hrb335螺紋鋼的質(zhì)量特性分析

hrb335螺紋鋼的質(zhì)量特性分析

1鋼筋實物質(zhì)量作為中國的大型鋼鐵企業(yè)，嘉鋼已經(jīng)運行多年，生產(chǎn)工藝相對穩(wěn)定。鋼筋的實物質(zhì)量處于較高的水平，并且具有良好的知名度和市場需求。為了進(jìn)一步了解邯鋼生產(chǎn)鋼筋質(zhì)量特性和生產(chǎn)過程控制能力,對其化學(xué)成分、機(jī)械性能等質(zhì)量特性值進(jìn)行了統(tǒng)計分析。2連鑄機(jī)生產(chǎn)邯鋼一煉鋼廠現(xiàn)有2座混鐵爐,3座出鋼量30t轉(zhuǎn)爐,2座LF鋼包精煉爐和5臺連鑄機(jī);采用全連鑄生產(chǎn),鑄坯熱送軋制,年產(chǎn)量約180萬t;主要產(chǎn)品為低合金鋼、普碳鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼等,其中HRB335鋼約95萬t,占年產(chǎn)量的50%以上。2.1壓鋼廠吹鋼包底吹鋼包底吹試驗煉鐵廠高爐自產(chǎn)鐵水→混鐵爐→30t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐→鋼包底吹氬→弧形連鑄機(jī)(175mm×225mm矩坯或150mm×150mm方坯)→軋鋼廠2.2研磨工藝(1)完成后控制終點參考出鋼溫度≤1660℃,終點成分控制見表1。(2)脫氧和金化合金料加入順序:高碳錳鐵(硅錳合金)→硅鐵→強(qiáng)脫氧劑(礦硅鋁或硅鋁鋇)(3)溫度要求鋼包吹氬后(精煉鋼種為精煉后)要求第一爐1625～1640℃,連澆溫度為1580～1600℃。(4)必要時鋼包吹氬時間要求≥6min,同時要保證吹氬效果良好。2.3鋼水進(jìn)爐喂絲冶煉Φ36mm及其以上大螺紋鋼時,要求鋼水必須到LF鋼包精煉爐喂絲處理,精煉時間>15min。同時,向鋼水中喂入5m/t鋼的Ca-Si線。2.4預(yù)熔性保護(hù)渣、壓熔類控制Φ36mm及其以上大螺紋鋼連鑄采用全過程保護(hù)澆注,采用預(yù)熔性保護(hù)渣,做到黑面操作,其它敞開澆注。中間包溫度要求:(1530±10)℃,當(dāng)超出這個范圍時拉速應(yīng)適當(dāng)調(diào)整(表2)。2.5標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)根據(jù)GB1499-1998中HRB335熱軋帶肋鋼筋的化學(xué)成分要求見表3,邯鋼企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求見表4。3統(tǒng)計分析3.1材料的分布排列隨機(jī)抽取10000爐HRB335鋼的化學(xué)成分,統(tǒng)計計算最大值、最小值、平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差如表5所示。對化學(xué)成分5元素以及碳當(dāng)量分別做直方圖如圖1～6所示。從分布排列圖可以看出,化學(xué)成分以及碳當(dāng)量均在公差范圍內(nèi),直方圖左右對稱成“山”字形,為標(biāo)準(zhǔn)型,呈正態(tài)分布。數(shù)據(jù)的平均值與最大值、最小值的中間值接近,且平均值附近數(shù)據(jù)的頻數(shù)最多,在中間值向兩邊緩慢下降,控制較為集中,表明工序處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)。3.2力學(xué)統(tǒng)計分析對6750批HRB335螺紋鋼的機(jī)械性能質(zhì)量特性值進(jìn)行了統(tǒng)計分析,見表6。3.3單個變量的逐步回歸。請看各變量把抗拉強(qiáng)度σb和屈服強(qiáng)度σs作為應(yīng)變量,化學(xué)成分C,Si,Mn,S,P元素含量作為自變量,采用逐步回歸的方法,即在計算過程中加入或剔除單個變量,直到所建立的方程式中不再含有可加入或剔除的變量為止。得到鋼中各元素含量,估計抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度的線性回歸方程分別為:σb=280+716C+67Mn+25Siσs=175+438C+67Mn+40Si3.4碳、硫含量的cp值對上述6750批HRB335螺紋鋼的過程能力分析計算結(jié)果見表7。從表7的過程能力指數(shù)來看,延伸率的Cp值達(dá)到了1.865,表明過程能力過高;而屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度的Cp值分別為0.829、1.009,分別屬于Ⅳ級和Ⅲ級,表明過程能力不足,應(yīng)設(shè)法采取必要措施將其Cp值提高到1.33以上。從化學(xué)成分來看,磷、硫含量的Cp值較為適當(dāng),硅含量的Cp值較高達(dá)到了1.471,過程能力過剩,可適當(dāng)放寬;碳的Cp值均處于Ⅳ級,表明過程能力較為不足,可見碳的過程能力指數(shù)是生產(chǎn)控制的薄弱環(huán)節(jié)。從碳、碳當(dāng)量的分布直方圖可以看出,平均值較中值偏低,這主要也是由于過程能力不足所至。由以上分析可知,目前螺紋鋼的強(qiáng)度偏低,塑性有余,應(yīng)通過適當(dāng)提高碳含量來提高強(qiáng)度,為確保螺紋鋼性能穩(wěn)定性,碳、錳含量應(yīng)按中值線控制為宜,且應(yīng)盡量減小碳、錳含量的標(biāo)準(zhǔn)偏差。3.5理論清除率由于碳的控制能力指數(shù)最低,故以碳為例計算不合格品率p:p=2[1-Φ(u)]=0.0104即理論命中率為98.96%。2005年一煉鋼廠共生產(chǎn)HRB335鋼31798爐,不合格(包括改判)325爐,一次合格率為98.98%,與上述計算吻合,這也證明了碳為控制的關(guān)鍵。4提高元素含量(1)HRB335質(zhì)量特性值的分布排列比較合理,排列圖呈正態(tài)分布,表明工序處于較為穩(wěn)定的狀態(tài),計算得到鋼中各元素含量估計抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度的線性回歸方程。(2)P,S含量水平較低,控制處于較好水平。(3)碳的過程