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文檔簡介
1、高速線材產(chǎn)品質(zhì)量控制技術(shù). 第一章 控制軋制根底一、控制軋制的概念 控制軋制是指在比常規(guī)軋制溫度稍低的條件下,采用強化壓下和控制冷卻等工藝措施來提高熱軋鋼材的強度、韌性等綜合性能的一種軋制方法。控制軋制鋼的性能可以到達或者超越現(xiàn)有熱處置鋼材的性能。二、控制軋制的優(yōu)點 控制軋制具有常規(guī)軋制方法所不具備的突出優(yōu)點。歸結(jié)起來大致有如下幾點:1用控制軋制方法消費的鋼材,其強度和韌性等綜合機械性能有很大的提高。.2簡化消費工藝過程??刂栖堉瓶梢匀〈;葴靥幹?。3由于鋼材的強韌性等綜合性能得以提高,自然地導致鋼材運用范圍的擴展和產(chǎn)品運用壽命的增長。從消費過程的整體來看,由于消費工藝過程的簡化,產(chǎn)質(zhì)量量的
2、提高,在適宜的消費條件下,會使鋼材的本錢降低。4用控制軋制鋼材制造的設(shè)備分量輕,有利于設(shè)備輕型化。三、控制軋制的種類控制軋制是以細化晶粒為主,用以提高鋼的強度和韌性的方法??刂栖堉坪髪W氏體再結(jié)晶的過程,對獲得細小晶粒組織起決議性作用。根據(jù).奧氏體發(fā)生塑性變形的條件,控制軋制可分為三種類型。一再結(jié)晶型的控制軋制它是將鋼加熱到奧氏體化溫度,然后進展塑性變形,在每道次的變形過程中或者在兩道次之間發(fā)生動態(tài)或靜態(tài)再結(jié)晶,并完成其再結(jié)晶過程。經(jīng)過反復軋制和再結(jié)晶,使奧氏體晶粒細化,這為相變后生成細小的鐵素體晶粒提供了先決條件。為了防止再結(jié)晶后奧氏體晶粒長大,要嚴厲控制接近于終軋幾道的壓下量、軋制溫度和軋制
3、的間隙時間。終軋道次要在接近相變點的溫度下進展。為防止相變前的奧氏體晶粒和相變后的鐵素體晶粒長大,特別需求控制軋后冷卻速度。.二未再結(jié)晶型控制軋制它是鋼加熱到奧氏體化溫度后,在奧氏體再結(jié)晶溫度以下發(fā)生塑性變形,奧氏體變形后不發(fā)生再結(jié)晶即不發(fā)生動態(tài)或靜態(tài)再結(jié)晶。因此,變形的奧氏體晶粒被拉長,晶粒內(nèi)有大量變形帶,相變過程中形核點多,相變后鐵素體晶粒細化,對提高鋼材的強度和韌性有重要作用。三兩相區(qū)控制軋制它是加熱到奧氏體化溫度后,經(jīng)過一定變形,然后冷卻到奧氏體加鐵素體兩相區(qū)再繼續(xù)進展塑性變形,并在Ar1溫度以上終了軋制。在兩相區(qū)的高溫區(qū),鐵素體易發(fā)生再結(jié)晶;在兩相區(qū)的低溫區(qū)只發(fā)生回復。經(jīng)軋制的奧氏體
4、相轉(zhuǎn)變成. 細小的鐵素體和珠光體。由于碳在兩相區(qū)的奧氏體中富集,碳以細小的碳化物析出。因此,在兩相區(qū)中只需溫度、壓下量選擇適當,就可以得到細小的鐵素體和珠光體混合物,從而提高鋼材的強度和韌性。在實踐軋制中,由于鋼種、運用要求、設(shè)備才干等各不一樣,各種控制軋制可以單獨運用,也可以把兩種或三種控制工藝配合在一同運用。第二章 控制冷卻工藝要求第一節(jié) 控制冷卻根本知識在軋鋼消費中熱軋,其消費出來的產(chǎn)品都必需從熱軋后的高溫紅熱形狀冷卻到常溫形狀。這一階段的冷卻過程將對產(chǎn)品的質(zhì)量有著極其重要的影響。因此,如何進展線材的軋后冷卻,是整個線材消費過程中產(chǎn)質(zhì)量量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。.一、控制冷卻的概念軋鋼消費中
5、的冷卻方法有許多種,但歸納起來只需以下兩大類。1、常規(guī)冷卻常規(guī)冷卻的含義是指從軋機出來的熱軋產(chǎn)品在其后的剪切、搜集、打捆包裝等精整工序中不,加以任何控制手段,而讓其在周圍環(huán)境中自然冷卻的一種方法,又稱“自然冷卻。2、控制冷卻控制冷卻在軋鋼領(lǐng)域內(nèi)屬于控制軋制的范疇,它是指人們對熱軋產(chǎn)品的冷卻過程有目的地進展人為控制的一種方法。確切地說,所謂控制. 冷卻,就是利用軋件熱軋后的軋制余熱,以一定的控制手段控制其冷卻速度,從而獲得所需求的組織和性能的冷卻方法。二、線材控制冷卻的目的和要求在普通的小型線材軋機上,由于軋制速度低,終軋溫度不高普通只需750850,且線卷盤重不大,所以軋后的盤卷通常只是采用鉤
6、式或鏈式運輸機進展自然冷卻。雖然這種自然冷卻的冷卻速度慢,但因盤卷小,溫度低,故對整個線材盤卷的組織和性能影響不大。隨著線材軋機的開展,線材的終軋速度和終軋溫度都不斷提高,盤重也不斷添加。尤其是現(xiàn)代化的延續(xù)軋機,其終軋速度在)100m/s以上,終軋溫度高于1000,盤重也由原來的幾十公斤增至幾百公斤甚至達23t。在這種情況下,再采用普通的堆積 . 和自然冷卻的方法不僅使線材的冷卻時間加長,廠房設(shè)備增大,而且會加劇盤卷內(nèi)外溫差,導致 冷卻極不均勻,并將呵斥以下不良后果:1金相組織不理想。晶粒粗大而不均勻,由于大量的先共析組織出現(xiàn),亞共析鋼中的自在鐵素體和過共析鋼中的網(wǎng)狀碳化物增多,再加上終軋溫度
7、高,冷卻速度慢,使得晶粒非常粗大,這就導致了線材在以后的運用過程中和再加工過程中力學性能降低。2性能不均勻。盤卷的冷卻不均勻使得線材斷面和全長上的性能動搖較大,有的抗拉強度動搖達240MPa,斷面收縮率動搖達12%。3氧化鐵皮過厚,且多為難以去除的Fe3O4和Fe2O3。這是由于在自然冷卻條件下, . 盤卷越重盤卷厚度越大,冷卻速度越慢,線材在高溫下長時間停留而導致嚴重氧化。自然冷卻的盤條氧化損失高達2%3%,降低了金屬收得率。此外,嚴重的氧化鐵皮呵斥線材外表極不光滑,給后道拉拔工序帶來很大困難。4引起二次脫碳。由于線材成卷堆冷,冷卻緩慢,對于含碳量較高的線材來說,容易引起二次脫碳。上述不良影
8、響隨著終軋溫度的提高和盤重的添加而越加顯著。假設(shè)適當?shù)乜刂凭€材冷卻速度并使之冷卻均勻,那么能有效地消除這些影響。因此,對于延續(xù)式線材軋機,尤其是高速線材軋機,為了抑制上述缺陷,提高產(chǎn)質(zhì)量量,實現(xiàn)軋. 制后的控制冷卻是必不可少的。 既然自然冷卻中出現(xiàn)的線材質(zhì)量問題主要是由于冷卻速度太慢所致,所以工藝上對線材控制冷卻提出的根本要求是可以嚴厲控制軋件的冷卻速度,使其既能保證產(chǎn)質(zhì)量量符合要求,又能盡量地減少氧化損耗。三、控制冷卻的金屬學原理1、鐵碳合金形狀圖簡介鋼是一種以鐵為基體的合金。不同成分的鐵碳合金在不同溫度下有不同的組織形狀。把在非常緩慢的冷卻速度下得到的、反映鐵碳合金構(gòu)造形狀和溫度、成分之間
9、關(guān)系的一種圖解稱為鐵碳合金形狀圖或稱鐵碳相圖。它以成分為橫坐標, . 以溫度為縱坐標,用曲線描畫鐵碳合金的結(jié)晶溫度和同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度隨成分而變化的全部過程。經(jīng)過合金形狀圖可以知道,碳鋼加熱到某一溫度是什么形狀,并能分析出鋼在緩慢加熱和緩慢冷卻過程中的組織轉(zhuǎn)變。因此,鐵碳合金形狀圖是確定碳鋼加熱、軋制和冷卻工藝的參考根據(jù)。2、鋼的組織形狀由鐵碳合金形狀圖可知,鋼在不同的溫度下具有不同的組織形狀。鐵碳相圖上反映的組織形狀有奧氏體、鐵素體、滲碳體和珠光體。它們分別具有如下性能和構(gòu)造特點:1奧氏體。碳在面心立方晶格鐵中的固溶體。它是鋼加熱到一定溫度723以上所呈現(xiàn)的一種組織形狀。奧氏體的強度不高,而塑
10、性、 . 韌性都很好。因此,熱軋普通是在奧氏體形狀下進展。2鐵素體。碳在體心立方晶格鐵中的固溶體。它的碳溶解度很小。隨著溫度的變化,在723時碳溶解量最大,但也只需0.025%。鐵素體質(zhì)軟,強度低,延展性好。3滲碳體。3個鐵原子和一個碳原子的化合物,其分子式為Fe3C。滲碳體中的碳溶解量為6.67%。其性質(zhì)為硬而脆。4珠光體。鐵素體和滲碳體在溫度低于723時組成的機械混合物。它的機械性能介于鐵素體和滲碳體之間。根據(jù)珠光體中鐵素體和滲碳體相間間距的大小又稱珠光體粗細程度,將珠光體分為三種: .間距較粗大的稱為珠光體或粗珠光體;間距較細小的稱為索氏體;間距極細小的稱為屈氏體。其中索氏體具有良好的綜
11、合機械性能。它既有較高的強度,又有一定的塑性和良好的沖擊韌性,是拉拔工藝的一種較理想的組織。3、鋼的組織轉(zhuǎn)變鋼在加熱后的軋制過程中是處于奧氏體形狀。軋后的冷卻過程中,奧氏體將發(fā)生分解轉(zhuǎn)變。奧氏體不同的分解溫度即不同的冷卻速度那么能夠得到不同的組織形狀??刂评鋮s的本質(zhì)就是控制奧氏體的分解溫度。對于線材產(chǎn)品,絕大多數(shù)是要求得到具有良好拉拔性能的索氏體組織。而獲得這種組織的傳統(tǒng)方法. 是對線材重新進展鉛浴淬火處置。這就給后道再加工工序帶來困難,使消費本錢添加,工人勞動強度增大。采用控制冷卻新工藝,不但可以防止熱軋后自然冷卻的一系列不良影響,而且還能收到近似鉛浴淬火的效果,因此可以取代鉛浴淬火。第二節(jié)
12、 線材控制冷卻的工藝要求線材軋后冷卻的目的主要是得到產(chǎn)品所要求的組織與性能,使其性能均勻和減少二次氧化鐵皮的生成量,為了減少二次氧化鐵皮量,要求加大冷卻速度。要得到所要求的組織和性能,那么需根據(jù)不同種類,控制冷卻工藝參數(shù)。普通線材軋后控制冷卻過程可分為三個階段,第一階段的主要目的是為相變作組織預備及減少二次氧化鐵皮生成量。普通采用快速冷卻,冷卻到相變前溫度. ,此溫度稱為吐絲溫度;第二階段為相變過程,主要控制冷卻速度;第三階段相變終了,除有時思索到固溶元素的析出采用慢冷外,普通采用空冷。按照控制冷卻的原理與工藝要求,線材控制冷卻的根本方法是:首先讓軋制后的線材在導管或水箱內(nèi)用高壓水快速冷卻,再
13、由吐絲機把線材吐成環(huán)狀,以散卷方式分布到運輸輥道鏈上,使其按要求的冷卻速度均勻風冷,最后以較快的冷卻速度冷卻到可集卷的溫度進展集卷、運輸和打捆等。因此,工藝上對線材控制冷卻提出的根本要求是可以嚴厲控制軋件冷卻過程中各階段的冷卻速度和相變溫度,使線材既能保證性能要求,又能盡量地減少氧化損耗。各鋼種的成分 . 不同,它們的轉(zhuǎn)變溫度、轉(zhuǎn)變時間和組織特征各不一樣。即使同一鋼種只需最終用途不同,所要求的組織和性能也不盡一樣。因此,對它們的工藝要求取決于鋼種、成分和最終用途。普通用途低碳鋼絲和碳素焊條鋼盤條普通用于拉拔加工。因此,要求有低的強度及較好的延伸性能。低碳鋼線材硬化緣由有兩個,即鐵素體晶粒小及鐵
14、素體中的碳過飽和。鐵素體的構(gòu)成是形核長大的過程,形核主要是在奧氏體晶界上。因此奧氏體晶粒大小直接影響鐵素體晶粒大小,同時其他剩余元素及第二相質(zhì)點也影響鐵素體晶粒構(gòu)成。為了得到比較大的鐵素體晶粒,就需求. 有較高的吐絲溫度以及緩慢的冷卻速度,先得到較大的奧氏體晶粒,同時要求鋼中雜質(zhì)含量少。鐵素體中過飽和的碳,可以以兩種方式存在:一種是固溶在鐵素體中起到固溶強化作用;另一種是從鐵素體中析出起沉淀強化作用,兩者都對鋼的強化起作用。但對于低碳鋼來說,沉淀強化對硬化的影響較小,因此必需使溶于鐵素體中的過飽和碳沉淀出來。這個要求可以經(jīng)過整個冷卻過程的緩慢冷卻得到實現(xiàn)。所以對這兩類鋼的工藝要求是高溫吐絲,緩
15、慢冷卻,以便先共析鐵素體充分析出,并有利于碳的脫溶。這樣處置的線材組織為粗大的鐵素體晶粒,接近單一的鐵素體組織。它具有強度低、塑性高,延性大的特點,便于拉拔加工。 .第三章 控制冷卻工藝方法自60年代世界第一條線材控制冷卻線問世以來,各種新的線材控冷方法和工藝不斷出現(xiàn)。迄今為止,世界上曾經(jīng)投入運用的各種線材控冷工藝安裝至少有十多種,充分表達了世界各國20多年來為改善線材產(chǎn)品性能而作出的宏大努力及高速軋機線材消費中控冷工藝的演化和開展。從各種工藝的布置和設(shè)備特點來看,不外乎兩種類型;一類是采用水冷加運輸機散卷風冷或空冷,這種類型中較典型的工藝有美國的斯太爾摩冷卻工藝、英國的阿希洛冷卻工藝、德國的
16、施羅曼冷卻工藝及意大利的達涅利冷卻工藝等;另一類是水冷后不用散卷風空冷,而用其他介質(zhì)或用其他布圈方式冷卻。 .一、工藝特點及類型斯太爾摩控制冷卻工藝是由加拿大斯太爾柯鋼鐵公司和美國摩根公司于1964年結(jié)合提出的,目前已成為運用最普遍、開展最成熟、運用最為穩(wěn)妥可靠的一種控制冷卻工藝。據(jù)統(tǒng)計,該冷卻線在世界上已投產(chǎn)的約208條。該工藝是將熱軋后的線材經(jīng)兩種不同冷卻介質(zhì)進展不同冷卻速度的兩次冷卻,即一次水冷,一次風冷。斯太爾摩控冷工藝最大的特點是為了順應不同鋼種的需求。二、工藝布置斯太爾摩控制冷卻的工藝布置是:線材從精.軋機組出來后,立刻進入由多段水箱組成的水冷段強迫水冷,然后由夾送輥送入吐絲機成圈
17、,并呈散卷狀布放在延續(xù)運轉(zhuǎn)的斯太爾摩運輸機上,運輸機下方設(shè)有風機可鼓風冷卻,最后進入集卷筒搜集。線材的水冷是在水冷噴嘴和導管里進展的。每個水箱里有假設(shè)干個普通三個水冷噴嘴和導管。 實踐消費中,水箱內(nèi)的冷卻水不是常開的,由于從精軋機出來的線材速度快、溫度高、尺寸小,因此很軟。假設(shè)讓其頭部從水中經(jīng)過那么很容易被堵住,所以要讓線材頭部到達夾送輥后才干通水冷卻,即頭部不水冷。思索到走鋼時前后兩根鋼之間的間隔時間很短普通為510s,. 故在尾部未經(jīng)過水冷箱之前就要對該水箱斷水,即尾部不水冷,以保證下一根鋼來到之前水箱內(nèi)的水能隨線材尾部的經(jīng)過而流完。為了防止水箱水流對線材頭部和尾部呵斥阻力,每根鋼頭尾都有
18、一段不水冷,頭尾斷水長度的設(shè)定,主要取決于鋼種、規(guī)格及水冷段的長度。普通對于小規(guī)格線材,要等到頭部全部經(jīng)過水冷箱并到達導向器或夾送輥時才通水冷卻;在尾部尚未進入水冷箱時各水箱就要從前到后逐個斷水。對于中等規(guī)格的軟線,普通是軋件頭部到達第二個水箱時第一個水箱才開場通水,而尾部那么可以經(jīng)受水冷。對于大規(guī)格線材,由于直徑大,軋制速度慢,可讓頭部經(jīng)過一個水箱后就對該水箱通水,但對尾部不能水冷,以免妨礙吐絲機成圈。夾送方式按對線材的夾持部位分,有頭部夾 . 送、尾部夾送和全長夾送三種。各消費廠可根據(jù)本人消費的鋼種、規(guī)格、軋制速度等實踐情況,對夾送方式和夾送長度進展合理的選擇。夾送輥的速度設(shè)定是由人工向計
19、算機輸入夾送輥輥徑,再由計算機根據(jù)軋制速度和夾送輥超速系數(shù)算出夾送輥的速度計算值,該值即為夾送輥速度基準值。夾送不同規(guī)格的軋件,其尾部夾送速度有所不同。夾送小規(guī)格軋件對尾部降速夾送,這是為了抑制小規(guī)格尾部出精軋機所發(fā)生的升速景象,以保證吐絲平穩(wěn)。夾送大規(guī)格軋件,對尾部升速夾送,以推進線材尾部順利成圈。為了防止夾送輥咬鋼時引起的瞬時動態(tài)速降,夾送輥在線材頭部咬入之前處于張開形狀,頭部一旦經(jīng)過,夾送輥立刻閉合咬鋼,閉合后夾送輥在速度上與精軋. 機出口速度堅持同步,但由于夾送輥的超速系數(shù)作用,故在精軋機與夾送輥之間存在一微小張力,此張力從夾送輥咬鋼開場,到線材尾部出精軋機后消除。 對夾送輥的技術(shù)要求
20、是:1夾送輥輥縫設(shè)定范圍為0.22mm,視不同規(guī)格和鋼種進展調(diào)整;2夾送輥氣缸任務壓力為0.20.35MPa,視不同規(guī)格和鋼種進展調(diào)理;3夾送輥導衛(wèi)的安裝對中較為嚴厲。進口導衛(wèi)要對準夾槽,推到位后再夾緊固定。出口導衛(wèi)與夾送輥輥面堅持微間隙并夾緊固定。吐絲機又叫成圈器。水冷后的線材經(jīng)吐絲機構(gòu)成一定直徑的線圈布放在斯太爾摩運輸機上風冷。 .三、斯太爾摩控制冷卻法的效果及其優(yōu)缺陷斯太爾摩工藝的三種控制冷卻型式根本可以順應一切大規(guī)模消費的鋼種??刂评鋮s工藝可以收到控制金屬組織、改善運用性能和減少氧化鐵皮的綜合效果。規(guī)范型斯太爾摩工藝在消費高碳鋼線材中得到廣泛運用,它可以使熱軋線材得到類似鉛浴淬火的組織
21、,抗拉強度低于鉛浴淬火的,但比空冷的高。斯太爾摩法分規(guī)范型、緩慢冷卻型(慢冷型)及延遲冷卻型等3種型式:(1)規(guī)范型斯太爾摩法。這種冷卻工藝方法是:線材出精軋機后首先在導線管內(nèi)通水快速冷卻,根據(jù)鋼種和用途的不同,冷卻到750850,然后經(jīng)成圈器分布在運輸機上,在運輸過程中,再由下方吹風冷卻。用改動運輸速度(即改動線圈的重疊密度)和改動風量.來控制冷卻速度。此法適用于高碳鋼盤條,運輸速度為02513ms,冷卻速度為410s。(2)慢冷型斯太爾摩法。它與規(guī)范型的區(qū)別是在運輸機的前部加了可挪動式的爐罩,運輸?shù)乃俣纫部烧{(diào)得更慢。由于用燒嘴加熱和慢速運轉(zhuǎn),可使冷卻速度非常慢。其運輸速度為00513ms,
22、冷卻速度為02510s。它適用于低碳鋼及低合金鋼的盤條。慢冷型需求熄滅設(shè)備,設(shè)備投資大,能耗高,所以沒有得到開展。(3)延遲冷卻型斯太爾摩法。它是在運輸機上裝有保溫罩,以實現(xiàn)延遲冷卻。它比慢冷型經(jīng)濟廉價,并且完全可以到達慢冷型的效果。如將保溫罩移開,即變成規(guī)范型,順應性廣,工藝靈敏,故20世紀70年代以后所建者均為延遲型的。.三種型式斯太爾摩工藝處置后的線材的力學性能如下:1冷卻速度可以人為控制,這就容易保證線材的質(zhì)量;2與其他各種控制冷卻工藝相比,斯太爾摩工藝較為穩(wěn)妥可靠,三種類型的控制冷卻方法適用的消費范圍很大,根本上能滿足當前現(xiàn)代化線材消費的需求;3設(shè)備不需求深的地基。斯太爾摩冷卻工藝的
23、缺陷是:4投資費用較高,占地面積較大,5風冷區(qū)線材降溫主要依托風冷。因此,線材的質(zhì)量受氣溫暖濕度的影響大;6由于主要依托風機降溫,線材二次氧化較嚴重。.四、控制冷卻工藝參數(shù)的設(shè)定與控制線材控制冷卻需求控制的工藝參數(shù)主要是終軋溫度、吐絲溫度、相變區(qū)冷卻速度以及集卷溫度。這些參數(shù)是決議線材產(chǎn)品最終質(zhì)量的關(guān)鍵,它們的改動會使產(chǎn)品性能產(chǎn)生很大的變化。因此,正確設(shè)定和控制冷卻工藝參數(shù),是整個線材消費工藝控制中一項極其重要的任務。隨著控冷技術(shù)的深化研討,人們認識到終軋溫度對線材最終組織形貌和性能的影響以及氧化脫碳的控制是個不可忽視的要素。最新的高速線材軋機在精軋機組前或機架間設(shè)有水冷安裝,以根據(jù)需求控制終
24、軋溫度。在控制軋制中,終軋溫度是決議奧氏體晶粒度的主要參數(shù)之一,它經(jīng)過對奧氏體晶粒度的影響而影響到相變過程中的組織轉(zhuǎn)變和轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的形貌。因此,在其他軋制條件不變的情況下,經(jīng)過控制終軋溫度來控制奧氏體晶粒度有一定的意義。 . 終軋溫度對奧氏體晶粒度的影響規(guī)律是:終軋溫度高,晶粒粗大;終軋溫度低,晶粒細小。所以可根據(jù)鋼種、軋機設(shè)備才干和產(chǎn)品的性能要求來選擇適宜的終軋溫度。普通對強度、韌性要求較嚴厲的高碳鋼、低合金高強度鋼以及中碳冷鐓鋼之類的線材,由于它們的運用性能和再加工性能的需求,希望轉(zhuǎn)變組織晶粒細小、脫碳層薄。吐絲溫度是控制相變開場溫度的關(guān)鍵參數(shù)。對于常見的各種線材,不能夠存在符合人們要求的、
25、使產(chǎn)品具有最正確力學性能和冶金性能的獨一吐絲溫度。從實際講,高碳鋼的線材直徑越大吐絲溫度應越高,但現(xiàn)場實際闡明,線材尺寸的作用與吐. 絲溫度的作用相比,可忽略不計。因此,消費中在其他參數(shù)不變的前提下,碳鋼可以經(jīng)過改動吐絲溫度得到不同的抗拉強度。然而,要想提高拉拔極限,就必需保證線材性能盡能夠的均勻。對此除了要求鋼質(zhì)本身均勻之外,吐絲溫度穩(wěn)定是線材性能均勻的重要保證之一。相變區(qū)冷卻速度決議著奧氏體的分解轉(zhuǎn)變溫度和時間,也決議著線材的最終組織形狀,所以整個控冷工藝的中心問題就是如何控制相變區(qū)冷卻速度。對具有散卷風冷運輸和這一類型的冷卻工藝來說,冷卻速度的控制取決于運輸機的速度、風機形狀和風量大小以
26、及保溫罩蓋的開閉。 .運輸機速度是改動線圈在運輸機上布放密度的一種工藝控制參數(shù)。經(jīng)過改動運輸機速度來改動線圈布放密度,從而控制線材的冷卻速度,這是散卷冷卻運輸機的主要功能。普通說來,在軋制速度、吐絲溫度以及冷卻條件一樣的情況下,運輸機的速度越快,線圈布放得越稀,散熱速度越快,因此冷卻速度越快。但這種關(guān)系并非對全部速度范圍都成立,當運輸機的速度快到一定值時,冷卻速度到達最大,即使再增大運輸機速度,冷卻速度也不再添加。這是由于運輸機速度加快,添加了線圈間距,使線圈之間的相互熱影響不斷減小,直至消逝,此時運輸機速度添加,不能提高冷卻效果。相反,運. 輸機速度加快縮短了盤卷的風冷時間,反而會降低冷卻效
27、果。運輸機速度確實定除了與鋼種、規(guī)格和性能要求有關(guān)之外,還與軋制速度有關(guān)。由于在運輸機速度不變的情況下,軋制速度的變化使線圈間距有所改動,從而引起冷卻速度變化,所以要求軋制速度堅持相對穩(wěn)定。 根據(jù)冷卻速度要求和冷卻性質(zhì),規(guī)范型冷卻的運輸速度隨線材規(guī)格的增大而減慢,而延遲型冷卻的運輸速度那么隨規(guī)格的添加而加快。對于可實現(xiàn)多段速度單獨控制的輥式運輸機,要求各段速度有一微量變化,以改動線圈之間的接觸點。 無臺階的多段速度控制運輸機的各段速度設(shè)定有個原那么,即后段速度必需大于或等于前段速度, . 否那么易呵斥線圈相互交叉而亂線。散卷運輸機下方普通有多臺可分檔控制風量的冷卻風機,根據(jù)冷卻的需求能進展多種
28、形狀的組合操作??傮w上說,根據(jù)各種冷卻工藝的設(shè)備特性,正確地選擇各個工藝參數(shù),應能得到所要求的冷卻速度。 第四章 產(chǎn)品缺陷及質(zhì)量控制企業(yè)消費運營的最終目的是求得最正確社會效益,企業(yè)的消費運營活動不僅是為了本企業(yè)的經(jīng)濟效益,而且更主要的是為用戶效力,運用戶稱心。用戶都希望得到種類、規(guī)格對路、質(zhì)量優(yōu)良、價錢廉價、效力周到的產(chǎn)品,其中除產(chǎn)品外形規(guī)格尺寸必需對路之外,內(nèi)在質(zhì)量是用戶最關(guān)懷的。.第一節(jié) 線材運用的質(zhì)量要求隨著工業(yè)的開展,線材的運用領(lǐng)域越來越廣,對線材種類質(zhì)量的要求越來越嚴厲,也越來越專門化。這促進了線材軋機的開展。線材產(chǎn)品不論是規(guī)格還是鋼種都越來越多。線材產(chǎn)品的直徑通常為513mm,由于
29、制造規(guī)范件的需求,許多冷拉坯料直接運用盤條,盤條比直條拉拔頭少,延續(xù)性強,拉拔效率高。因此,盤條直徑在不斷擴展,國外一些軋機已消費直徑為36 mm的盤條,甚至消費直徑大到60 mm的盤條,這些大直徑盤條有的在小型軋機上消費,有的在線材軋機上消費,所以有些規(guī)范將線材的直徑范圍規(guī)定得很大。我國已把線材軋機產(chǎn)品的最大直徑由13mm擴展到了25mm。 常見的線材產(chǎn)品規(guī)格范圍只需513mm。 .常見的盤條多為圓斷面,異形斷面如方、橢圓、六角、半圓等盤條消費量較少,盤條規(guī)范通常也只規(guī)定圓形材的技術(shù)條件。線材軋機也消費盤狀交貨的螺紋鋼,其尺寸、性能要求也都按螺紋鋼的規(guī)范執(zhí)行。線材的鋼種非常廣泛,有碳素構(gòu)造鋼
30、,優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼、彈簧鋼、碳素工具鋼、合金構(gòu)造鋼、軸承鋼,合金工具鋼、不銹鋼、電熱合金鋼等,凡是需求加工成絲的鋼種大都經(jīng)過熱軋線材軋機消費成盤條再拉拔成絲。由于鋼種、鋼號繁多,在線材消費中通常將線材分成以下四大類:1軟線,系指普通低碳鋼熱軋圓盤條,現(xiàn)用的牌號主要是碳素構(gòu)造鋼規(guī)范中所規(guī)定的Q195、Q215、Q235和優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼中所規(guī)定的10、. 15、20號鋼等;2硬線,系指優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼類的盤條,如制繩鋼絲用盤條,針織布鋼絲用盤條,輪胎鋼絲、琴鋼絲等公用盤條,硬線普通碳含量偏高,泛指45號以上的優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼等;3焊線,系指焊條用盤條,包括碳素焊條鋼和合金焊條鋼的盤條;4合金鋼線材,系指
31、各種合金鋼和合金含量高的公用鋼盤條。如軸承鋼盤條、合金構(gòu)造鋼、不銹鋼、合金工具鋼盤條等。低合金鋼線材普通劃歸為硬線,如有特殊性能也可劃入合金鋼類。線材按用途分為兩類,一類是直接運用的,多用作建筑鋼筋;一類是深加工后運用的,用來拉絲成為金屬制品或冷鐓制成螺釘、螺母等。 .對線材質(zhì)量要求更多的是必需滿足后部工序的運用性能。普通線材交貨技術(shù)條件規(guī)定的質(zhì)量內(nèi)容有:外形及尺寸精度;外表質(zhì)量及氧化鐵皮;截面質(zhì)量及金相組織;截面是指垂直于線材中心線的斷面;化學成分及力學性能包括深加工的工藝性能;盤重;包裝及標志。線材用途不同其質(zhì)量要求也各有偏重,如冷鐓材除對力學性能有嚴厲要求外,最主要的是要求冷鐓不開裂,而
32、要想保證不開裂就要嚴厲控制夾雜及外表裂紋、折疊、劃傷等會呵斥開裂的缺陷。焊條鋼盤條的質(zhì)量要求最主要的是對化學成分及偏析要嚴厲控制。一、精度.提高線材產(chǎn)品精度無疑會給各種運用部門帶來益處。高精度線材作鋼筋運用可以減少鋼筋允許受力的離散差值從而節(jié)約鋼材。高精度線材用于拉拔加工可以提高金屬的拉拔性能,減少拉拔中的不均勻變形和由不均勻變形引起的模壓差,從而減少斷絲、改善鋼絲外表質(zhì)量。高速線材軋機產(chǎn)品的直徑偏向到達0.15mm毫無困難,甚至可以準確到0.10mm、0.05mm,但是對熱軋產(chǎn)品要求極高的精度是非常不經(jīng)濟的。極少量的高精度產(chǎn)品只能在軋機最良好的形狀下消費,保證高精度需求常換槽孔。二、外表線材
33、外表要求光潔和不得有妨礙運用的缺陷 . ,即不得有耳子、裂紋、折疊、結(jié)疤、夾層等缺陷,允許有部分的壓痕、凸塊、凹坑,劃傷和不嚴重的麻面。線材無論是直接用于建筑還是深加工成各類制品,其耳子、裂紋、折疊、結(jié)疤、夾層等直接影響運用性能的缺陷都是絕對不允許有的。至于影響外表光潔的一些缺陷可根據(jù)運用要求予以控制,直接用作鋼筋的線材外表光潔程度影響不大。用于冷鐓的線材對劃傷比較敏感,凸塊那么影響拉拔。線材的外表氧化鐵皮愈少愈好,這不僅可以提高金屬收得率而且可以縮短酸洗時間,減少酸耗,甚至可以用機械除鱗取代酸洗,根除環(huán)境污染,從易于去除和抗銹蝕性好的要求出發(fā)希望氧化鐵皮的成分以FeO為主。要求氧化鐵皮的總量
34、. 10Kg/t,國外普通可達8Kg/t??刂聘邇r氧化鐵Fe2O3、Fe3O4 的生成要嚴厲控制終軋溫度、吐絲溫度和線材在350以上溫度停留的時間。三、截面質(zhì)量及金相組織通常規(guī)范中沒有截面質(zhì)量之稱。但將縮孔、中心疏松、夾雜等缺陷完全歸并于外表缺陷也并不非??茖W,這類缺陷不進展截面檢查有時很難發(fā)現(xiàn)。有些缺陷如脫碳、過熱等不借助金相顯微鏡也不能定量準確的斷定。而這類缺陷在評價線材質(zhì)量中占重要位置。含碳量在0.3%以上的線材,應嚴厲控制其外表脫碳層的深度,脫碳的外表層構(gòu)成犬牙狀鐵素 . 體嵌入基體中,將嚴重影響線材的抗拉強度,尤其影響其疲勞強度。用于冷拉的線材由于內(nèi)外組織差別還會添加變形抗力。所以重
35、要的直接用作冷拉材和高強螺栓、冷鐓的線材都要嚴厲控制脫碳層的深度??s孔、夾雜、分層、過燒等都是不允許存在的缺陷。過燒有能夠是鋼坯帶來的,鋼的加熱溫度過高接近熔點,氧進入金屬內(nèi)部,氧化并部分地熔融金屬的晶粒界和其間的雜質(zhì),使晶粒之間的結(jié)合減弱,金屬力學性能很差,部分過燒在加工時會呵斥金屬部分零落或出現(xiàn)嚴重龜裂。過熱是加熱溫度高或高溫停留時間長、晶粒長得過大、晶粒結(jié)合減弱的一種景象,當加熱不 .當時能夠出現(xiàn),過熱鋼軋制時出現(xiàn)裂痕和龜裂。過熱雖較過燒程度輕并可經(jīng)熱處置予以消除,但都是線材所不允許有的缺陷。為了保證線材的力學性能特別是工藝性能必需對線材的金相組織予以控制。由于金屬資料的化學成分、晶體構(gòu)
36、造和金相組織與線材的性能存在著對應關(guān)系。只強調(diào)化學成分與性能不了解資料的金屬構(gòu)造、組織形狀就不能全面地正確地評價資料。有些缺陷如非金屬夾雜的成分、分布、形狀非借助于顯微組織不能察看,所以許多重要用途的線材提出金相檢查內(nèi)容和斷定的技術(shù)條件。線材的金相檢查工程通常包括非金屬夾雜、晶粒度及顯微組織。.鋼中存在的非金屬夾雜對拉絲的斷頭率、斷面收縮率乃至拉拔速度都有影響,特別是在加工中不變形的非金屬夾雜對拉絲影響更大。當拉細絲時在細小的斷面上非金屬夾雜就是一個斷裂源,拔的愈細影響愈大、愈容易斷裂。線材的顯微組織對力學性能、工藝性能影響最大。硬線盤條、合金鋼盤條不允許出現(xiàn)淬火組織馬氏體、屈氏體和馬氏體區(qū)。
37、中、低碳鋼盤條不允許出現(xiàn)魏氏組織。錳鋼中如含有較多的奧氏體組織對拉拔也非常不利。對含碳量較高的鋼來說,其游離鐵素體不得大于1.5%,可分辨珠光體量不得大于20%,要求細片層珠光體即索氏體,這種組織有利于拉拔,可以省掉預處置工序。 . 四、化學成分及力學性能化學成分是線材質(zhì)量控制的主要內(nèi)容之一?;瘜W成分、外表缺陷、偏析、鋼的干凈度是線材消費判別煉鋼工序、連鑄或開坯工序產(chǎn)質(zhì)量量的四項內(nèi)容。其中對化學成分要求最為嚴厲,它是斷定鋼材質(zhì)量的主要根據(jù)。為了保證線材質(zhì)量均勻,性能一致,其碳含量動搖范圍應盡能夠小,不僅要求同一澆注批號的碳含量動搖小,而且要求同一鋼號的碳含量都一樣,以保證同一鋼號的線材質(zhì)量穩(wěn)定
38、。另外要限定偏析值保證線材成分及性能均勻。對碳鋼線材而言,含碳量每添加0.1%那么抗拉強度就相應添加78.4MPa,而延伸率降4%。所以通常要求同批線材碳含量動搖不超越0.02%。對碳的要求如此,對其他Si、M、P、S 等元素,凡是影響鋼材性能的都應嚴厲控制,特別是. 對有害元素的控制更應百倍留意。各種元素的偏析也是控制的重要內(nèi)容,部分的元素集中往往產(chǎn)生惡果,且不談P、S等危害大的元素集中,就是碳偏析也要求嚴厲控制。如制繩鋼絲用盤條碳含量的中心偏析可使中部出現(xiàn)滲碳體塊,拉絲時會產(chǎn)生中心斷裂。偏析是由上工序帶來的,要想保證線材的偏析度必需對鋼坯的偏析作出明確的驗收規(guī)定。各類優(yōu)質(zhì)鋼、合金鋼對成分要
39、求更為嚴厲,化學成分不符合要求絕對不能保證合金鋼性能。所以有些特殊鋼規(guī)定必需真空精煉或電渣重熔提純,以確保鋼的干凈。力學性能包括工藝性能,是線材運用的最直接的質(zhì)量目的。力學性能通常包括屈服點、抗拉 . 強度、伸長率及面縮率,有些鋼材要求沖擊韌性、低溫、高溫性能等。工藝性能主要指拉拔性能,即一次可達減面率或頂鍛開裂敏感性等。對性能的要求著重于均勻性,同鋼號、同批或同盤的性能差越小越好。有些廠規(guī)定每盤同一圈等間隔6點的抗拉強度差不得超越20MPa,同條差不得超越30MPa,同批差不得超越90MPa。五、盤重添加盤重對熱軋線材消費與線材深加工冷拔都有益處,盤艱苦可以提高熱軋消費的作業(yè)率與成材率。同樣
40、盤艱苦也可以減少冷拔消費的停機間歇時間及接頭任務,特別是對于高速延續(xù)冷拉作業(yè)尤為突出。所以大盤重同樣可以提高冷拔工序的效率。 .六、包裝及標志盤條包裝是盤條質(zhì)量的一項重要內(nèi)容,許多老式軋機消費的盤條包裝松散,經(jīng)不起中途倒運,散亂的盤條比條形鋼材更難重新整理,遇此情況經(jīng)常不得不剪斷。這不但降低了盤條質(zhì)量,而且嚴重影響運輸效率。為此有的用戶不但損失金屬達3%,還要添加大量運輸整理費用,更甚者往往使鋼種、鋼號全混。所以包裝要求結(jié)實但不要太緊,太緊往往又會卡傷盤條,或使盤卷失掉應有的彈性,在吊裝時呵斥包裝帶的斷裂。盤卷的標志應清楚,經(jīng)得起風吹、日曬、雨淋和長時間放置。標志的內(nèi)容應包括:鋼號、規(guī)格、分量
41、、消費批號、消費廠家等內(nèi)容。.第二節(jié) 熱軋盤條質(zhì)量控制高速線材軋機消費的熱軋盤條的質(zhì)量,通常包含兩個方面的內(nèi)容:一是盤條的尺寸外形,即尺寸精度及外表形貌;二是盤條的內(nèi)部質(zhì)量,即化學成分、微觀構(gòu)造和各種性能。前者主要由盤條軋制技術(shù)控制,后者那么除去軋制技術(shù)之外,還嚴重地受上游工序的影響。過去的老式線材軋機,對產(chǎn)品的尺寸外形留意得較多?,F(xiàn)代高速線材軋機那么不然,除尺寸外形質(zhì)量大大優(yōu)于老式軋機產(chǎn)品之外,鋼材的化學成分、微觀組織構(gòu)造及各種性能,均可在一定程度內(nèi)按用戶要求予以控制。任何質(zhì)量控制都靠嚴厲的完好的質(zhì)量保證體. 系,靠工廠工序的保證才干,靠質(zhì)量控制系統(tǒng)的科學、準確、及時的丈量、分析和反響。高速
42、線材軋機是高度自動化的現(xiàn)代軋鋼設(shè)備,其質(zhì)量控制概念也必需著眼于全系統(tǒng)的各個質(zhì)量環(huán)節(jié)。為了準確的判別和控制缺陷,首先要把缺陷產(chǎn)生緣由分析清楚,并設(shè)法將它控制消滅在最初工序。缺陷的清理或鋼材的判廢越早,損失越少。一、外形尺寸高速線材軋機精軋機組的精度很高,軋輥質(zhì)量很好,當速度控制系統(tǒng)靈敏,孔型軋制制度合理,并且調(diào)整技術(shù)熟練時,它消費的盤條精度可以大大超越老式軋機的盤條精度。較高的尺寸精度是節(jié)約鋼材的最有效的方法 . 之一,用高級鋼種盤條作為深加工原料,其尺寸精度尤為重要。如按公稱尺寸計算,設(shè)計拉絲工藝第一道變形量,假設(shè)按過去規(guī)范規(guī)定允許的直徑正偏向極限交貨,那么第一道變形量得超越設(shè)計值1/3以上,
43、對高碳鋼來說,這將到達其斷裂極限值。對制造非調(diào)質(zhì)高強度規(guī)范件來說,將會給冷鐓工序呵斥嚴重困難,產(chǎn)生大量廢品并損壞模具。按過去規(guī)范允許的負偏向極限值軋制,同樣也會給這些用戶帶來問題。 軋制工序是控制尺寸精度的主要環(huán)節(jié)。而影響精度的主要要素有溫度、張力、孔型設(shè)計、軋輥及工藝配備的加工精度,孔槽及導衛(wèi)的磨損、導衛(wèi)安裝和軋機調(diào)整及軋機的機座剛度、調(diào)整精度、軋輥軸承的可靠性和電傳控制程度和精度等。 .軋件的溫度變化將影響變形抗力和寬展,從而呵斥軋件尺寸的動搖。軋件溫度變化與軋機工藝設(shè)計、平面布置和控冷設(shè)備有關(guān)。高速線材軋機不像橫列式軋機有數(shù)量眾多的長活套,這些活套溫降嚴重,是呵斥橫列式線材軋機軋件出現(xiàn)頭
44、尾溫度差的主要緣由。高速線材軋機為了實現(xiàn)無張力軋制,設(shè)置于一些調(diào)理活套,這些活套不大不構(gòu)成溫度降。因此高速線材軋機軋件的溫度變化主要是操作要素呵斥的,如加熱不均,控冷變化,軋件的停頓等,所以高速線材軋機必需嚴厲控制軋制溫度,使同條、同批軋制溫度盡能夠一致。 張力在熱軋線材消費中是影響軋件尺寸精度的最主要要素。但在細小軋件的高速連軋中張力 . 又是不可防止的。粗軋中由于軋機間距不大也不能夠堆起活套,實現(xiàn)無張力軋制。在軋制線材中盡能夠?qū)崿F(xiàn)微張力或無張力軋制是延續(xù)式線材軋制的目的。粗軋軋件尺寸的動搖到廢品普通只能消除4/5,精軋機的消差才干也只需50%,所以控制張力在全軋線的每一個環(huán)節(jié)都不容忽略???/p>
45、型設(shè)計與軋件精度也有親密關(guān)系,普通講橢圓立橢孔型系消差作用比較顯著;小輥徑可以減少寬展量,其消差作用比大輥徑好;在精軋機組、中軋機組不采用大延伸可添加孔型系統(tǒng)的順應性從而增大消差作用??仔驮O(shè)計中應特別留意軋件尺寸變化后的孔型順應性,即變形的穩(wěn)定性、不改動不倒鋼不改動變形方位。.軋輥加工及工藝配備的精度是實現(xiàn)正常消費的根本條件,也是保證軋件精度的根底條件。高速線材軋機的工裝精度應保證軋件尺寸動搖在0.05mm之內(nèi)。安裝導衛(wèi),調(diào)整設(shè)定孔槽都應該運用樣棒。軋機剛度的重要性曾一度被一些人過分地強調(diào)。其真實線材消費中由于軋制壓力不大,軋機的總變形量不大,機架及輥系的彈性變形量在總變形量中并不占重要成分。
46、就提高線材精度而言,提高機件加工精度,減少軋制力傳送系統(tǒng)的間隙數(shù)量和減少間隙比添加牌坊剛度、比縮短一點應力線更實惠更有效。調(diào)整準確,不松動,運轉(zhuǎn)穩(wěn)定對保證機座運用性能是非常重要的。所以要控制軋件精度必需對這些主要設(shè)備留意維護、檢測和改良。 .在高速線材軋機消費中,另一個影響軋件精度的重要要素是自動檢測和自動控制。高速線材軋機的高速延續(xù)化消費要求合理控制工藝參數(shù),而控制參數(shù)的許多環(huán)節(jié)不是靠人工干涉,而是靠智能儀表的檢測和調(diào)整。因此儀表的失準、調(diào)整的失靈失誤都不能保證消費工藝按要求進展。如溫度的顯示、水量、水壓的顯示,軋輥轉(zhuǎn)速的顯示等無一不直接影響控制程序,又無一不影響軋制中的軋件溫度、張力設(shè)定等
47、。錯誤的顯示可直接導致錯誤的程序發(fā)生。所以首先要留意一次儀表的準確可靠,其次是控制執(zhí)行的準確性,即控制質(zhì)量包括傳動質(zhì)量等。凡是能呵斥軋機運轉(zhuǎn)誤差或動搖的,凡是能呵斥控軋、控溫的諸多控制環(huán)節(jié)失準的要素都影響張力、溫度等,也必然都影響軋件的精度。 .二、外表質(zhì)量高速軋機消費的線材外表缺陷與普通軋機消費的線材外表缺陷根本一樣,外表缺陷一是原料帶來的,二是加熱軋制或精整過程呵斥的。外表質(zhì)量的控制首先要嚴厲控制坯料質(zhì)量,嚴厲檢查、正確斷定、仔細清理修磨。要特別強調(diào)的是對坯料的隱形缺陷應引起留意,如針孔、埋伏的皮下氣泡等,這些缺陷的檢查應按鑄造批次進展截面檢查,并應對煉鋼及澆注工序有嚴厲的工藝限定,凡是煉
48、鋼及澆注未到達工序控制要求的坯料都應嚴厲檢查,不放過有埋伏缺陷的鋼坯。耳子 盤條外表沿軋制方向的條狀凸起稱為耳子,主要是軋槽過充溢呵斥的。軋槽導衛(wèi)安裝 . 不正及放偏過鋼,均能使軋件產(chǎn)生耳子。軋制溫度的動搖或部分不均勻,影響軋件的寬展量,也能夠構(gòu)成耳子。此外,坯料的缺陷,如縮孔、偏析、分層及外來夾雜物,影響軋件的正常變形,因此也是構(gòu)成耳子的緣由。在高速線材軋機連軋消費中,最終產(chǎn)品頭尾兩端很難防止耳子的產(chǎn)生。 折疊 盤條外表沿軋制方向平直或彎曲的細線,在橫斷面上與外表呈小角度交角狀的缺陷多為折疊,主要是由前道次的耳子,也能夠是其他縱向凸起物折倒軋入本體所呵斥的,方坯上的缺陷處置不當留下的深溝,軋
49、制時構(gòu)成折疊。折疊的兩側(cè)伴有脫碳層或部分脫碳層,折縫中間常存在氧化鐵夾雜。.裂紋 盤條外表沿軋制方向有平直或彎曲、折曲的細線,這種缺陷多為裂紋。有的裂紋內(nèi)有夾雜物,兩側(cè)也有脫碳景象。鋼坯上未消除的裂紋無論縱向或橫向,皮下氣泡及非金屬夾雜物都會在盤條上呵斥裂紋缺陷。連鑄坯上的針孔如不去除,經(jīng)軋制被延伸、氧化、熔接就會呵斥廢品的線狀發(fā)紋。針孔是鑄坯常見的重要缺陷之一,不顯露時很難檢查出來,應特別予以留意。高碳鋼盤條或合金含量高的鋼坯加熱工藝不當預熱速度過快,加熱溫度過高等,以及盤條軋成后冷卻速度過快,也能夠呵斥廢品裂紋,后者還能夠出現(xiàn)橫向裂紋。結(jié)疤 在盤條外表與盤條本體部分結(jié)合或完全未結(jié)合的金屬片
50、層稱為結(jié)疤。前者由廢品以前. 道次軋件上的凸起物軋入本體構(gòu)成的,后者那么是已脫離軋件的金屬碎屑軋在軋件外表上構(gòu)成的。漏檢錠上留有的結(jié)疤,鋼錠外表未去除干凈的翹皮、飛翅也可構(gòu)成結(jié)疤。分層 盤條縱向分成兩層或更多層的缺陷稱之為分層,漏檢的沸騰鋼錠上部所軋出的鋼坯消費的盤條,以及軋制鋼坯切頭不凈,可使盤條產(chǎn)生分層。鋼坯上的分層來自鋼錠,當澆注鋼錠時,上部構(gòu)成氣泡或大量的非金屬夾雜物聚集,軋坯時不能焊合,化學成分嚴重偏析如硫等,軋坯時呵斥金屬不延續(xù),也是呵斥分層的緣由。夾雜 盤條外表所見夾雜這里是指肉眼可見的非金屬物質(zhì),多為鑄鋼時耐火資料附在鋼 . 錠、鋼坯外表,鋼坯入爐加熱時漏檢所致。鋼坯加熱過程中
51、,爐頂耐火資料或其他異物被軋在盤條外表,也可構(gòu)成夾雜缺陷。凸起及壓痕 凸起、壓痕主要是軋槽損壞或磨損呵斥的,老式軋機消費的盤條,有時出現(xiàn)這類缺陷,高速線材軋機的產(chǎn)品甚少遇到,主要是由于高速軋機的軋輥材質(zhì)鞏固,磨制光潔平滑。麻點是軋槽磨損嚴重或吐絲溫度過高,冷卻速度過慢,盤條外表遭到嚴重氧化呵斥的,有時盤條軋成后長期儲存在潮濕及腐蝕氣氛中,也構(gòu)成麻點。劃痕 劃痕主要是廢品經(jīng)過有缺陷的設(shè)備,如水冷箱,夾送輥,吐絲機,散卷保送線,集卷器及打捆機等呵斥的。.縮孔 盤條截面中心部位的疏松或空洞稱為縮孔,縮孔處存在非金屬夾雜,同時某些非鐵元素富集。當模鑄鋼錠或連鑄鋼坯的鋼液冷縮時,在錠坯中心部位出現(xiàn)空洞,
52、正確的錠模設(shè)計及鑄錠工藝操作使縮孔在鋼錠頭部構(gòu)成,軋坯時將相應鋼錠頭部這一部分切除即可。鋼坯切頭不凈,殘留的縮孔將由半廢品帶入盤條。連鑄方坯按“小鋼錠實際有時出現(xiàn)周期性的縮孔與鋼錠縮孔相仿??s孔與內(nèi)裂由內(nèi)應力產(chǎn)生的錠、坯、材中心部位的裂紋不同,縮孔伴有嚴重的非金屬夾雜物,內(nèi)裂是由加工應力或熱處置相變應力呵斥的內(nèi)部裂紋,兩側(cè)及附近沒有夾雜物聚集。也有人將錠、坯中心部位的夾雜物聚集稱為縮孔。.分層 盤條截面上的分層和外表上的分層一樣,來自鋼錠澆注所產(chǎn)生的上部氣泡或非金屬夾雜物的大量聚集,以及某些元素的大量偏析。夾雜 盤條截面上的夾雜和外表上的夾雜一樣,是指肉眼可見的夾雜,這樣的缺陷普通是鑄鋼時外來
53、的非金屬物質(zhì)進入鋼液,冷凝在鋼錠上部,或粘附在鋼錠或鑄坯某個部位呵斥的。三、化學成分鋼的化學成分是決議廢品金相組織的根底條件。它除了對加工工藝過程有影響如連鑄操作希望鋼中Mn:S 大于3:1之外,還對盤條的各項性能有重要的影響。碳、錳、硅左右著鋼的強度,韌性等根本性能。磷、硫普通被以為是有害. 元素,其含量越低越好,往往根據(jù)磷硫含量評定鋼的級別。磷固溶于鐵素體,雖能添加強度,但使之脆化。硫那么影響熱工工藝,其化合物破壞基體的延續(xù)性。當連鑄時剩余元素往往呵斥嚴重的中心偏析,在拉絲時中心偏析會呵斥斷裂事故。銅、錫含量高,那么在鋼坯加熱的強氧化氣氛中堆積于外表,影響盤條質(zhì)量。鋼中的氮可提高拔絲的加工
54、硬化速率,更影響時效硬化,對拉絲不利。因此,應留意控制氮含量不得高于0.008%。四、高倍低倍檢驗需求進展高倍低倍檢驗的工程有元素偏析、外表脫碳、夾雜、晶粒及微觀組織等。. 偏析在盤條的斷面上存在著元素不均勻的景象,稱為偏析,常見的碳、硫、磷偏析最為嚴重。偏析景象,主要是鋼液在冷卻凝固過程中,元素在結(jié)晶與余液中分配不一致呵斥的。鋼中的碳偏析和錳偏析,對高碳鋼絲來說能夠是最重要的問題。不同煉鋼工藝所產(chǎn)生的偏析位置不同,連鑄鋼坯產(chǎn)生中心偏析的機理與鋼錠產(chǎn)生的一樣,但連鑄坯存在偏析的位置與鋼錠不同。對于上小下大的鋼錠,上切頭去除了一次縮孔和稠密的一次偏析,由于各種緣由,上切頭去掉后還有二次縮孔二次偏
55、析區(qū)。二次縮孔及二次偏析在盤條廠很難檢查。對于上大下小的鋼錠其二次偏析較前者小。連鑄鋼坯的偏析問題,近年來已引起了更多地關(guān)注,特別是高碳鋼,更要注 . 意偏析這個潛在要素。連鑄鋼坯好比連在一同的小鋼錠,其偏析峰值與每個小鋼錠的上部類似。目前采用鑄造時的二次冷卻來控制柱狀晶生長,其目的是使鋼坯橫截面構(gòu)成最大區(qū)域的等軸晶粒。同時在鑄流冷卻時運用了電磁攪拌,以試圖分散鑄造時產(chǎn)生的富碳和富硫區(qū),但效果有限。高碳鋼連鑄坯的主要問題是碳、硫和錳的偏析峰在控制冷卻過程中與保送機邊緣部分緩慢冷卻部位重合而產(chǎn)生的晶界自在滲碳體和偶爾粗大的珠光體晶粒,不能勝利地直接拉拔成鋼絲。特別是消費大直徑線材時,拔絲更為困難
56、。斷裂與中心晶界兩珠光體之間存在的脆性自在滲碳體薄膜有關(guān)。而低碳鋼的滲碳體問題并不 . 嚴重,由于低碳鋼在有較高的滲碳體偏析的情況下也不產(chǎn)生自在滲碳體。在中碳鋼內(nèi)有適度的碳和硫偏析是不成問題的,但是對于含碳量為0.7%0.85%的鋼來說,碳和硫的偏析那么是呵斥鋼絲斷裂的最主要緣由,用經(jīng)過鉛淬火的線材拔絲尤其如此。 斯太爾摩冷卻技術(shù)曾經(jīng)允許在高碳鋼線材中存在少量偏析,但偏析程度大時運轉(zhuǎn)情況最好的斯太爾摩控制冷卻線也還存在一些困難。對較大直徑的線材,為了減少析出二次滲碳體,添加了冷卻速度。經(jīng)過運用較長的帶有調(diào)整風量安裝的控制冷卻線,改良不同部位的風量特別是運輸機邊緣部位和變換線材圈與圈接觸的位置,
57、使線材得 . 到了更均勻的冷卻。這不僅有消除粗大顯微組織和減少網(wǎng)狀滲碳體的作用,而且提高了每一圈和整卷盤條性能的均勻性。伴隨著折疊或裂紋而產(chǎn)生的脫碳稱為部分脫碳。在光學顯微鏡下,盤條外表顯示碳含量減少,但其程度較輕,稱為部分脫碳。與外表缺陷折疊及裂紋伴隨的脫碳區(qū),其總長度的丈量方法外國規(guī)范中均有明確而詳細的規(guī)定。非金屬夾雜 非金屬夾雜指高倍顯微鏡下檢查到的非金屬夾雜物,通常用夾雜物評級圖作對比鑒定其級別。盤條中的非金屬夾雜物來源于錠、坯澆注時外界進入脫氧脫硫反響生成的物質(zhì)。它的存在破壞了金屬基體的延續(xù)性,金屬斷裂之前,往往先在夾雜物內(nèi)或夾雜物與基體金屬結(jié)合 . 面產(chǎn)生斷裂源。硫化物硫化錳、硅酸
58、鹽在加工時隨基體變形,其危害性普通以為小于不能變形的氧化物,尤其是氧化鋁,帶棱角的氧化鋁給拉絲提供應力集中的場所,呵斥鋼絲斷裂。所以就單獨存在而言,在單獨視場中,對氧化物的要求更嚴。金屬外表晶界有脫溶的金屬化合物,并且伴隨著剩余元素的聚集,使外表晶界脆弱,導致線材在拔絲過程中外表破裂。硫在降低銅的脫溶點方面也很有效。晶界富銅脫溶物的影響是使晶界變?nèi)?,其后果是使外表破裂,在拉拔過程中就發(fā)生斷線事故。鎳傾向于提高銅在鐵中的溶解度。假設(shè)鎳集中在氧化鐵皮中,鎳起有害的影響,由于金屬基底和 . 氧化物的纏結(jié),溫度在1100以上會提高氧化鐵的附著才干。這種纏結(jié)作用象骨頭一樣,因鎳的存在骨質(zhì)強度提高。線材在
59、酸洗過程中銅也能夠發(fā)生部分地堆積,必需控制酸洗液中銅和鐵的濃度。對高碳鋼來說,既要限制銅和鎳富集,又要防止脫碳,普通在方坯的角上脫碳嚴重,脫碳與采用什么方式的加熱爐有關(guān),步進式加熱爐有利于防止脫碳。 變形奧氏體的晶粒大小決議著轉(zhuǎn)變后的馬氏體組織和鐵素體、珠光體組織的粗細。形變奧氏體的位錯密度越高,轉(zhuǎn)變后的鐵素體亞晶粒數(shù)量越多,鋼的韌性就越好。消費中只需嚴厲控制鋼的加熱、軋制和終軋溫度的變形量,才干有效地控制奧氏體及鐵素體的晶粒大小,才干使鋼的性能穩(wěn)定。.五、力學性能力學性能包括抗拉強度、屈服點、斷面收縮率及伸長率。供建筑直接運用的熱軋盤條用來作混凝土加強鋼筋對最低屈服點有明確要求,其力學性能必
60、需明確規(guī)定,以滿足用戶進展深加工的需求,如作冷軋冷拔帶肋鋼筋用的低碳鋼盤條,拔制非調(diào)質(zhì)高強度緊固件用鋼絲低碳微合金鋼盤條等等,這些盤條經(jīng)過規(guī)定的冷拔或冷軋產(chǎn)生加工硬化,從而使廢品的力學性能在原料的根底上得到調(diào)整,到達所需求的力學性能目的。六、包裝及標志國外有的廠家要求較嚴厲,規(guī)定:每盤必需捆軋#道,捆軋結(jié)實,盤卷平整,不松散,無歪.扭線圈,不得擠壓過緊,影響化學除鱗。此外,每盤必需拴扎金屬標牌,印明制造廠家、規(guī)格尺寸,鋼的澆注號,熔煉碳成分,軋制日期,鋼種鋼的質(zhì)量等級及盤條的質(zhì)量等級。第五章 產(chǎn)質(zhì)量量檢查、檢驗技術(shù)我國明文規(guī)定無扭控冷熱軋盤條的質(zhì)量檢驗規(guī)那么是:“盤條的質(zhì)量檢查與驗收由供方技術(shù)
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