高速线材生产地高质量控制Word格式.docx
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12.7
V0.127
V0.356
缩孔、夹杂、分层、过烧等都是不允许存在的缺陷。
热轧盘条的质量控制
高速线材轧机生产的热轧盘条的质量通常包括两个方面的内容:
一是盘条的尺寸外形,即尺寸精度及外表形貌;
二是盘条的内在质量,即化学成分、微观组织和各种性能。
前者主要由盘条轧制技术控制,后者除去轧制技术之外,还严重受上游工序的影响。
任何质量控制都要靠严格的完整的质量保证体系,靠工厂工序的保证能力,靠质量控制系统的科学、准确、及时的测量、分析和反馈。
高速线材轧机是高度自动化的现代轧钢设备,其质量控制概念也必须着眼于全系统的各个质量环节。
为了准确的判断和控制缺陷,首先要把缺陷产生的原因分析清楚,并设法将它控制消灭在最初工序。
缺陷的清理或钢材的判废越早,损失越少。
(一)外形尺寸
高速线材轧机精轧机组的精度很高,轧辊质量很好,当速度控制系统灵敏,孔型轧制制度合理,并且调整技术熟练时,它生产的盘条精度可以大大超过老式盘条的精度。
热轧盘条尺寸精度允许的偏差(GB/T14981)
直径,
允许偏差,mm
不圆度,mm
A级精
度
B级精
C级精
5.5~10.
±
0.30
0.20
0.15
<
0.40
0.32
0.24
10.5~15
0.25
0.50
.0
15.5~22
0.60
0.48
(二)表面质量
现将高速线材生产过程中,易出现的产品缺陷得特征、产生原因及危害、预防及消除方法及检查判断的依据等进行介绍,有些缺陷因条件不具备未能配备图,在以后的实习及生产过程中再进行补充。
1、耳子
(1)•缺陷特征
线材表面平行于延轧制方向的条状凸起叫耳子,呈连续或断续分布。
在线材一侧的叫单边耳子;
在线材两侧的叫双边耳子;
线材上下两个半圆错开的叫错边耳子。
主要是轧槽过充满造成的。
在高速线材轧机连轧生产中,最终产品的头尾两端很难避免耳子的产生。
(2)•产生原因及危害
产生原因:
1钢坯温度偏低,导致轧件宽展大,延伸小;
2孔型设计不合理;
3导卫设计不合理、加工不良或导卫安装不正确;
4轧机装配不良、烧轴承未及时发现等造成轴窜;
5料型调整不当,成品前架来料偏大或堆钢,造成成品孔过充满。
6坯料的缺陷,如缩孔、偏析、分层等外来夹杂物影响轧件的正常变形,也是耳子形成的原因。
7孔型错动。
危害:
带有耳子的线材机械性能不均匀,当用于深加工时,产生不均匀变形,降低拉拔性能,且对模子产生不均匀磨损。
(3)•预防及消除方法
1确保钢坯加热质量,避免轧辊冷却水直接浇到轧件表面;
2孔型设计要合理;
3导卫设计要合理,导卫加工和安装要符合工艺要求;
4提高轧辊加工和装配质量;
5加强料型调整,合理分配各道次压下量。
6注意坯料的质量检查,减少坯料质量带来的缺陷
7经常检查孔型,预防孔型发生错动。
(4).检查判断
肉眼检查;
整盘有耳子则判废,头尾耳子应切净。
2结疤
图2结疤
(1)缺陷特征:
在线材表面上与本体粘合一头或完全不粘合的金属层叫结疤。
一般呈舌状,厚薄不均,大小不一,有的生根,有的不生根,在线材全长上,呈有规律或无规律分布。
产生原因及危害
(2)产生原因:
1原料本身存在耳子、折叠或结疤(与盘条本体部分结合);
2轧件表面氧化铁皮未清除干净,压入轧件表面形成结疤(形成完全未结合的金属片层);
3折叠进一步轧制后,折叠层被拉裂形成结疤;
4由于外界金属物落在轧件表面上,同时被带入轧槽,经轧制后,
被压附在轧件表面而产生结疤。
这种结疤不生根,分布是无规律的;
5轧制过程中轧件划伤严重;
6导卫表面粘有铁屑;
7非成品孔轧槽上有较大的凹坑,在轧制时压成凸块,再轧后形成周期性的结疤。
影响线材表面质量等级,在深加工时,易起毛刺,严重时还易发生断裂,降低拉拔性能。
(3)预防及消除方法
1加强原料验收,杜绝表面有质量缺陷的钢坯进入下一道工序;
2合理控制加热工艺,避免钢坯表面氧化层过厚;
3严格料型控制,防止过充满及摆料;
4仔细检查导卫内表面的情况,对粘有氧化铁皮的部位要及时清除;
5合理调整机架间的秒流量,避免对轧件严重划伤;
6加强轧槽表面质量检查。
(4)检查判断
用肉眼检查;
用于深加工线材不允许有结疤缺陷存在。
3折叠
(1)•缺陷特征
线材表面沿轧制方向呈直线状或锯齿状的未焊合缝隙,在横断面上呈现折角的缺陷叫折叠,一般是延轧制方向呈连续或断续分布。
折叠的两侧常伴有脱碳层或部分脱碳层,折缝中间氧化铁夹杂。
1原料本身存在折叠;
2钢坯表面清理不当,有尖锐棱角,或清理深宽比不符合要求,车L
制时形成折叠;
3非成品孔轧件产生明显耳子(单边耳子、双边耳子、错边耳子等),当轧件翻转90。
进入下一孔型时,耳子被压倒而形成折叠;
4线材表面划伤较深,再轧制后形成折叠。
5连铸坯上的缺陷处理不当留下的深沟,轧制时形成折叠。
图3折叠
带有折叠的线材在深加工时,极易起毛刺或断裂
1加强原料检查,严禁使用表面质量不合格的原料轧制线材;
2保证轧制温度正常;
3加强料型调整,规范操作,避免成品前某道次出现耳子;
4定期检查轧制情况,防止轧件刮伤。
(4)检查判断
用肉眼检查,或通过镦粗、扭转或金相检查;
按相关标准进行判定。
4裂纹
图4裂纹
线材表面有不同形状的破裂称裂纹,分为纵向裂纹和横向裂纹两种。
一般纵向裂纹在线材表面呈连续或断续分布;
而横向裂纹呈不连续分布。
有的裂纹内有夹杂物,两侧也有脱碳的现象。
1线材用钢坯上存在未消除的裂纹(无论纵向还是横向),皮下气泡及非金属夹杂都会在盘条上产生裂纹缺陷;
连铸坯上的针孔如不清
除,经轧制被延伸、氧化、熔接就会造成成品的线状发纹。
针孔是连铸坯常见的重要缺陷之一,不显露时很难检查出来,应当特别予以注意、。
2钢坯加热时过烧,对于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);
3在轧制过程中严重的温度不均或变形不均(还很可能出现横向裂纹);
4轧件冷却过快或局部骤冷,轧后控冷不当形成的裂纹无脱碳现象伴生,纹缝中一般无氧化铁皮。
有裂纹的线材极易断裂,造成报废。
(3)•预防及消除办法
1加强钢坯质量检查,杜绝轧制不合格钢坯;
2合理控制钢坯加热温度,严禁钢坯过烧;
3合理控制线材的轧制温度和变形制度;
4合理控制冷却工艺制度。
(4).检查判断
用肉眼检查,可通过镦粗、扭转或金相判断;
有裂纹缺陷的部位必须切除或判废。
5压痕
图5压痕
(1).缺陷特征
在线材表面沿轧制方向连续或断续出现的压伤痕迹称压痕。
(2).产生原因及危害
1压辊孔槽加工不良;
2压辊及导卫装配质量差;
3压辊对轧件的夹持力过大。
影响线材的断面尺寸精度和表面质量等级,严重时影响使用。
(3).预防及消除方法
1提高压辊孔槽加工质量,且上机前用样板仔细检查压辊孔槽质量;
2压辊及导卫装配质量符合工艺要求;
3合理调整压辊夹持力,既保证压辊对盘条的夹持,又不能过大。
6凹坑
图6凹坑
(1).缺陷特征在线材表面呈规律性或无规律性分布、其大小及深浅不一的局部金属缺损叫凹坑。
1在轧制过程中,细小的硬杂物嵌到轧件上,轧制后,嵌入物脱落;
2成品辊表面粘有异物。
用于深加工时,凹坑处易成为裂纹源,造成线材在拉拔过程中断裂。
(3)•预防及消除方法
1加强轧制过程中轧槽、导卫检查,发现异物及时清除;
2加强成品轧辊表面质量检查,并及时清除表面粘有的异物。
根据相关标准判定
7不圆度
图7不圆度
线材的圆形断面失圆,断面的最尺寸与最小尺寸之差超过标准要
求称不圆度。
(2)•产生原因及危害
1轧件温度不均,造成断面形状不良或堆拉值过大;
2孔型设计不合理或孔槽磨损严重未及时更换;
3料型调整不当;
4轧辊加工质量不符合工艺要求;
5轧辊装配不良。
不圆度过大的线材,用于深加工时,不均匀变形大,模具磨损
加剧。
1提高钢坯加热质量及轧制工艺稳定性;
2孔型设计要合理,轧槽要及时更换;
3合理进行料型调整,且相邻机架间的拉钢要适当;
4提高轧辊加工质量,加强轧辊加工质量检查,杜绝不合格轧辊上轧机使用;
5提高轧机装配精度。
用肉眼检查,游标卡尺测量;
按相关标准判定。
8划痕
图8划痕
在线材表面沿轧制方向出现肉眼能看到沟底且呈连续或断续分布的
沟槽状擦伤叫划痕。
1穿水冷输线管内表面粗糙或粘有氧化铁皮;
2吐丝管内表面粗糙或内表面磨损严重未及时更换。
3夹送辊、散卷输送线、集卷器、打捆机等有缺陷的设备造成。
用于拉丝及其他深加工时,易起毛刺,降低钢丝表面质量等级。
1提高输线管内表面质量,并加强输线管使用状况检查;
2提高吐丝管内表面的光洁度,并及时更换磨损严重的吐丝管。
3对夹送辊、散卷输送线、集卷器、打捆机等设备使用状况进行检
查,及时更换有缺陷的设备。
按相关标准判定,超过标准的切除或判废。
9凸起及压痕(辊印)
图9凸起及压痕(辊印)
线材表面呈周期性的凸起或凹陷部份称辊印,其形状不规则。
成品孔或成品前孔轧槽碰伤或剥落掉块或局部凸起。
危害:
用于深加工时,辊印处易成为裂纹源,造成拉拔时断裂。
加强轧槽检查,发现轧槽碰伤或剥落掉块,必须换槽或换辊。
10麻点(麻面)
图10麻面
线材表面上有许多细小凹凸点组成的小颗粒状缺陷称麻面。
它在线材
全长上呈周期性或连续性分布。
1压辊车削后发生严重锈蚀或孔槽表面不良;
2轧槽长时间不换,使得成品孔型中最易磨损的上下槽底很粗糙;
3轧槽表面粘附有较多的氧化铁皮,轧制时将它压入线材表面,在成品上造成麻面;
4冷却水质量差。
5吐丝温度过高,冷却速度过慢盘条表面受到严重的氧化造成
6有时盘条存放在潮湿及腐蚀的气氛中。
影响线材表面质量等级。
1严禁表面锈蚀严重或孔槽表面不良的压辊上机使用;
2换辊换槽须严格按技术操作规程进行;
3加强轧槽检查,及时清除表面粘有的氧化铁皮;
4冷却水质量符合工艺要求。
5严格控制吐丝温度及冷却速度。
6注意应当选择干燥无腐蚀的环境进行存放。
⑷.检查判断
11毛刺
图11毛刺
线材深加工时,从线材基体上伸出的长短不一的金属细丝称毛刺
(2)•产生的原因及危害
原料原因:
1线材存在皮下夹杂;
2盘条折叠。
深加工原因:
3深加工模具润滑不良;
4拉丝机拉力不合理。
影响深加工产品的表面质量,给用户使用造成困难。
1提高钢质纯净度,避免存在皮下夹杂;
2在线材轧制时严禁出现折叠;
3深加工模具润滑要良好;
4拉丝机拉力要合理。
(4).检查判断:
12夹杂
图3-1-1夹杂
(1)缺陷特征
暴露在方圆钢表面上的非金属物质称为表面夹杂(一般幼眼可
见的非金属夹杂物质)。
一般呈点状、块状或条状分布,其大小、深
浅无规律,颜色有暗红、淡黄、灰白等。
(2)产生原因及危害
(1)钢坯表面或近表面有夹杂,多为铸钢时耐火材料附在钢坯表
面,钢坯入炉时漏检所致;
(2)钢坯粘有非金属物质(如炉渣、耐火材料等),在加热、轧制过程中,粘附在方圆钢表面上。
影响外观质量,严重时导致产品判废。
(3)预防消除方法
(1)不使用带有夹杂的钢坯;
(2)轧件经过的地方要干净,避免粘附非金属夹杂。
用肉眼检查,必要时可用锤击;
方圆钢表面有夹杂部分进行清理,清理后按缺陷深度进行判定。
13轧疤
图13轧疤
轧制过程中造成的粘结在方圆钢表面上的金属薄片称为轧疤。
其
外形类似结疤,与结疤相区别的主要特征是轧疤缺陷下面常无非金属夹杂或夹渣。
1火焰清理操作不当,在钢坯表面造成深宽比不合,再轧后产生轧疤;
2轧件在孔型内打滑,造成金属堆积在变形区,再轧后形成轧疤;
3孔型刻痕不良、有砂眼、掉肉或损伤,使轧件表面产生周期性凸块或凹坑,再轧后形成周期性轧疤;
4轧件被辊道、翻钢机等机械设备卡(刮)伤,再轧后形成轧疤。
有的还伴生月牙形金属破缺现象。
有严重结疤的方圆钢应判废。
1加强钢坯检查,不使用清理深宽比不符合标准规定的钢坯;
2钢坯加热温度不宜过高,以免轧件在孔型内打滑;
3换辊前认真检查辊道、翻钢机等机械设备,检查孔型表面,不使用有砂眼或刻痕不良的孔型。
用肉眼检查,用深度游标卡尺测量其深度,必要时采用试铲试磨的方式对深度进行测量;
轧疤深度较浅时,可沿轧制方向进行修磨,修磨深度不得超过该部位的尺寸偏差;
轧疤深度较深时,缺陷部位必须切除或判废。
14过烧
图14过烧
(1)缺陷特征
钢坯加热温度过高使钢材局部沿晶界断裂,形成表面的横向裂口称为过烧。
多出现在棱角处。
(2)产生原因及危害
当钢坯的加热温度超过AC3临界点,并在此温度下停留时间过长,导致晶粒之间弱化,轧件轧制变形中局部撕裂,主要有:
1加热操作不当,炉温过高;
2因故停轧时,钢坯在高温下停留时间过长;
3当加热炉内有偏烧时,易产生局部过烧。
导致轧件判废。
1严格执行钢坯加热操作规程,根据钢的不同成分选择加热温度和加热时间;
2待轧时应按降温制度控制加热炉温度;
3加强操作,注意烧嘴中空气与煤气的配比,防止偏烧现象;
4注意观察加热炉内钢坯棱角部位是否出现模糊不清和白亮,有时氧化铁皮发生熔化或冒火花,操作人员应及时调整炉温。
有过烧的方圆钢判废。
15热扭
图15热扭
(1)缺陷特征
沿长度方向各部分截面绕其纵轴角度不同的现象称扭转。
在台架上,可见一端的一侧翘起,有时另一端亦翘起,与台面成某一角度。
扭转十分严重时,整根钢材甚至成“麻花形”。
(2)产生原因及危害
1轧机安装、调整不当,轧辊中心线不在同一垂直或水平面上,轧辊轴向窜动、轧槽错位;
2导卫板安装不正或磨损严重;
3轧件温度不均或压下量不均,造成各部分延伸不一致。
扭转严重的方圆钢判废。
(3)预防消除方法
1加强轧钢机和导卫板的安装调整。
不使用磨损严重的导卫板,以消除加在轧件上的扭转力矩;
2钢材在热态下尽量不要在冷床一端进行翻钢,避免端部扭转;
3轧制中造成方圆钢扭转严重时,在矫直过程中较难消除。
因
此用肉眼观察出成品孔的轧件不得有明显的扭转。
(4)检查判断
肉眼在水平台架上检查,量具测量;
以钢材一端在台架上翘起缝隙来衡量扭转程度,并按相应标准
进行判定。
15热刮伤
图15热刮伤
轧件在热态被设备、工具尖棱刮成的沟痕称热刮伤。
其深度不等,可见沟底,一般有尖锐棱角,常呈直线形,也有的呈曲线形。
1导卫板加工不良,导卫板磨损严重或粘有异物,将轧件表面刮
伤;
2导卫板安装调整不当,对轧件压力过大,将轧件表面刮伤;
3热轧区地板、辊道、移钢、翻钢等设备有尖棱,轧件通过时被刮伤。
严重的热刮伤,造成产品判废,影响质量等级。
1导卫装置、地板、辊道等设备要保持光滑平整,不得有尖锐棱角;
2加强对导卫板安装调整,不应偏斜或过紧,避免对轧件压力过大;
3轧制生产中,当某道次轧件被导卫装置刮伤时,可见飞溅火星或刮出铁丝,此时操作人员应及时检查处理。
热刮伤按相应标准进行判定。
在保证尺寸的情况下,可采取修磨方式进行消除。
16冷伤
图16冷伤
冷态的方圆钢在输送、吊运、存放过程中产生的各种大小不一,
深浅不同,无规律的伤痕称为冷伤。
伤痕处一般较为光亮。
1在输送过程中,方圆钢碰撞地板、挡板等机械设备;
2吊运或堆放不当,方圆钢局部碰伤而造成伤痕;
3在输送台架传送过程中,因移钢小车的划爪不齐,同时拉钢根数太多、速度过快或短钢相夹被碰伤。
严重的冷伤经热加工易形成疤痕缺陷。
1垫平地板,排除方圆钢输送过程中的各种机械性障碍,在辊道中运行接近挡板时,应减速,以防碰伤;
2钢材在辊道上停止前进时,辊道应停转,以免磨伤方圆钢;
3冷床拉钢小车的划爪应调整在一条直线上,一次拉钢数量不应太多,速度不应过快,应“勤拉、慢靠”。
台架滑轨接头部分应平齐,轨面应光洁平滑,避免拉伤方圆钢。
有局部轻微的冷伤可进行修磨,较深的切除或判废。
17错牙
图3-14-1错牙
钢材截面上、下两部分沿对称轴互相错开一定位置而呈现的金属凸缘叫错牙。
成品孔上下孔型未对正,相互错开一定位置。
影响外观质量,下工序易产生折迭缺陷。
换辊时注意使上、下孔型对正,并紧固轧机部件,防止轧辊轴向窜动。
用肉眼检查,量具测量;
按产品标准规定进行判定。
18分层(还需分析)
盘条纵向分成两层或更多层的缺陷称为分层。
化学成分严重偏析,或轧制钢坯切头不尽。
2合理控制剪切参数,将头部剪切干净;
19缩孔
盘条截面的中心部位的疏松或空洞称为缩孔。
缩孔处存在非金属夹杂,同时某些非铁元素富集。
当连铸钢坯的钢液冷缩时,在钢锭中心部位出现空洞。
连铸坯有时出现周期性的缩孔。
缩孔与内裂(由内应力产生坯、材中心部位的裂纹)不同,缩孔伴有严重的非金属夹杂,内裂是由于加工应力或热处理相变应力造成的内部裂纹,两侧及附近没有夹杂无聚集。
(三)化学成分
钢的化学成分是决定成品金相组织的基础条件。
它除了对加工工
艺过程有影响(如连铸操作希望钢中Mn:
Si大于3:
1)之外,还对盘条的各项性能有重要影响。
C、Mn(Si)左右着钢的强度,韧性等基本性能。
S、P一般被认为是有害元素,其含量越低越好,往往根据S、P的含量评定钢的等级。
P固熔于铁素体,虽能增加强度,但使之脆化。
S则影响热工工艺,其化合物破坏基体的连续性。
评价既定钢种、钢号“化学成分”质量的着眼点,应是各元素含量允许波动范围和同一熔炼号实物的波动值,还有不可避免的偏析值。
化学成分除与整个生产生产技术水平有关之外,和分析取样方法有关。
应当根据客户的要求,对生产出产品进行化学成分调整。
例如:
生产制绳用的盘条的碳含量(熔炼成分)只允许5个点的波动(0.70%—0.75%);
Mn含量允许波动值均匀为20个点。
此外对钢中的残余元素,如对高强度弹簧盘条及制绳钢丝,规定Ni、Gr含量均不得大于0.08%,对高质量用的制绳用钢规定的元素含量的最高限量为:
Ni0.12%、
Gr0.08%、Sn0.025%、Cu0.1%、Mo0.02%.
当连铸时残余元素往往造成严重的中心偏析,在拉丝时中心偏析会造成断裂事故。
铜、锡含量高,则在钢坯加热的强氧化气氛中沉积于表面,影响盘条质量。
钢中的氮可提高拔丝的加工硬化速率,更影响时效硬化,对拉丝不利。
因此,应当控制氮含量不得高于0.008%。
YB4027-91和ZBH44002、44004、44005—88结合我国具体
情况对盘条的化学成分作了明确的规定。
国际市场用户很重视根据合同在成品上取样,对化学成分进行核验,另外ZBH标准对供求双方发生质量争议时的取样再验,也有极为详细而又严格的规定。
成分分析允许碳含量偏差值表
碳含量范
平均值与熔炼成分之差不大于,%
任一试样与熔炼成分之差不大于,%
围%
0.25及以下
0.02
0.03
0.25至0.5
0.05
0.5以上
0.04
0.06
硅、锰成品分析6个试样平均值必须符合熔炼成分要求,硅的
任一试样不得比熔炼成分高出0.04%,锰的6个试样波动范围不得
大于0
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