1. 튜브 빌릿의 품질 결함 및 예방.
무계목 강관 생산에 사용되는 튜브 빌릿은 연속 주조 원형 튜브 빌릿, 압연(단조) 원형 튜브 빌릿, 원심 주조 원형 중공 튜브 빌릿, 또는 강괴일 수 있습니다. 실제 생산 공정에서는 비용이 저렴하고 표면 품질이 우수하여 연속 주조 원형 튜브 빌릿이 주로 사용됩니다.
1. 1 튜브 빌릿의 외관 형상 및 표면 품질 결함.
1. 1. 1 외관 형상 결함: 원형 튜브 빌릿의 경우, 튜브 빌릿의 외관 형상 결함은 주로 튜브 빌릿의 직경 및 타원도, 단면 절삭 베벨 허용 오차 등을 포함합니다. 강괴의 경우, 튜브 빌릿의 외관 형상 결함은 주로 강괴 금형의 마모로 인한 강괴의 형상 부정확 등을 포함합니다.
원형 튜브 직경 및 타원도의 허용 오차 범위 초과: 일반적으로 튜브를 뚫을 때, 뚫는 헤드 전의 압력 감소율 크기는 뚫린 원관의 안쪽 접힘량에 비례한다고 알려져 있습니다. 헤드의 압력 감소율이 클수록 튜브의 구멍 공동이 조기에 형성될 가능성이 높아지고 원관의 내부 표면 균열이 발생하기 쉽습니다. 정상적인 생산에서 뚫는 기계의 구멍 유형 매개 변수는 튜브의 공칭 직경과 원관의 외경 및 벽 두께에 따라 결정됩니다. 구멍 유형을 조정할 때 튜브의 외경이 양의 허용 오차를 초과하면 헤드 전의 압력 감소율이 증가하고 뚫린 원관에 안쪽 접힘 결함이 발생합니다. 튜브의 외경이 음의 허용 오차를 초과하면 헤드 전의 압력 감소율이 감소하고 튜브의 첫 번째 바이트 포인트가 목으로 이동하여 뚫기 공정을 달성하기 어렵게 만듭니다. 타원도 허용 오차 초과: 튜브의 타원도가 불균일하면 튜브가 피어싱 변형 구역에 진입한 후 불안정하게 회전하고 롤러가 튜브 표면을 긁어내어 원관의 표면 결함을 초래합니다.원형 튜브 빌릿의 단면 베벨이 허용 오차를 벗어났습니다.튜브 빌릿 천공 거친 튜브의 선단 벽 두께가 불균일합니다.주된 원인은 튜브 빌릿에 센터링 구멍이 없는 경우 천공 공정 중에 플러그가 튜브 빌릿의 단면과 만나기 때문입니다.튜브 빌릿 단면의 큰 베벨로 인해 플러그의 노즈가 튜브 빌릿의 중심을 맞추기 쉽지 않아 거친 튜브 단면의 벽 두께가 불균일합니다.
1. 1. 2 표면 품질 결함(연속 주조 원형 튜브 빌렛): 튜브 빌렛 표면 균열: 세로 균열, 횡 균열, 메시 균열 세로 균열의 원인:
A. 노즐과 결정화기의 정렬 불량으로 인한 오프셋 흐름은 튜브 빌릿의 응고된 껍질을 침식합니다.B. 보호 슬래그의 용융 특성이 좋지 않아 액상 슬래그 층이 너무 두껍거나 너무 얇아 슬래그 필름의 두께가 고르지 않아 튜브 빌릿의 국부적인 응고된 껍질이 너무 얇아집니다.C. 결정화 액면 변동(액면 변동이 ﹥ ± 10mm일 때 균열 발생률은 약 30%입니다).D. 강철의 P 및 S 함량(P ﹥ 0.017%, S ﹥ 0.027%, 세로 균열이 증가하는 경향).E. 강철의 C가 0.12%-0.17%일 때 세로 균열이 증가하는 경향.
예방 조치: A. 노즐과 결정화기가 정렬되어 있는지 확인하십시오. B. 결정화 액체 레벨의 변동은 안정적이어야 합니다. C. 적절한 결정화 테이퍼를 사용하십시오. D. 성능이 우수한 보호 슬래그를 선택하십시오. E. 핫탑 결정화기를 사용하십시오.
횡균열의 원인: A. 진동흔이 너무 깊으면 횡균열이 발생한다. B. 강재 내 니오븀, 알루미늄 함량 증가가 횡균열을 유발한다. C. 강관 빌릿을 900~700℃에서 교정한다. D. 2차 냉각 강도가 너무 크다.
예방 조치:
A. 결정화기는 고주파와 소진폭을 채택하여 잉곳 내부 아크 표면의 진동 흔적 깊이를 줄입니다. B. 2차 냉각 구역은 안정적이고 약한 냉각 시스템을 채택하여 교정 중 표면 온도가 900도 이상 유지되도록 합니다. C. 결정화액 표면을 안정적으로 유지합니다. D. 윤활성이 좋고 점도가 낮은 보호 슬래그를 사용합니다.
표면 네트워크 균열의 원인: A. 고온 주괴가 결정화기의 구리를 흡수하고 구리가 액체가 되어 오스테나이트 입계를 따라 스며든다. B. 강재의 잔류 원소(구리, 주석 등)가 관 표면에 남아 입계를 따라 스며든다.
예방 조치: A. 결정화기 표면에 크롬 도금을 하여 표면 경도를 높인다. B. 적절한 2차 냉각수량을 사용한다. C. 강재 내 잔류 원소를 관리한다. D. Mn/S 값을 관리하여 Mn/S ≥ 40이 되도록 한다. 일반적으로 강관의 표면 균열 깊이가 0.5mm를 넘지 않으면 가열 과정에서 균열이 산화되어 강관 표면 균열이 발생하지 않는 것으로 알려져 있다. 강관 빌릿 표면의 균열은 가열 과정에서 심하게 산화되므로 압연 후 산화 입자와 탈탄이 동반되는 경우가 많다.
튜브 빌릿 흉터와 두꺼운 피부:
원인: 용강 온도가 너무 낮거나, 용강의 점성이 너무 높거나, 노즐이 막히거나, 주입 흐름이 어긋나는 등입니다. 튜브 빌릿의 표면 손상과 두꺼운 표피로 인한 강관 외부 접힘은 튜브 압연 중 발생하는 거친 튜브의 손상 및 외부 접힘 결함과는 다릅니다. 이 결함은 매우 뚜렷한 산화 특성을 보이며, 산화 입자와 심한 탈탄을 동반하고, 결함 부위에 산화철이 존재합니다.
강관 기공: 일반적으로 용강 주조 과정에서 피하 기포가 파열되어 강관 표면에 작은 기공이 형성됩니다. 강관 압연 후 강관 표면에 작은 비산 피막이 형성됩니다.
튜브 빌릿 구덩이 및 홈:
튜브 빌릿의 피트와 홈의 원인은 다음과 같습니다. 한편으로는 주조품의 결정화 과정에서 결정화기의 큰 테이퍼 또는 2차 냉각 영역의 불균일한 냉각과 관련하여 발생할 수 있습니다. 다른 한편으로는 주조 빌릿이 완전히 냉각되지 않았을 때 튜브 빌릿 표면에 기계적 손상이나 긁힘이 발생하여 발생할 수 있습니다. 천공 후, 거친 튜브 표면에 주름이나 흠집(피트)과 큰 외부 주름(홈)이 형성됩니다.
튜브 빌릿의 "귀": 주로 롤 갭(연속 주조기의 교정 롤과 압연기의 압연 롤)이 닫히지 않기 때문입니다. 튜브 빌릿을 교정하거나 압연할 때 교정 롤이나 압연 롤이 너무 많이 눌리거나 롤 갭이 너무 작습니다. 이로 인해 너무 많은 폭의 금속이 롤 갭으로 들어갑니다. 천공 후 거친 튜브 표면에 나선형 외부 주름이 발생합니다. 튜브 빌릿의 표면 결함이 무엇이든 튜브 압연 공정 중에 강관 표면에 결함이 형성될 수 있습니다. 심한 경우 압연 강관이 폐기됩니다. 따라서 튜브 빌릿의 표면 품질 관리 및 표면 결함 제거를 강화해야 합니다. 표준 요구 사항을 충족하는 튜브 빌릿만 튜브 압연 생산에 투입할 수 있습니다.
1.2 튜브 빌릿의 저전력 조직 결함:
강관 빌릿 내 시각적 피하 기포: 이 결함은 용강의 탈산 부족과 용강 내 가스 함량(특히 수소)에 기인하며, 이는 강관 빌릿 내 피하 기포 발생의 중요한 원인입니다. 이 결함은 천공 또는 압연 후 강관 외면에 비산성(선 없음)을 형성하며, 그 모양은 손톱과 유사합니다. 심한 경우 강관 외면을 덮기도 합니다. 이러한 유형의 결함은 작고 얕으며 연삭을 통해 제거할 수 있습니다.
튜브 빌릿의 표면 하부 균열: 이 균열이 발생하는 주된 이유는 연속 주조 원형 튜브 빌릿의 표면층 온도가 반복적으로 변하고 여러 상변화를 거쳐 형성되기 때문입니다. 일반적으로 결함은 발생하지 않으며, 만약 발생한다 하더라도 미세한 외부 주름입니다.
튜브 빌릿의 중간 균열 및 중앙 균열: 연속 주조 원형 튜브 빌릿의 중간 균열 및 중앙 균열은 이음매 없는 강관의 내부 접힘을 유발하는 주요 원인입니다. 균열의 원인은 응고 열전달, 침투, 그리고 빌릿의 응력 등 매우 복잡하지만, 일반적으로 2차 냉각 영역에서 빌릿의 응고 과정에 의해 제어됩니다.
튜브 빌렛의 헐거운 구멍 및 수축 구멍: 응고 과정에서 빌렛의 선립 효과로 인해, 액체 금속의 이동은 응고 방향으로 냉각에 따른 수축에 의해 결정됩니다. 연속 주조 원형 튜브 빌렛에 헐거운 구멍과 수축 구멍이 있어도, 사선 압연 및 천공 후 조관의 품질에는 큰 영향을 미치지 않습니다.
1.3 튜브 빌릿의 미세구조 결함: 고배율 또는 전자현미경
튜브 빌릿의 조성 및 구조가 불균일하고 편석이 심할 경우, 압연 후 강관은 심한 띠무늬 조직을 나타내어 강관의 기계적 성질 및 내식성에 영향을 미치고, 강관의 성능을 요구 조건에 부합하지 못하게 합니다. 튜브 빌릿 내 개재물 함량이 과도할 경우, 강관의 성능에 영향을 미칠 뿐만 아니라 생산 과정에서 강관에 균열이 발생할 수 있습니다.
요인: 강철의 유해 원소, 튜브 빌릿의 구성 및 분리, 튜브 빌릿의 비금속 개재물.
2. 강관 빌릿의 가열 결함: 열간 압연 무봉 강관 생산 시, 일반적으로 강관 빌릿에서 완제품 강관으로의 두 가지 가열이 필요합니다. 즉, 강관 천공 전 가열과 압연 후 사이징 전 조관 재가열입니다. 냉간 압연 강관을 생산할 때는 강관의 잔류 응력 제거를 위해 중간 어닐링이 필요합니다. 각 가열의 목적과 가열로가 다를 수 있지만, 각 가열의 공정 변수와 가열 제어가 부적절하면 강관 빌릿(강관)에 가열 결함이 발생하여 강관의 품질에 영향을 미칩니다. 강관 빌릿을 천공 전에 가열하는 목적은 강의 소성 특성을 향상시키고, 강의 변형 저항을 줄이며, 압연 강관에 양호한 금속 조직을 제공하는 것입니다. 사용되는 가열로는 환형 가열로, 워킹 빔 가열로, 경사 바닥 가열로, 카 바닥 가열로 등이 있습니다. 사이징 전 조관 재가열의 목적은 조관의 온도를 높이고 균일하게 하며, 소성을 향상시키고, 금속 조직을 제어하고, 강관의 기계적 성질을 확보하는 것입니다. 가열로는 주로 워킹 빔 재가열로, 연속 롤러 바닥 재가열로, 경사 바닥 재가열로, 전기 유도 재가열로 등이 있습니다. 냉간 압연 공정 중 강관 어닐링 열처리의 목적은 강관의 냉간 가공으로 인한 가공 경화 현상을 제거하고, 강의 변형 저항을 줄이며, 강관의 연속 가공 조건을 조성하는 것입니다. 어닐링 열처리에 사용되는 가열로는 주로 워킹 빔 가열로, 연속 롤러 바닥 가열로, 카 바닥 가열로 등이 있습니다. 튜브 빌릿 가열의 일반적인 결함으로는 튜브 빌릿(강관)의 불균일한 가열(일반적으로 음양 표면이라고 함), 산화, 탈탄, 가열 균열, 과열, 과연소 등이 있습니다. 튜브 빌릿의 가열 품질에 영향을 미치는 주요 요인은 가열 온도, 가열 속도, 가열 및 유지 시간, 그리고 용광로 분위기입니다.
튜브 빌릿 가열 온도: 주로 너무 낮거나 너무 높은 온도, 또는 불균일한 가열 온도로 인해 발생합니다. 온도가 너무 낮으면 강의 변형 저항이 증가하고 소성이 감소합니다. 특히 가열 온도가 강의 금속 조직을 오스테나이트 결정립으로 완전히 변태시키지 못할 경우, 열간 압연 중 튜브 빌릿의 균열 경향이 증가합니다. 온도가 너무 높으면 튜브 빌릿 표면이 심하게 산화, 탈탄되고, 심지어 과열 또는 과연소될 수도 있습니다.
튜브 빌릿의 가열 속도: 튜브 빌릿의 가열 속도는 튜브 빌릿의 가열 균열 발생과 밀접한 관련이 있습니다. 가열 속도가 너무 빠르면 튜브 빌릿에 가열 균열이 발생하기 쉽습니다. 주된 이유는 튜브 빌릿 표면 온도가 상승하면 튜브 빌릿 내부 금속과 표면 금속 사이의 온도 차이가 발생하여 금속의 열팽창과 열응력이 일정하지 않게 발생하기 때문입니다. 이 열응력이 재료의 파괴 응력을 초과하면 균열이 발생하며, 튜브 빌릿의 가열 균열은 튜브 빌릿 표면이나 내부에 존재할 수 있습니다. 가열 균열이 있는 튜브 빌릿을 뚫을 때, 거친 튜브의 내외면에 균열이나 접힘이 발생하기 쉽습니다. 예방: 튜브 빌릿이 가열로에 들어간 후 여전히 낮은 온도일 때는 낮은 가열 속도를 사용합니다. 튜브 빌릿의 온도가 상승함에 따라 가열 속도를 그에 따라 높일 수 있습니다.
튜브 빌릿의 가열 시간 및 유지 시간: 튜브 빌릿의 가열 시간 및 유지 시간의 길이는 가열 결함(표면 산화, 탈탄, 조대 입자 크기, 과열 또는 과연소 등)과 관련이 있습니다. 일반적으로 튜브를 고온에서 오래 가열할수록 표면에 심각한 산화, 탈탄, 과열 및 과연소가 발생할 가능성이 높아지며, 심각한 경우 강관이 폐기될 수 있습니다. 예방 조치: A. 튜브가 고르게 가열되고 오스테나이트 조직으로 완전히 변태되도록 합니다. B. 탄화물이 오스테나이트 입자로 용해되어야 합니다. C. 오스테나이트 입자가 조대해서는 안 되며 혼합 결정이 나타나서는 안 됩니다. D. 튜브가 가열 후 과열되거나 과연소되어서는 안 됩니다.
간단히 말해서, 튜브의 가열 품질을 개선하고 가열 결함을 방지하기 위해 튜브의 가열 공정 매개 변수를 공식화할 때 일반적으로 다음과 같은 요구 사항을 따릅니다.A. 튜브의 투자율이 가장 좋은 온도 범위 내에서 천공 공정이 수행되도록 정확한 가열 온도;B. 균일한 가열 온도, 튜브의 세로 및 가로 방향 가열 온도 차이가 ±10℃를 넘지 않도록 노력;C. 가열 공정 중 금속 소손이 적고 튜브가 과산화, 표면 균열 및 접합을 방지해야 합니다.D. 가열 시스템은 합리적이어야 하며 가열 온도, 가열 속도 및 가열 시간(보류 시간)은 튜브 블랭크가 과열되거나 과연소되는 것을 방지하기 위해 합리적으로 조정되어야 합니다.
게시 시간: 2024년 9월 29일