高速線材生產(chǎn)工藝

1、第八章線材質(zhì)量檢驗第一節(jié)生產(chǎn)工藝及設(shè)備簡介一、概述線材一般是指直徑為5 13mm熱軋圓鋼或相當(dāng)該斷面的異型鋼，因以盤卷狀態(tài)交貨， 統(tǒng)稱為線材或盤條，由于制造標(biāo)準(zhǔn)件的需要，許多冷拉坯料直接使用盤條，盤條比直條拉拔頭少，連續(xù)性強(qiáng)，拉拔效率高，國外線材規(guī)格已擴(kuò)大到50mm。常見線材多為圓斷面，異型斷面線材有橢圓形、方形及螺紋形等，但生產(chǎn)數(shù)量很少。線材的鋼種非常廣泛，因為鋼種繁多在線材生產(chǎn)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結(jié)構(gòu)鋼標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的 Q235系列和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中所規(guī)定的10、15、20 號鋼等。2、硬線，系指優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼類的盤條，如制繩

2、鋼絲用盤條，針織布鋼絲用盤條，輪胎鋼絲、琴鋼絲等專用盤條，硬線一般碳含量偏高，泛指45 號以上的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 40Mn 70Mn、T10 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， 系指各種合金鋼和合金含量高的專用鋼盤條。如軸承鋼盤條、合金結(jié)構(gòu)鋼、 不銹鋼、 合金工具鋼盤條等。低合金鋼線材一般劃歸為硬線，如有特殊性能也可劃入合金鋼類。線材按用途分為兩類，一類是直接使用的，多用作建筑鋼筋；一類是深加工后使用的，用來拉絲成為金屬制品或冷鐓制成螺釘、螺母等。二、高速線材生產(chǎn)工藝北京首鋼股份高速線材廠，于2001 年 7 月, 由原首鋼第二線材廠和第三線材廠合并

3、成立。高速線材廠現(xiàn)有6 條生產(chǎn)線，生產(chǎn)工裝設(shè)備，是1986 年由比利時引進(jìn)的，具有八十年代工藝技術(shù)水平的摩根三代高速線材生產(chǎn)線。一區(qū)域 ( 原第二線材廠) 、二區(qū)域 ( 原第三線材廠 ) 分別于 1987 年 2 月和 1993 年 2 月建成投產(chǎn)。 多年來， 生產(chǎn)水平不斷提高， 生產(chǎn)能力已由原設(shè)計的年產(chǎn)135 萬噸，開展到2007 年的 239 萬噸。1、 高速線材軋機(jī)的高速軋制高速線材軋機(jī)的工藝特點可以概括為：連續(xù)、高速、 無扭和控冷， 其中線材高速軋制是主要工藝特點。大盤重、高精度、性能優(yōu)良那么是高速線材軋機(jī)的產(chǎn)品特點。高速線材生產(chǎn)具有如下特點：小輥徑高轉(zhuǎn)速。高速線材的精軋機(jī)組一般采用碳

4、化鎢為材質(zhì)的輥環(huán)作為軋制工具，直徑為8 或 6 英寸，成品架次的輥環(huán)轉(zhuǎn)速可達(dá)9000r/min 。機(jī)架多、分工細(xì)。由于線材的斷面比擬簡單，軋機(jī)生產(chǎn)的專業(yè)化程度高，一般從坯料到成品總的延伸較大，每架軋機(jī)只軋一道，因此現(xiàn)代化線材軋機(jī)一般為21 28 架， 分為：粗軋、中軋、預(yù)精軋及精軋機(jī)組，且粗軋、中軋采用較大的延伸和多槽軋制，而精軋采用較小的延伸和多線軋制，實現(xiàn)既平衡各機(jī)組的生產(chǎn)能力，又保證產(chǎn)品的尺寸精度。2、 高速線材二車間生產(chǎn)工藝二車間使用的坯料是連鑄坯規(guī)格為：斷面尺寸130 X 130 mm ；長度 13.7 14.0 m 。煉鋼的連鑄坯經(jīng)運(yùn)輸輥道送至軋鋼車間。熱鋼坯上料時，鋼坯經(jīng)回轉(zhuǎn)臺、

5、輥道、 熱裝上料臺架送至上料輥道進(jìn)入加熱爐，當(dāng)熱送坯量超過軋制能力時，卡整爐號從下料臺架下料，碼垛存儲。冷鋼坯上料，由天車將鋼坯吊入上料臺架，送至上料輥道，進(jìn)入加熱爐。鋼坯出爐時，用推鋼機(jī)將單根鋼坯推出爐外，經(jīng)拉出機(jī)、分鋼器，送至粗軋機(jī)組， 當(dāng)鋼坯頭部有缺陷或鋼溫低時，用0#事故剪進(jìn)行切頭。鋼坯經(jīng)粗軋機(jī)連續(xù)軋制7 道次， ?當(dāng)粗軋機(jī)組發(fā)生故障時堆鋼，由粗軋機(jī)組前的0#事故剪將鋼坯切斷，剩余局部由拉出機(jī)返送回爐。軋件出粗軋機(jī)組后，再經(jīng)7#剪切頭發(fā)生事故時由7#剪對來鋼進(jìn)行碎斷?，進(jìn)入中軋機(jī)組連續(xù)軋制6 道次。粗中軋機(jī)組采用4 線軋制， ?分別經(jīng) 1#活套和預(yù)精軋卡斷剪向四線預(yù)精軋機(jī)組供料。二車間

6、經(jīng)2001 年改造后，每線預(yù)精軋機(jī)組由平立交替的四架軋機(jī)組成，每兩架軋機(jī)間設(shè)有一個立活套作用是消除軋件上的張力，利于軋件的尺寸控制。軋件經(jīng)預(yù)精軋機(jī)組后經(jīng)過3#水平活套、精軋機(jī)組前卡斷剪進(jìn)入摩根45無扭精軋機(jī)組，?進(jìn)行 410 道次的軋制。根據(jù)成品規(guī)格的不同，精軋道次不同，成品規(guī)格越小，道次越多，一般偶架次為出成品架次。在軋制線中，活套的作用是消除粗中軋機(jī)組上的張力對成品頭、中、尾尺寸影響，提高成品尺寸精度和吐絲速度的穩(wěn)定性。在中軋機(jī)組后、精軋機(jī)組前每線共設(shè)置有3個或套。 卡斷剪是軋機(jī)的保護(hù)裝置當(dāng)軋機(jī)內(nèi)鱉鋼或后部設(shè)備發(fā)生故障時，卡斷剪自動卡下，防止軋件繼續(xù)進(jìn)入軋機(jī)，保護(hù)軋機(jī)等設(shè)備。軋件出精軋機(jī)到

7、達(dá)成品要求尺寸后，進(jìn)入水冷線進(jìn)行冷卻，再經(jīng)夾送輥、吐絲機(jī)將線材吐成均勻的散卷，散落在斯太爾摩冷卻運(yùn)輸線上。冷卻后的散卷進(jìn)入集卷機(jī)收集成卷，用鉤式運(yùn)輸機(jī)送至精整區(qū)域的包裝、在線稱重、卸卷、吊運(yùn)入庫等工序，并完成在線檢查。三、主要設(shè)備1、加熱爐爐型：三段式梁底結(jié)合步進(jìn)式加熱爐有效爐底面積： 25.5X14.0 357 平方米加熱鋼種：碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、低合金鋼2、軋鋼機(jī)粗軋機(jī)：二輥水平式 550 X 5二輥水平式450 X 2中軋機(jī)：二輥水平式450 X 3二輥水平式350 X 3預(yù)精軋機(jī)： 10平立交替懸臂式四架精軋機(jī)組：摩根式45 精軋機(jī)組8 X 2、6 X 8 3、主要輔設(shè)備夾送輥吐絲機(jī)軋

8、后水冷設(shè)備全長 42 米 aa。斯太爾摩冷卻線第二節(jié)質(zhì)量檢查及常見缺陷一、線材產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗高速線材軋機(jī)生產(chǎn)的熱軋盤條質(zhì)量，通常包含兩個方面：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(xué)成分、 微觀結(jié)構(gòu)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(yán)重地受上游工序的影響。過去的老式線材軋機(jī)，對產(chǎn)品的尺寸外形注意得較多。現(xiàn)代高速線材軋機(jī)那么不然，除尺寸外形質(zhì)量大大優(yōu)于老式軋機(jī)產(chǎn)品之外，鋼材的化學(xué)成分、 微觀組織結(jié)構(gòu)及各種性能均可在一定程度內(nèi)按用戶要求予以控制。對線材進(jìn)行質(zhì)量檢驗的目的是驗證線材產(chǎn)品能否滿足技術(shù)條件的要求， 并正確評定其質(zhì)量水平， 檢驗的依

9、據(jù)是有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、 質(zhì)量文件或用戶提出的技術(shù)協(xié)議。 線材產(chǎn)品質(zhì)量檢驗分現(xiàn)場檢驗和試驗室檢驗。根據(jù)在線材產(chǎn)品檢驗程序中的分工不同， 線材檢查站現(xiàn)設(shè)有四個檢查崗位， 即：成品、試驗室、發(fā)貨和包裝檢查崗位。1、成品檢查崗位此崗位位于車間精整區(qū)域散卷運(yùn)輸線附近為能盡快將檢查中的質(zhì)量問題反應(yīng)給生產(chǎn)工序，此崗位置應(yīng)緊鄰生產(chǎn)線。崗位職責(zé)是嚴(yán)格按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、訂貨合同和協(xié)議，對線材成品的尺寸、外表質(zhì)量進(jìn)行檢查判定。尺寸檢查使用游標(biāo)卡尺，對線材的頭、中、尾的直徑及相應(yīng)位置同一截面的不圓度進(jìn)行測量，并依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行精度級別的判定；外表質(zhì)量的檢查主要憑借肉眼進(jìn)行，對外表有不允許存在缺陷的盤卷進(jìn)行判廢，對外表有局部允許存在缺陷

10、的盤卷進(jìn)行級別評定。成品檢查還需在檢查后的盤卷上進(jìn)行標(biāo)記，便于車間分選。2 、試驗室檢查崗位線材試驗室崗位的主要職責(zé)是負(fù)責(zé)線材產(chǎn)品的性能檢驗，其工作內(nèi)容還包括：在成品檢查處按生產(chǎn)批制取試驗樣、在試驗室對試樣進(jìn)行不同工程的檢驗、登記原始臺帳、數(shù)據(jù)處理、 開報告、 將產(chǎn)品的力學(xué)性能錄入ERP系統(tǒng)， 對于有外委工程的產(chǎn)品還要開具試驗委托單。、發(fā)貨檢查崗位崗位位于車間的一端，緊鄰經(jīng)銷人員。 其工作內(nèi)容主要包括：線材產(chǎn)品的成分性能數(shù)據(jù)登帳、 依據(jù)發(fā)貨清單核銷合同，依據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、 訂貨合同和協(xié)議對線材質(zhì)量進(jìn)行判定和開具線材產(chǎn)品的質(zhì)量證明書。在接經(jīng)銷庫現(xiàn)場人員通知后，發(fā)貨檢查員還要協(xié)同庫工進(jìn)行監(jiān)裝發(fā)貨。、包

11、裝檢查崗位此崗位位于鉤式運(yùn)輸線的卸卷工序之前。主要負(fù)責(zé)對盤條的包裝質(zhì)量進(jìn)行檢查，檢查內(nèi)容包括： 盤條是否四道包裝，捆扎是否牢固， 在包裝過程中是否造成了盤條外觀的破壞。 由于近年來包裝質(zhì)量的迅速提高，目前線材二車間已根本取消了此崗位，改為由班長在班中隨時抽檢。二、線材產(chǎn)品的常見缺陷高速軋機(jī)生產(chǎn)的線材外表缺陷與普通軋機(jī)生產(chǎn)的線材外表缺陷根本相同，外表缺陷一是原料帶來的，二是加熱軋制或精整過程造成的。外表質(zhì)量的控制首先要嚴(yán)格控制坯料質(zhì)量, 嚴(yán)格檢查、正確判定、認(rèn)真清理修磨。要特別強(qiáng)調(diào)的是對坯料的隱形缺陷應(yīng)引起注意，如針孔、 潛伏的皮下氣泡等，這些缺陷直接影響到成品盤條的性能。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的外表質(zhì)量

12、要求又分為外表、截面基氧化鐵皮三項。GB/T701 對普通低碳鋼熱軋盤條外表質(zhì)量有明確規(guī)定：“盤條應(yīng)將頭尾有害缺陷局部切除，盤條的截面不得有分層和夾雜；外表應(yīng)光滑，不得有裂紋、折疊、耳子、結(jié)疤及其它有害缺陷GB/T4354 對優(yōu)質(zhì)碳素鋼熱軋盤條外表質(zhì)量是這樣規(guī)定的：“盤條應(yīng)將頭尾有害缺陷局部切除，盤條的截面不得有分層和夾雜；外表應(yīng)光滑，不得有裂紋、折疊、耳子、結(jié)疤、分層及夾雜，允許有壓痕及局部的凸塊、劃痕、麻點，其深度或高度從式及尺寸算起 B、C 級精度不得大于0.10 毫米，其它級精度不得大于0.20 毫米。下面簡述各種線材缺陷的特征及各自的產(chǎn)生原因。一、耳子、缺陷特征：盤條外表沿軋制方向的

13、條狀凸起稱為耳子，有單邊耳子，也有雙邊耳子。在高速線材軋機(jī)連軋生產(chǎn)中，最終產(chǎn)品頭尾兩端很難防止耳子的產(chǎn)生。、產(chǎn)生原因：軋槽、導(dǎo)衛(wèi)安裝不，使軋件產(chǎn)生耳子。軋制溫度波動或局部不均勻，影響軋件的寬展量、產(chǎn)生耳子。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，形成耳子。3、預(yù)防及消除方法：正確安裝和調(diào)整入口導(dǎo)衛(wèi)。提高鋼坯加熱質(zhì)量，確保鋼材軋制溫度。4 、檢查判斷：肉眼檢查，頭尾耳子應(yīng)切盡；通長耳子應(yīng)整盤判廢。二、折疊1、缺陷特征：盤條外表沿軋制方向平直或彎曲的細(xì)線，在橫斷面上與外表呈小角度交角狀的缺陷稱為折疊。折疊兩側(cè)伴有脫碳層或局部脫碳層，折縫中間常存在氧化鐵夾雜。2 、產(chǎn)生原因

14、：前道次的耳子及其他縱向凸起物折倒軋入本體所造成，再軋形成折疊。導(dǎo)衛(wèi)板安裝不當(dāng)，有棱角或粘有鐵皮使軋件產(chǎn)生劃痕，再軋形成折疊。坯料外表存在處理不當(dāng)?shù)纳顪?，軋制形成折疊。、預(yù)防及消除方法：找出耳子產(chǎn)生的原因，消除耳子。正確安裝導(dǎo)衛(wèi)板，發(fā)現(xiàn)問題及時修磨或更換。、檢查判斷：肉眼檢查，發(fā)現(xiàn)折疊應(yīng)判廢。裂紋1、缺陷特征：盤條外表沿軋制方向平直或彎曲、折曲的細(xì)線， 這種缺陷多為裂紋。由于鋼坯上的缺陷經(jīng)軋制后形成的裂紋常伴有氧化圓點、脫碳現(xiàn)象， 裂紋中間常存在氧化亞鐵。由于軋后控冷不當(dāng)形成的裂紋無脫碳現(xiàn)象伴生，裂縫中一般無氧化亞鐵。、產(chǎn)生原因：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

15、條上造成裂紋缺陷。鋼坯上的針孔如不去除，經(jīng)軋制被延伸、氧化、熔接就會造成成品的線狀發(fā)紋。高碳鋼盤條或合金含量高的鋼坯加熱工藝不當(dāng)預(yù)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，也可能造成成品裂紋，后者還可能出現(xiàn)橫向裂紋。、預(yù)防及消除：加強(qiáng)鋼坯驗收和裝爐前的質(zhì)量檢查。鋼坯加熱溫度盡量均勻，并確保開軋和終軋溫度。根據(jù)鋼種合理的調(diào)整控冷工藝。、檢查判斷：肉眼檢查，發(fā)現(xiàn)裂紋應(yīng)予以判廢。結(jié)疤、缺陷特征：在盤條外表與盤條本體局部結(jié)合或完全未結(jié)合的金屬片層稱為結(jié)疤。源于鋼坯外表及表層的缺陷， 高倍組織常表現(xiàn)為缺陷處鋼基有氧化特征，伴隨有氧化圓點、脫碳組織及氧化亞鐵。、產(chǎn)生原因：鑄坯外表及表層缺陷軋

16、后殘留或暴露在鋼材外表上。外界金屬物落在軋件上，經(jīng)軋制后， 壓人軋件外表而產(chǎn)生結(jié)疤，這種結(jié)疤是不生根的，分布無規(guī)律。、預(yù)防及消除方法：提高鋼坯質(zhì)量。加強(qiáng)鋼坯驗收和裝爐前的質(zhì)量檢查。、檢查判斷：肉眼檢查，發(fā)現(xiàn)結(jié)疤判廢。倒鋼、缺陷特征：同耳子，一般軋件的“上下面尺寸小于成品公稱尺寸。、產(chǎn)生原因由于導(dǎo)衛(wèi)原因磨損、松曠，橢圓軋件進(jìn)成品孔時發(fā)生扭轉(zhuǎn)。來料橢圓軋件斷面形狀不標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)圓孔發(fā)生扭轉(zhuǎn)。、預(yù)防及消除方法更換故障導(dǎo)衛(wèi)。調(diào)整、標(biāo)準(zhǔn)軋件尺寸。、檢查判斷：肉眼檢查，發(fā)現(xiàn)倒鋼判廢。折疤、缺陷特征：同結(jié)疤。、產(chǎn)生原因成品前某一道次發(fā)生輥裂或產(chǎn)生凸塊，經(jīng)以后道次軋制，形成折疤。 一般呈周期性分布。、預(yù)防及消除方

17、法查找發(fā)生輥裂或掉肉的道次，更換輥環(huán)。、檢查判斷：肉眼檢查，發(fā)現(xiàn)折疤判廢。凸塊及凹坑、缺陷特征：盤條外表呈現(xiàn)一些連續(xù)性、周期性的凸起或凹下的印痕某些印痕無規(guī)律性，缺陷形狀、大小相似。、產(chǎn)生原因：成品軋糟外表碰傷后剝落掉塊，線材外表形成凸塊。成品輥壞或?qū)л喩险充摚€材外表形成形成有規(guī)那么的凹坑。、預(yù)防及消除方法：經(jīng)常檢查成品孔軋槽是否有掉肉，滾動導(dǎo)輪是否有粘鋼結(jié)瘤現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)及時處理或更換。、檢查判斷：肉眼檢查，高度或深度未超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時降級，否那么判廢。尺寸超差、缺陷特征：線材成品除頭尾外的直徑或橢園度超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許范圍叫尺寸超差。如現(xiàn)場檢驗中出現(xiàn)的“扁廢品。、產(chǎn)生原因紅還調(diào)整不當(dāng)。拉鋼

18、軋制的影響。鋼質(zhì)影響， 鋼的強(qiáng)度大， 寬展量大， 延伸量小。 鋼種不同， 應(yīng)安排相應(yīng)的壓下制度。由于市場對產(chǎn)品質(zhì)量要求的日益提高，線材產(chǎn)品的外觀質(zhì)量近來受到更多的重視，特別是在出口產(chǎn)品的生產(chǎn)中，要求線材的盤卷必須捆扎牢固，外觀必須整齊， 這樣才能滿足出口過程中的長途運(yùn)輸。為了保證外發(fā)產(chǎn)品的質(zhì)量，技術(shù)質(zhì)量部門及生產(chǎn)單位制定 了有關(guān)質(zhì)量控制規(guī)定，因此又出現(xiàn)了一些新的線材缺陷名稱，如：多頭、亂卷，在此不再分析。第三節(jié)產(chǎn)品常用標(biāo)準(zhǔn)一、線材產(chǎn)品的質(zhì)量要求尺寸精度線材尺寸精度要求包括兩個方面內(nèi)容，即斷面尺寸的公差要求和線材沿長度方向上的一致性。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14981有詳細(xì)的規(guī)定。外表質(zhì)量外表質(zhì)量包括三

19、個方面，即線材的外表狀況、脫碳層深度以及氧化鐵皮數(shù)量和結(jié)構(gòu)形狀。一般線材外表不應(yīng)有結(jié)疤、折疊、裂紋、 劃痕等缺陷，在生產(chǎn)中應(yīng)使外表缺陷減至最少，在加熱和軋制過程中都要防止外表缺陷的產(chǎn)生。3、內(nèi)部組織與性能線材的組織與性能主要指的是線材的金相組織、晶粒大小、 各種力學(xué)性能指標(biāo)，即抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷面收縮率和延伸率等，以及這種性能在線材全長上的均勻性。3、 盤卷外觀好盤卷外觀必須整齊、包裝結(jié)實。二、線材產(chǎn)品主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1 、GB/T14981熱軋盤條尺寸、外形、重量及允許偏差本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了熱軋盤條尺寸、外形、重量及允許偏差。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于直徑5.5 30 mm 各類鋼的圓盤條。本標(biāo)準(zhǔn)尺寸偏差包括允許偏差和