中厚規格Q460E鋼板廣泛應用于橋梁、壓力容器、車輛、船舶等工程或結構建造，鋼板內部質量關系著工程或結構的安全性。超聲波探傷是利用超聲波透入金屬材料深處，在界面邊緣發生反射，在熒光屏幕上以脈沖波形方式反映缺陷位置和大小，超聲波探傷檢驗結果是判斷鋼板內部質量的主要依據。1、存在的問題鞍鋼4300中厚板產線生產的Q460E鋼板有連鑄鋼板和模鑄鋼板兩種，其中連鑄鋼板采用的生產工藝為：150t轉爐—LF精煉—RH真空—Ca處理—連鑄成230mm厚板坯—軋制10~30mm鋼板，模鑄鋼板采用的生產工藝為：20t電爐—LF精煉—VD真空—模鑄成10t鋼錠—軋制230mm厚中間坯—中間坯切頭尾—軋制30~50mm鋼板。對2018-2019年生產的600張連鑄鋼板和300張模鑄鋼板進行軋制后超聲波自動探傷檢測，采用系統配置軟件測量每張鋼板內部缺陷尺寸，統計在鋼板中位置及數量情況。在連鑄和模鑄鋼板探傷缺陷位置分別取300個和100個試樣，按GB/T1979—2001《結構鋼低倍組織缺陷評級》標準，檢驗鋼板的疏松、偏析、裂紋及夾渣等情況，按GB/T13298—2015標準制備試樣，在LeicaDMIRM型金相顯微鏡上進行金相檢驗，在Quanta400掃描電子顯微鏡下進行成分分析，共發現兩種探傷缺陷，即夾渣缺陷和裂紋缺陷，兩種缺陷在連鑄鋼板中所占的比例分別為90%和10%，在模鑄鋼板中所占的比例分別為40%和60%。2、原因分析1夾渣缺陷SUMMARY連鑄和模鑄鋼板中夾渣缺陷形貌類似，低倍照片如圖1所示。圖1夾渣缺陷低倍照片夾渣的金相檢驗和掃描電鏡能譜分析結果如圖2所示。夾渣化學成分主要為Ca、Si、Na、Mg、Al、K等元素的氧化物，氧化物夾渣疊加后會使超聲波衰減，底波降低，出現缺陷波形。圖2金相檢驗和掃描電鏡能譜分析結果夾渣探傷缺陷為鋼水中的保護渣、非金屬夾雜、氣體未排除，殘留在鋼中，匯聚疊加后產生。對生產操作過程和工藝參數進行排查，確定連鑄鋼板和模鑄鋼板缺陷的產生原因如下：(1)連鑄生產過程中，拉速波動幅度大、結晶器液面波動大、結晶器保護渣熔融層厚度偏薄導致卷渣，形成夾渣缺陷。(2)模鑄澆注過程中，液面振動造成保護渣卷入；加入Ti合金后鋼水形成Ti(C,N)、TiN等產物，在鋼水上浮過程中與其他氧化物聚集形成復合夾渣。2裂紋缺陷SUMMARY連鑄和模鑄鋼板中裂紋缺陷形貌類似，低倍照片如圖3所示，可以看出在鋼板厚度中心至1/4處存在若干條裂紋缺陷。圖3裂紋缺陷低倍照片拋光狀態和4%的硝酸酒精溶液腐蝕狀態的金相照片如圖4所示，可以看出拋光狀態未見異常夾渣，腐蝕狀態未發現組織變化。圖4

拋光狀態和4%的硝酸酒精溶液腐蝕狀態的金相照片試樣置于SUPRA55場發射掃描電鏡下，結合OXFORD能譜儀進行裂紋附近微區成分定量分析，結果如圖5所示，未發現異常成分。通過上述低倍、金相及掃描電鏡檢驗確認探傷缺陷為裂紋缺陷，裂紋周圍無夾渣和異常成分存在。圖5

掃描電鏡能譜儀微區成分分析結果裂紋探傷缺陷的產生主要是因為鑄坯遺傳的疏松、偏析缺陷較嚴重，疏松缺陷在鑄坯加熱軋制后未被壓合，形成微裂紋；偏析類缺陷在鑄坯緩冷或鋼板緩冷時產生的較大熱應力和組織應力綜合作用下，在鋼板內部形成裂紋。對生產操作過程和工藝參數進行排查，確定連鑄鋼板和模鑄鋼板缺陷產生原因如下：連鑄生產過程中，鑄機輥縫調整偏差造成疏松缺陷較嚴重；模鑄生產過程中，澆注過熱度高造成鋼錠中心縮孔和疏松缺陷嚴重。連鑄坯和模鑄錠加熱軋制時壓下率不足，缺陷未被壓合。3、改進措施根據夾渣和裂紋缺陷產生的原因，制定有針對性的改進措施，對可量化的工藝參數進行優化調整，具體見表1。不可量化的措施納入操作規程中：(1)連鑄停澆階段嚴禁擾動結晶器液面，防止結晶器保護渣卷入；(2)模鑄后期補加保護渣嚴禁直接倒入，要使用篩子篩入；加入發熱劑嚴禁拋投；出鋼前軟吹以減少夾渣物。4、實踐效果國內外中厚板主要探傷標準有歐標EN10160《厚度等于或大于6mm的鋼板的超聲波檢測方法（反射法）》、美標ASTMA578/A578M《特殊用途的軋制鋼板的超聲波縱波束檢驗規范》、行業標準NB/T20003.2《核電廠核島機械設備無損檢測第2部分：超聲檢測》、國標GB/T2970《厚鋼板超聲波檢驗方法》等，以上標準各為體系或互有交叉，為驗證改進措施的實施效果和鋼板內部質量提升情況，找到一種對所有鋼種都適合的評價方式，對上述標準進行分析對比和歸類，首次按缺陷長度將探傷缺陷整合為八個質量等級，具體如表2所示。采用探傷系統配置軟件測量自動探傷鋼板缺陷尺寸、數量等情況，按表2中八個質量等級進行分類，統計改進措施實施前后各質量等級鋼板占比，如表3所示，可以看出改進措施實施后，連鑄和模鑄鋼板中特一級所占比例顯著上升，其中連鑄鋼板由77%上升至88%，模鑄鋼板由70%上升至82%，分別提高11和12個百分點；較差的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級占比之和均由0.6%下降至0%，可見隨著各項改進措施的實施，鋼板的內部質量明顯提高。5、結語(1)通過對鞍鋼4300中厚板產線生產的Q460E鋼板進行超聲波自動探傷，發現存在夾渣和裂紋兩種缺陷，分別基于連鑄和模鑄工藝，分析了探傷缺陷產生的原因并制定改進措施。規定連鑄鋼冶煉時降速平臺停留時間1.5min，停澆時大罐重量6t，連鑄輥縫偏差±0.5mm占比95%，軋制時精軋連續3道次壓下率18%；連鑄停澆階段嚴禁擾動結晶器液面；規定模鑄鋼澆注過熱度35~75℃，粗軋連續3道次壓下量40mm，精軋連續3道次壓下率18%；后期補加保護渣嚴禁直接倒入，要使用篩子篩入；加入發熱劑嚴禁拋投；出鋼前軟吹以減少夾渣物。(2)首次將探傷缺陷細分為八個質量等級，采用軟件測量鋼板內部缺陷情況，改進后連鑄和模鑄鋼板中最優質量等級，即無缺陷或L≤8mm所占比例顯著上升，其中連鑄鋼板由77%上升至88%，模鑄鋼板由70%上升至82%；最后4個較差質量等級，即Ⅰ級