Defectos de calidad y prevención de piezas brutas para tubos de acero sin costura

Las piezas brutas para tubos utilizadas en la producción de tubos de acero sin costura pueden ser piezas brutas para tubos redondos de colada continua, piezas brutas para tubos redondos de laminación (forja), piezas brutas para tubos huecos redondos de colada centrífuga o directamente lingotes de acero. En el proceso de producción, se utiliza principalmente la palanquilla para tubos redondos de colada continua debido a su bajo coste y buena calidad superficial.

Defectos de apariencia y forma

En el caso de las piezas brutas para tubos redondos, los defectos de apariencia y forma incluyen principalmente el diámetro, la ovalidad y la inclinación de la cara final. En el caso de los lingotes de acero, los defectos de apariencia y forma incluyen principalmente la forma incorrecta del lingote de acero debido al desgaste de la lingotera.

El diámetro y la ovalidad del tubo redondo en bruto están fuera de tolerancia:

En la práctica, se cree que al perforar el tubo en bruto, la tasa de reducción antes del tapón perforado es proporcional al pliegue interno del capilar perforado. Se producen grietas en la superficie interna. En el proceso de producción normal, los parámetros del tipo de orificio de la punzadora se determinan en función del diámetro nominal del tubo en bruto, el diámetro exterior y el espesor de la pared del capilar. Al ajustar el tipo de orificio, si el diámetro exterior del tubo en bruto supera la tolerancia positiva, la tasa de reducción antes del tapón aumenta y el tubo capilar perforado produce defectos de flexión interna; si el diámetro exterior del tubo en bruto es demasiado negativo, la tasa de reducción antes del tapón disminuye, lo que resulta en un tubo en bruto. El primer punto de mordida se desplaza hacia la garganta del poro, lo que dificulta el proceso de perforación. Ovalidad fuera de tolerancia: Cuando la ovalidad del tubo en bruto es irregular, este gira inestable tras entrar en la zona de deformación de la perforación, y el rodillo raya su superficie, lo que provoca defectos superficiales en el capilar. La inclinación del extremo del tubo redondo en bruto está fuera de tolerancia: el espesor de la pared del extremo frontal del capilar perforado es irregular. La razón principal es que, al no tener orificios de centrado, el tapón toca el extremo del tubo en bruto durante la perforación. Debido a la gran pendiente del extremo del tubo en bruto, la punta del tapón dificulta centrarlo, lo que provoca que el espesor de la pared del extremo del capilar sea irregular.

Defectos de calidad superficial (Tocho de tubo redondo de colada continua)

Grietas en la superficie de la pieza bruta del tubo: grietas longitudinales, grietas transversales, grietas de malla. 

Causas de las grietas longitudinales:

A. Flujo desviado causado por la desalineación de la boquilla y el molde, que erosiona la carcasa solidificada de la pieza bruta del tubo de acero al carbono sin costura.
B. La fusión de la escoria del molde es deficiente y la capa de escoria líquida es demasiado gruesa o demasiado delgada, lo que resulta en un espesor desigual de la película de escoria, lo que a su vez debilita la carcasa de solidificación local de la pieza bruta del tubo.
C. Fluctuación del nivel de líquido cristalino (cuando la fluctuación del nivel de líquido es >±10 mm, la tasa de aparición de grietas es de aproximadamente el 30%).
D. Contenido de P y S en el acero. (P﹥0,017%, S﹥0,027%, la grieta longitudinal aumenta).
E. Cuando el C en el acero es del 0,12% al 0,17%, las grietas longitudinales tienden a aumentar. Precauciones:
A. Asegúrese de que la boquilla y el cristalizador estén alineados;
B. La fluctuación del nivel del cristal líquido debe ser estable;
C. Utilice un cono de cristal adecuado;
D. Elija polvo de molde con excelente rendimiento;
E. Utilice un cristalizador de superficie caliente.

Causas de grietas transversales:

A. Las marcas de vibración demasiado profundas son la principal causa de las grietas transversales;
B. El contenido de niobio y aluminio en el acero aumenta, lo cual es la causa.
C. El tubo en bruto se endereza a una temperatura de 900-700 °C.
D. La intensidad del enfriamiento secundario es demasiado alta.
Precauciones:
A. El molde adopta alta frecuencia y pequeña amplitud para reducir la profundidad de las marcas de vibración en la superficie del arco interior de la placa;
B. El área de enfriamiento secundario adopta un sistema de enfriamiento débil y estable para garantizar que la temperatura de la superficie sea superior a 900 grados durante el enderezamiento.
C. Mantenga estable el nivel del cristal líquido. D. Utilizar escoria de molde con buena lubricidad y baja viscosidad.

Causas de las grietas superficiales en la malla:

A. La pieza de fundición a alta temperatura absorbe el cobre del molde y, una vez líquido, se filtra a lo largo del límite de grano de austenita.
B. Elementos residuales (como cobre, estaño, etc.) del acero permanecen en la superficie de la pieza bruta del tubo y se filtran a lo largo del límite de grano.
Precauciones:
A. La superficie del molde está cromada para aumentar su dureza.
B. Utilizar una cantidad adecuada de agua fría secundaria.
C. Controlar los elementos residuales en el acero.
D. Controlar el valor de Mn/S para garantizar que Mn/S sea > 40. Generalmente, se considera que cuando la profundidad de la grieta superficial de la pieza bruta del tubo no supera los 0,5 mm, las grietas se oxidarán durante el proceso de calentamiento y no causarán grietas superficiales en el tubo de acero. Debido a que las grietas superficiales del tocho se oxidan severamente durante el proceso de calentamiento, las grietas a menudo están acompañadas de partículas de óxido y descarburación después del laminado.

Cicatrices y piel gruesa en la pieza bruta del tubo:

Causas: La temperatura del acero fundido es demasiado baja, el acero fundido es demasiado viscoso, la boquilla se bloquea y el flujo de inyección se desvía. Debido a las cicatrices en la superficie de la pieza bruta del tubo y al pliegue exterior del tubo de acero formado por la piel gruesa, se diferencia de los defectos de cicatrices y pliegues exteriores del tubo estéril producidos durante el laminado. El defecto presenta un fenómeno de carbono y óxido ferroso.
Poros en la pieza bruta del tubo: Generalmente, se forman pequeños poros en la superficie de la pieza bruta del tubo debido a la ruptura de burbujas subcutáneas durante el proceso de fundición del acero fundido. Tras el laminado de la pieza bruta del tubo, se forman pequeñas pieles sueltas en la superficie del tubo de acero.

Picaduras y ranuras en la pieza bruta del tubo:

Las causas de las picaduras y ranuras en la pieza bruta del tubo: por un lado, pueden deberse al proceso de cristalización de la placa, relacionado con una conicidad excesiva del molde o un enfriamiento desigual de la zona de enfriamiento secundario; Por otro lado, puede deberse a que la placa aún no se ha enfriado por completo, lo que provoca golpes o arañazos en la superficie del tubo. Tras la perforación, se forman pliegues o cicatrices (picaduras) y grandes pliegues externos (ranuras) en la superficie del capilar.
"Orejas" en la palanquilla: se deben principalmente a que el espacio entre los rodillos (el rodillo nivelador de tensión de la máquina de colada continua, el rodillo del laminador) no está cerrado. La cantidad de espacio entre los rodillos es demasiado grande o el espacio entre los rodillos es demasiado pequeño, lo que provoca la entrada de demasiado metal ensanchado en el espacio entre los rodillos. Tras la perforación, la superficie del capilar produce un pliegue en espiral externo. Independientemente del tipo de defecto superficial del tubo, puede haber defectos en la superficie del tubo de acero durante el proceso de laminación, y en casos graves, el tubo de acero laminado se desecha. Por lo tanto, es necesario reforzar el control de la calidad superficial del tubo y la eliminación de defectos superficiales. Solo los tubos que cumplen con los requisitos estándar pueden destinarse a la producción de laminación.

Defectos estructurales a bajo aumento en la pieza bruta del tubo:

Inspeccione visualmente las burbujas de aire subcutáneas en la pieza bruta del tubo:
La primera razón es que la desoxidación del acero fundido es insuficiente, y la segunda es que el contenido de gases (especialmente hidrógeno) en el acero fundido también es una causa importante de la generación de burbujas subcutáneas en la pieza bruta del tubo. Este defecto forma una película irregular en la superficie exterior del tubo de acero después de la perforación o el laminado, con una forma similar a la de un clavo, y en casos graves, cubre la superficie exterior del tubo de acero. Estos defectos son pequeños y superficiales y pueden eliminarse mediante rectificado.

Grieta subcutánea en la pieza bruta del tubo:

La razón principal es que la temperatura de la capa superficial del tocho de tubo redondo de colada continua cambia repetidamente y experimenta múltiples transformaciones de fase. Generalmente, no hay defecto si hay un ligero pliegue hacia afuera.

Grieta intermedia y grieta central en la pieza bruta del tubo:

La grieta intermedia y la grieta central en la pieza bruta del tubo redondo de colada continua son las principales causas del pliegue hacia adentro del tubo de acero sin costura. Las causas de las grietas son muy complejas e involucran los efectos de la transferencia de calor, la penetración y la tensión durante la solidificación de la palanquilla, que generalmente se controlan mediante el proceso de solidificación de la palanquilla en la zona de enfriamiento secundario.

Flacidez y contracción del tubo:

Se debe principalmente al efecto de los granos avanzados durante la solidificación de la palanquilla de fundición, y el movimiento del metal líquido se forma con el enfriamiento hacia la dirección de solidificación, lo que dificulta la contracción. Si la pieza en bruto del tubo redondo de colada continua presenta agujeros sueltos y de contracción, esto no afecta significativamente la calidad del tubo capilar con perforación por laminación cruzada.

Defectos microestructurales de las piezas en bruto del tubo: microscopio electrónico o de gran aumento

Cuando la composición y la estructura de la pieza en bruto del tubo son desiguales y se produce una segregación importante, el tubo de acero laminado mostrará una estructura de banda importante, lo que afectará sus propiedades mecánicas y anticorrosivas, y su rendimiento será insatisfactorio. Un contenido excesivo de inclusiones en la pieza bruta del tubo no solo afecta el rendimiento del tubo de acero, sino que también puede provocar grietas durante el proceso de producción.
Factores: Elementos nocivos en el acero, segregación de la composición y microestructura de la palanquilla, e inclusiones no metálicas en la palanquilla.

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