管线钢起皮缺陷的控制

管线钢材料，要求使用时具有较高的耐压强度，还要求具有较高的低温韧性和优良的

焊接性能。然而，在生产和使用中常会发现某些成品钢管焊缝两侧和管体存在大量长短不一
的起皮缺陷，严重影响了材料性能。

根据检验和分析，起皮缺陷的产生原因有以下几种：

（

1）氧化物夹杂。连铸坯中的大型夹杂物主要来源于保护渣卷渣。在分析连铸坯表面裂

纹缺陷的成分时发现，裂纹附近含有大量的

O、Ca、Al 和 Si 等元素，此类元素组成的脆性夹

杂物熔点高，在保护渣中不易被熔融吸附，很容易进入钢液并进而滞留在钢坯内部。在连铸
过程中，大型夹杂物（如

Al2O3 夹杂物）会首先与铸坯基体剥离，形成初生的显微裂纹，

这种裂纹沿着夹杂物的球形外壳向铸坯基体扩展，进而在铸坯表面形成裂纹。这种裂纹会导
致层片状撕裂，严重损害材料的焊接性能，降低钢板厚向延展性。

（

2）Cu 元素的影响。Cu 属低熔点元素，易在奥氏体晶界偏聚，并在氧化铁层与基体

层间析出，从而在板坯表面富集形成低熔点富集相。同时，

Cu 的偏聚降低了奥氏体晶界能

量，使晶界强度降低。

（

3）N 元素的影响。钢中[N]含量与起层缺陷有明显的对应关系。在结晶器各参数及冷

却水相同，保护渣性能也基本相同的条件下，随着钢中

[N]含量的降低，起皮缺陷显著减轻。

试验表明，钢中

[N]的质量分数小于 60×10-6 时起皮缺陷率为 5.8%，[N]的质量分数大于等

于

60×10-6 时起皮缺陷率大幅增加，可高达 76.2%。对于含铝的管线钢，因为 Al 可以 AlN

的形式析出，降低了钢的低温塑性，同时，

AlN 倾向于沿奥氏体晶界析出，在应力作用下

会在析出物附近形成微裂纹，导致晶界脆化。这一点可从检测发现铸坯裂纹内含铝高得到证
明。

（

4）结晶器冷却水量、浇注温度及拉速的影响。适当降低结晶器水量可减轻铸坯表面微

裂纹，改善铸坯质量，从而减少热轧板卷起皮缺陷。降低结晶器水量，本质上与采用高结晶
率保护渣作用相似，是为了降低传热速度，实现铸坯在结晶器内的缓冷，促进坯壳的均匀
生长，提高铸坯质量。降低浇注温度及拉速有利于改善铸坯质量，这与铸坯出结晶器的坯壳
厚度有关，高的浇注温度与拉速会增加热流密度，坯壳厚度减薄，坯壳承受外力的能力降
低，产生裂纹的概率较大。

根据上述分析，可采取针对性的措施来控制管线钢的起皮缺陷：

（

1）由于氧化物夹杂是铸坯出现表面微裂纹的主要原因，而中间包水口的保护渣卷渣

是造成氧化物夹杂的主要原因，所以有必要在连铸过程中采用较高结晶率保护渣并避免卷