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1、第八章 线材质量检验第一节 生产工艺及设备简介一、 概述线材一般是指直径为 513mm 热轧圆钢或相当该断面的异型钢，因以盘卷状态交货，统称为线材或盘条，由于制造标准件的需要，许多冷拉坯料直接使用盘条，盘条比直条拉拔头少，连续性强，拉拔效率高，国外线材规格已扩大到 50mm。常见线材多为圆断面，异型断面线材有椭圆形、方形及螺纹形等，但生产数量很少。线材的钢种非常广泛，因为钢种繁多在线材生产中通常将线材分成以下四大类：1、软线，系指普通低碳钢热轧圆盘条，现用的牌号主要是碳素结构钢标准中所规定的 Q235 系列和优质碳素结构钢中所规定的 10、15、20 号钢等。2、硬线，系指优质碳素结构钢类的盘
2、条，如制绳钢丝用盘条，针织布钢丝用盘条，轮胎钢丝、琴钢丝等专用盘条，硬线一般碳含量偏高，泛指 45 号以上的优质碳素结构钢 40Mn70Mn、T10 等。3、焊线，系指焊条用盘条，包括碳素焊条钢和合金焊条钢的盘条；4、合金钢线材，系指各种合金钢和合金含量高的专用钢盘条。如轴承钢盘条、合金结构钢、不锈钢、合金工具钢盘条等。低合金钢线材一般划归为硬线，如有特殊性能也可划入合金钢类。线材按用途分为两类，一类是直接使用的，多用作建筑钢筋；一类是深加工后使用的，用来拉丝成为金属制品或冷镦制成螺钉、螺母等。二、 高速线材生产工艺北京首钢股份有限公司高速线材厂，于 2001 年 7 月,由原首钢第二线材厂和
3、第三线材厂合并成立。高速线材厂现有 6 条生产线，生产工装设备，是 1986 年由比利时引进的，具有八十年代工艺技术水平的摩根三代高速线材生产线。一区域(原第二线材厂)、二区域(原第三线材厂)分别于 1987 年 2 月和 1993 年 2 月建成投产。多年来，生产水平不断提高，生产能力已由原设计的年产 135 万吨，发展到 2007 年的 239 万吨。1、 高速线材轧机的高速轧制高速线材轧机的工艺特点可以概括为：连续、高速、无扭和控冷，其中线材高速轧制是主要工艺特点。大盘重、高精度、性能优良则是高速线材轧机的产品特点。高速线材生产具有如下特点：小辊径高转速。高速线材的精轧机组一般采用碳化钨
4、为材质的辊环作为轧制工具，直径为 8 或 6 英寸，成品架次的辊环转速可达 9000r/min。机架多、分工细。由于线材的断面比较简单，轧机生产的专业化程度高，一般从坯料到成品总的延伸较大，每架轧机只轧一道，因此现代化线材轧机一般为 2128架，分为：粗轧、中轧、预精轧及精轧机组，且粗轧、中轧采用较大的延伸和多槽轧制，而精轧采用较小的延伸和多线轧制，实现既平衡各机组的生产能力，又保证产品的尺寸精度。2、 高速线材二车间生产工艺二车间使用的坯料是连铸坯规格为：断面尺寸 130 X 130 mm ；长度 13.714.0 m 。炼钢的连铸坯经运输辊道送至轧钢车间。热钢坯上料时，钢坯经回转台、辊道、
5、热装上料台架送至上料辊道进入加热炉，当热送坯量超过轧制能力时，卡整炉号从下料台架下料，码垛存储。冷钢坯上料，由天车将钢坯吊入上料台架，送至上料辊道，进入加热炉。钢坯出炉时，用推钢机将单根钢坯推出炉外，经拉出机、分钢器，送至粗轧机组，当钢坯头部有缺陷或钢温低时，用 0#事故剪进行切头。钢坯经粗轧机连续轧制 7 道次，当粗轧机组发生故障时（堆钢） ，由粗轧机组前的 0#事故剪将钢坯切断，剩余部分由拉出机返送回炉。轧件出粗轧机组后，再经 7#剪切头（发生事故时由 7#剪对来钢进行碎断），进入中轧机组连续轧制 6 道次。粗中轧机组采用 4 线轧制，分别经 1#活套和预精轧卡断剪向四线预精轧机组供料 。
6、二车间经 2001 年改造后，每线预精轧机组由平立交替的四架轧机组成，每两架轧机间设有一个立活套（作用是消除轧件上的张力，利于轧件的尺寸控制） 。轧件经预精轧机组后经过 3#水平活套、精轧机组前卡断剪进入摩根 45无扭精轧机组，进行410 道次的轧制。根据成品规格的不同，精轧道次不同，成品规格越小，道次越多，一般偶架次为出成品架次。在轧制线中，活套的作用是消除粗中轧机组上的张力对成品头、中、尾尺寸影响，提高成品尺寸精度和吐丝速度的稳定性。在中轧机组后、精轧机组前每线共设置有 3个或套。卡断剪是轧机的保护装置当轧机内鳖钢或后部设备发生故障时，卡断剪自动卡下，防止轧件继续进入轧机，保护轧机等设备。
7、轧件出精轧机达到成品要求尺寸后，进入水冷线进行冷却，再经夹送辊、吐丝机将线材吐成均匀的散卷，散落在斯太尔摩冷却运输线上。冷却后的散卷进入集卷机收集成卷，用钩式运输机送至精整区域的包装、在线称重、卸卷、吊运入库等工序，并完成在线检查。三、 主要设备1、加热炉炉型：三段式梁底结合步进式加热炉有效炉底面积：25.5X14.0357 平方米加热钢种：碳素钢、优质碳素钢、低合金钢2、轧钢机粗轧机：二辊水平式 550 X 5二辊水平式 450 X 2中轧机：二辊水平式 450 X 3二辊水平式 350 X 3预精轧机：10平立交替悬臂式四架精轧机组：摩根式 45 精轧机组 8X 2 、6 X 8 3、主要
8、辅设备夹送辊 吐丝机轧后水冷设备 全长 42 米、每线 3 个水箱、低压水 0.6Mpa、高压水 1.2MPa。斯太尔摩冷却线 第二节 质量检查及常见缺陷一、 线材产品的质量检验高速线材轧机生产的热轧盘条质量，通常包含两个方面：一是盘条的尺寸外形，即尺寸精度及外表形貌；二是盘条的内部质量，即化学成分、微观结构和各种性能前者主要由盘条轧制技术控制后者则除去轧制技术之外，还严重地受上游工序的影响。过去的老式线材轧机，对产品的尺寸外形注意得较多。现代高速线材轧机则不然，除尺寸外形质量大大优于老式轧机产品之外，钢材的化学成分、微观组织结构及各种性能均可在一定程度内按用户要求予以控制。对线材进行质量检验
9、的目的是验证线材产品能否满足技术条件的要求，并正确评定其质量水平，检验的依据是有关标准、质量文件或用户提出的技术协议。线材产品质量检验分现场检验和试验室检验。根据在线材产品检验程序中的分工不同，线材检查站现设有四个检查岗位，即：成品、试验室、发货和包装检查岗位。 1、成品检查岗位 此岗位位于车间精整区域散卷运输线附近（为能尽快将检查中的质量问题反馈给生产工序，此岗位置应紧邻生产线） 。岗位职责是严格按技术标准、订货合同和协议，对线材成品的尺寸、表面质量进行检查判定。尺寸检查使用游标卡尺，对线材的头、中、尾的直径及相应位置同一截面的不圆度进行测量，并依据标准进行精度级别的判定；表面质量的检查主要
10、凭借肉眼进行，对表面有不允许存在缺陷的盘卷进行判废，对表面有局部允许存在缺陷的盘卷进行级别评定。成品检查还需在检查后的盘卷上进行标记，便于车间分选。2、试验室检查岗位 线材试验室岗位的主要职责是负责线材产品的性能检验，其工作内容还包括：在成品检查处按生产批制取试验样、在试验室对试样进行不同项目的检验、登记原始台帐、数据处理、开报告、将产品的力学性能录入 ERP 系统，对于有外委项目的产品还要开具试验委托单。3、发货检查岗位 岗位位于车间的一端，紧邻经销人员。其工作内容主要包括：线材产品的成分性能数据登帐、依据发货清单核销合同，依据技术标准、订货合同和协议对线材质量进行判定和开具线材产品的质量证
11、明书。在接经销库现场人员通知后，发货检查员还要协同库工进行监装发货。4、包装检查岗位 此岗位位于钩式运输线的卸卷工序之前。主要负责对盘条的包装质量进行检查，检查内容包括：盘条是否四道包装，捆扎是否牢固，在包装过程中是否造成了盘条外观的破坏。由于近年来包装质量的迅速提高，目前线材二车间已基本取消了此岗位，改为由班长在班中随时抽检。二、 线材产品的常见缺陷高速轧机生产的线材表面缺陷与普通轧机生产的线材表面缺陷基本相同，表面缺陷一是原料带来的，二是加热轧制或精整过程造成的。表面质量的控制首先要严格控制坯料质量,严格检查、正确判定、认真清理修磨。要特别强调的是对坯料的隐形缺陷应引起注意，如针孔、潜伏的
12、皮下气泡等，这些缺陷直接影响到成品盘条的性能。我国标准规定的表面质量要求又分为表面、截面基氧化铁皮三项。GB/T701 对普通低碳钢热轧盘条表面质量有明确规定：“盘条应将头尾有害缺陷部分切除，盘条的截面不得有分层和夹杂；表面应光滑，不得有裂纹、折叠、耳子、结疤及其它有害缺陷”GB/T4354 对优质碳素钢热轧盘条表面质量是这样规定的：“盘条应将头尾有害缺陷部分切除，盘条的截面不得有分层和夹杂；表面应光滑，不得有裂纹、折叠、耳子、结疤、分层及夹杂，允许有压痕及局部的凸块、划痕、麻点，其深度或高度（从式及尺寸算起）B、C 级精度不得大于 0.10 毫米，其它级精度不得大于 0.20 毫米。 ”下面
13、简述各种线材缺陷的特征及各自的产生原因。（一） 、耳子1、缺陷特征：盘条表面沿轧制方向的条状凸起称为耳子，有单边耳子，也有双边耳子。在高速线材轧机（连轧）生产中，最终产品头尾两端很难避免耳子的产生。2、产生原因：轧槽、导卫安装不，使轧件产生耳子。轧制温度波动或局部不均匀，影响轧件的宽展量、产生耳子。坯料的缺陷,如缩孔、偏析、分层及外来夹杂物，影响轧件的正常变形，形成耳子。3、预防及消除方法：正确安装和调整入口导卫。提高钢坯加热质量，确保钢材轧制温度。4、检查判断：肉眼检查，头尾耳子应切尽；通长耳子应整盘判废。（二） 、折叠1、缺陷特征：盘条表面沿轧制方向平直或弯曲的细线，在横断面上与表面呈小角
14、度交角状的缺陷称为折叠。折叠两侧伴有脱碳层或部分脱碳层，折缝中间常存在氧化铁夹杂。2、产生原因：前道次的耳子及其他纵向凸起物折倒轧入本体所造成，再轧形成折叠。导卫板安装不当，有棱角或粘有铁皮使轧件产生划痕，再轧形成折叠。坯料表面存在处理不当的深沟，轧制形成折叠。3、预防及消除方法：找出耳子产生的原因，消除耳子。正确安装导卫板，发现问题及时修磨或更换。4、检查判断：肉眼检查，发现折叠应判废。裂纹1、缺陷特征：盘条表面沿轧制方向平直或弯曲、折曲的细线，这种缺陷多为裂纹。由于钢坯上的缺陷经轧制后形成的裂纹常伴有氧化圆点、脱碳现象，裂纹中间常存在氧化亚铁。由于轧后控冷不当形成的裂纹无脱碳现象伴生，裂缝
15、中一般无氧化亚铁。2、产生原因：钢坯上未消除的裂纹（无论纵向或横向） ，皮下气泡及非金属夹杂物都会在盘条上造成裂纹缺陷。钢坯上的针孔如不清除，经轧制被延伸、氧化、熔接就会造成成品的线状发纹。高碳钢盘条或合金含量高的钢坯加热工艺不当（预热速度过快，加热温度过高等） ，以及盘条轧成后冷却速度过快，也可能造成成品裂纹，后者还可能出现横向裂纹。3、预防及消除： 加强钢坯验收和装炉前的质量检查。钢坯加热温度尽量均匀，并确保开轧和终轧温度。根据钢种合理的调整控冷工艺。4、检查判断：肉眼检查，发现裂纹应予以判废。结疤1、缺陷特征：在盘条表面与盘条本体部分结合或完全未结合的金属片层称为结疤。源于钢坯表面及表层
16、的缺陷，高倍组织常表现为缺陷处钢基有氧化特征，伴随有氧化圆点、脱碳组织及氧化亚铁。2、产生原因：铸坯表面及表层缺陷轧后残留或暴露在钢材表面上。外界金属物落在轧件上，经轧制后，压人轧件表面而产生结疤，这种结疤是不生根的，分布无规律。3、预防及消除方法：提高钢坯质量。加强钢坯验收和装炉前的质量检查。4、检查判断：肉眼检查，发现结疤判废。倒钢1、缺陷特征：同耳子，一般轧件的“上下面”尺寸小于成品公称尺寸。2、产生原因由于导卫原因（磨损、松旷） ，椭圆轧件进成品孔时发生扭转。来料椭圆轧件断面形状不规范，进圆孔发生扭转。3、预防及消除方法更换故障导卫。调整、规范轧件尺寸。4、检查判断：肉眼检查，发现倒钢判废。折疤1、缺陷特征：同结疤。 2、产生原因成品前某一道次发生辊裂或产生凸块，经以后道次轧制，形成折疤。一般呈周期性分布。3、预防及消除方法查找发生辊裂或掉肉的道次，更换辊环。4、检查
