃，入减定径机温度控制在850℃～1050℃。吐丝温度控制在800℃～1000℃。保持过程温度的稳定型。
此外，对于上述电缆钢盘条缺陷部位取样分析包括如下操作步骤：
1)对热轧后电缆钢盘条的头部和/或尾部取样；其中，取样长度控制在50～100毫米；按照状态，取样频次控制在每批次2～5卷，并正确区分所取试样的横向截面和纵向截面；
2)对截取的试样沿垂直于轧制方向切割，切割的试样长度控制为10毫米和/或30毫米；
3)制备金相试样；长度10毫米的试样金相制样面为垂直于轧制方向，做好标识；长度30毫米的试样金相制样面为平行于轧制方向，做好标识；同时按照GB/T13298-2015标准进行试样制备；采用质量百分浓度为3～4％的硝酸酒精腐蚀制备好的试样，一般腐蚀时间为30秒；
4)对腐蚀好的金相试样开展晶粒度检验分析；
5)按照晶粒度晶粒混晶形貌、晶粒混晶大小、晶粒混晶形态及晶粒混晶分布方式对电缆钢盘条进行分析。将不同形貌下的晶粒混晶情况的对应形貌通过金相图像分析仪进行软件图像采集，并测量不同方式下的混晶晶粒度级别大小，通过对采集的图像进行仔细分析，可以得到晶粒混晶的相应结论。进而找到电缆钢盘条晶粒混晶缺陷产生的原因和环节，有针对性的采取热轧工艺参数调整和控制措施。
结合图9可知，正常的电缆钢盘条正常晶粒混晶与缺陷混晶无论是在晶粒大小，还是在晶粒形状上等差别均较大，在具体判定时可以采取测量的形貌与本申请上述各缺陷类型形貌图进行对比，从而确定类型，并结合轧钢工艺参数，快速确定电缆钢盘条晶粒混晶缺陷产生的原因及环节，以此从源头加热工艺和轧制工艺上采取针对性的质量改进和控制措施
以上实施例仅为最佳举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。除上述实施例外，本发明还有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种电缆钢盘条晶粒混晶缺陷类型的判定方法，它包括对电缆钢盘条缺陷部位取样分析，得到具备如下特征的混晶缺陷类型；
1)电缆钢盘条腐蚀后的边缘较大晶粒，所述晶粒级别为0～3级，晶粒平均直径控制在1毫米以上；
II)电缆钢盘条腐蚀后的中间柱状晶，所述柱状晶的晶粒度级别为1～4级，晶粒平均直径控制在1毫米与0.5毫米之间；
III)电缆钢盘条腐蚀后的外围一圈大晶粒，所述大晶粒晶粒度级别为3～5级，具备等轴晶形状，晶粒平均直径控制在0.1毫米与0.5毫米之间；
如果发现所述I)和II)类型的混晶缺陷，那么整个卷次的电缆钢盘条作废；同时，控制加热炉均热段温度为1050℃～1200℃，加热时间在150～250分钟，炉内气氛控制在还原性气氛；
所述III)类型的混晶缺陷在混晶极差不高于3级时是允许的，如果大于3级，则整个卷次的电缆钢盘条判废；同时，控制开轧温度为850℃～1050℃，中间工序温度测量系统保证实时监控轧制过程温度的变化，入精轧温度控制在850℃～1050℃，入减定径机温度控制在850℃～1050℃，吐丝温度控制在800℃～1000℃。
2.根据权利要求1所述电缆钢盘条晶粒混晶缺陷类型的判定方法，其特征在于：对电缆钢盘条缺陷部位取样分析包括如下操作步骤：
1)对热轧后电缆钢盘条的头部和/或尾部取样；
2)对截取的试样沿垂直于轧制方向切割；
3)制备金相试样；
4)对金相试样开展晶粒度检验分析；
5)按照晶粒度晶粒混晶形貌、晶粒混晶大小、晶粒混晶形态及晶粒混晶分布方式对电缆钢盘条进行分析。
3.根据权利要求2所述电缆钢盘条晶粒混晶缺陷类型的判定方法，其特征在于：步骤3)中按照GB/T13298-2015标准进行试样制备。
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