Studium příčin výskytu vnitřních necelistvostí ve vývalcích z Cr-Mo ocelí

Abstract

Tato disertační práce se zabývá problematikou vzniku vnitřních necelistvostí ve vývalcích z nízkolegovaných ocelí na bázi Cr-Mo. Tato problematika byla v minulosti studována celou řadou autorů, nicméně nebylo dosaženo dostatečně uspokojivých výsledků. Veškerá data a materiály, které jsou předmětem teoretického i experimentálního rozboru v této práci, pocházejí z Třineckých železáren a.s. Vzhledem k tomu, že vnitřní necelistvosti jsou indikovány prostřednictvím ultrazvukové kontroly ve vývalcích až u vychlazených vývalků, jedná se o problematiku velmi komplikovanou a rozsáhlou. V rámci této práce byl proveden teoretický rozbor možných příčin vzniku vnitřních necelistvostí ve vývalcích. Na základě systematického sledování provozních dat byla provedena regresní statistická analýza, která poukázala na dominantní faktory ovlivňující pravděpodobnost vzniků vnitřních defektů, konkrétně se pak jedná o vliv mikrolegování vanadem, licí rychlost a teplotu přehřátí oceli v mezipánvi. Na základě provedeného literárního rozboru, matematicko-fyzikálního modelování a provedení celé řady experimentů (mikrochemické, fraktografické, metalografické rozbory, analýza extrakčních replik v transmisním elektronovém mikroskopu, stanovení mikrotvrdosti a nárazové práce) byly objeveny další faktory, které mají přímý vliv na výskyt vnitřních necelistvostí. Jedná se o vliv strategie ohřevu v hlubinné peci před válcováním a volbu správného úběrového plánu na blokovně. Na základě těchto zjištění byla přijata taková opatření, která vedla k postupnému snižování zmetkovitosti výroby, přičemž v současné době je možné konstatovat, že výskyt vnitřních necelistvostí ve vývalcích z nízkolegovaných ocelí na bázi Cr-Mo nepředstavuje technologický ani finanční problém.

The scope of presented thesis is dedicated to study of internal defects initiation in hot rolled billets from low-alloyed Cr-Mo steels. The problem with the occurence of internal defects was already studied by many authors in the past; however, the achieved results were not satisfactory enough. All data and materials discussed in the thesis are originally from Třinecké železárny a.s. Since internal defects are indicated during an ultrasonic inspection in already cooled billets, it can be said that the studied problem is very complicated and complex. The thesis includes a theoretical analysis of possible reasons for the occurence of internal defects in hot rolled billets. A statistical analysis has been performed based on longterm monitoring of industrial process data. The analysis showed dominant factors influencing the probability of internal defects initiation. The most influential are vanadium microalloying, casting speed and steel superheat in the tundish. On the basis of a theoretical analysis, mathematical-physical simulations and performance of a wide scale of experiments (microchemical, fractography, metallography, extraction replicas analysis, microhardness and impact work determination), other factors have been investigated that can be directly connected to the occurence of internal defects. The most crucial is the influence of the heating strategy in the soaking pit before hot rolling and a proper rolling strategy at the blooming. Counter measures have been adopted based on the knowledge gained, which led to a decrease of defects during the production process. Nowdays it is possible to say that the initiation and propagation of internal defects in Cr-Mo based low-alloyed steels is not a problem anymore.