高速线材生产的质量控制Word文件下载.docx

高速线材生产的质量控制Word文件下载.docx

《高速线材生产的质量控制Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高速线材生产的质量控制Word文件下载.docx（47页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

0.1mm毫无困难，甚至可以达到±

0.05mm，但是对热轧产品要求极高的精度是不经济的。

极少量的高精度产品只能在轧机良好的状态下生产，保证高精度需要常更换轧槽。

而过高精度的要求在使用中不一定都有明显的作用。

如对软线、焊线，用直径偏差为±

0.15mm与±

0.25mm的原料进行拉拔比较，发现冷拉产品的质量、生产效率，加工成本几乎没有什么区别。

既是要求冷拉性能很高的制品，对线材精度的要求也不甚高。

当热轧生产高精度的产品而增加的费用高于在冷拉工序增加一次热处理的费用时，就不再要求用热轧的方法提高精度来适应拉拔需要了。

高速线材轧机产品实际交货精度表

成品直径，mm

直径偏差，mm

不圆度，mm

备注

5.5～7mm

±

0.15mm

0.24

7.5～8.5mm

0.16mm

0.25

9～9.5mm

0.18mm

0.29

10～13mm

0.20mm

0.32

14、50mm

0.50mm

0.60

盘卷交货

注：

需要在实习中收集相关资料。

2表面

线材的表面要求光洁和不得有妨碍使用的缺陷，即不得有耳子、裂纹、折叠、结疤、夹层等缺陷，允许有局部的压痕、凸块、凹坑，划伤和不严重的麻面。

线材无论直接用于建筑还是深加工成各类制品，其耳子、裂纹、折叠、结疤、夹层等直接影响使用性能的缺陷都是绝对不允许有的。

至于影响表面光洁度的一些缺陷可根据使用要求予以控制，直接用作钢筋的线材表面光洁程度影响不大。

用于冷墩的线材对划伤比较敏感，凸块则影响拉拔。

几种线材表面缺陷的深度限量

线材种类

5.5～9mm线材的表面缺陷深度限量，mm

冷墩用钢（不锈钢、耐热钢、弹簧钢、轴承钢）

＜0.15

硬线（结构钢、工具钢、易切钢、铆钉钢）

＜0.25

琴钢丝用线材

＜0.10

线材的表面氧化铁皮越少越好，这不仅可以提高金属收得率而且可以缩短酸洗时间，减少酸耗，甚至可以用机械除鳞取代酸洗，根除环境污染。

从易于去除可抗锈蚀性好的要求出发希望氧化铁皮的成分以FeO为主。

要求氧化铁皮的总量＜10kg/t,国外一般可达8kg/t.控制高价氧化铁皮（Fe

O

、Fe

）的生成要严格控制终轧温度、吐丝温度和线材在350℃以上温度停留的时间.

3截面质量及金相组织

通常质量没有截面质量之称。

但将缩孔、中心疏松、夹杂等缺陷完全归于表面缺陷并不十分科学，这类缺陷不进行截面检查有时很难发现。

有些缺陷如脱碳、过热等不借助金相显微镜也不能定量正确判定。

而这类缺陷在评价线材质量中占重要的地位。

当碳含量在0.3%以上的线材，应严格控制其表面脱碳层的深度，脱碳是表面形成犬牙状的铁素体嵌入基体中，将严重影响线材的抗拉强度，尤其影响其疲劳强度。

用于冷拉的线材由于内外组织差异还会增加变形抗力。

所以重要的直接用作冷拉材和高强螺栓、冷墩的线材都要求严格控制脱碳层的深度。

下表是一些厂家实际控制脱碳层深度。

（注：

需要在实习中收集相关资料）

冷拉、冷墩用线材的脱碳层要求

钢种

线材直径范围，mm

铁素体脱碳层深度，mm

全脱碳层深度，mm

碳素钢

＜0.305

9.5~12.1

＜0.127

＜0.356

12.7~18.6

＜0.152

＜0.404

低合金钢

4.8

＜0.051

4.8~6.4

＜0.076

＜0.203

6.4~9.5

＜0.254

9.5~12.7

＜0.102

＞12.7

缩孔、夹杂、分层、过烧等都是不允许存在的缺陷。

过烧有可能是钢坯带来的，也可能是钢坯在加热过程中温度过高（接近熔点），氧进入金属内部，氧化并部分地溶解金属的晶粒界和其间的杂质，使晶粒之间的结合削弱，金属力学性能很差，局部过烧在加工时会造成金属部分脱落或出现严重龟裂。

过热是加热温度过高或高温停留时间长，晶粒长的过大、晶粒结合减弱的一种现象，当加热不当时可能出现，过热钢轧制时出现裂痕和龟裂。

过热虽较过烧程度轻并可经热处理予以消除，但都是线材不容许有的缺陷。

为了保证线材的力学性能特别是工艺性能必须对线材的金相组织予以控制。

因为金属材料的化学成分、晶体结构和金相组织与线材的性能存在着对应关系。

只强度化学成分与性能不了解材料的金属结构、组织状态就不能全面正确地评价材料。

有些缺陷如非金属夹杂的成分、分布、形态非借助于显微组织不能观察，所以许多重要用途的线材提出金相检查内容和判定的技术条件。

线材的金相检查项目通常包括非金属夹杂、晶粒度及显微组织。

钢中存在的非金属夹杂对拉丝的短头率、断面收缩率乃至拉拔速度都有影响，特别是在加工过程中不变的非金属夹杂对拉丝影响更大。

当拉细丝时在细小的断面上非金属夹杂就是一个断裂源，拔的愈细影响愈大、愈容易断裂。

另外，如自攻螺丝如有非金属夹杂可能造成丝扣的残缺。

非金属夹杂对线材深加工影响很大。

我国通用标准对非金属夹杂未作具体规定，只是在特别要求中提出双方协议。

国外布莱顿公司对制绳丝及弹簧钢丝用盘条的夹杂物都有严格的规定。

对优质碳素钢及制绳钢丝用盘条的晶粒度一般都有严格的规定，国际市场对晶粒度要求更为严格，只允许有一个“级”的波动，因为出现大小不均的混合晶粒，就对拉拔和冷墩非常不利。

线材的显微组织对力学性能、工艺性能影响最大。

硬线盘条、合金钢盘条不允许出现淬火组织（马氏体、屈氏体和马氏体区）。

中、低碳钢盘条不允许出现魏氏组织。

锰钢中如有较多的奥氏体组织对拉拔也非常不利。

对含碳量较高的钢来说，其游离铁素体不得大于1.5%，可分辨珠光体量不得大于20%，要求细片层珠光体即索氏体，这种组织有利于拉拔，可以省掉预处理工序。

4化学成分及力学性能

化学成分是线材质量控制的主要内容之一。

化学成分、表面缺陷、偏析、钢的洁净度是线材生产判断炼钢工序、连铸工序产品质量的四项内容。

其中化学成分要求最为严格，它是判定钢材质量的主要依据。

为了保证线材质量均匀，性能一致，其含碳量波动的范围应当尽可能少，不仅要求同一浇注批号的碳含量波动小，而且要求同一钢号的含碳量都相同，以保证同一钢号的线材质量稳定。

另外要限定偏析值保证线材成分及性能均匀。

对碳钢线材而言，含碳量每增加0.1%则抗拉强度就相应增加78.4MPa，而延伸率下降4%。

所以通常要求同批线材含碳量波动不超过0.02%。

目前我国标准规定的允许碳含量波动范围都比较大（注意收集实习厂家的资料）。

对其他元素：

Si、Mn、S、P、Cu、As等元素，凡是影响钢性能的都应严格控制，特别是对有害元素的控制更应百倍注意。

各种元素的偏析也是控制的重要内容，局部的元素集中往往产生恶果，且不谈S、P、Cu等危害大的元素集中，就是碳偏析也要求严格控制，如制绳钢丝用的盘条碳含量的中心偏析可使中部出现渗碳体块，拉丝时会产生中心断裂。

偏析是上工序带来的，要想保证线材的偏析度必须对钢坯的偏析作出明确的验收规定（需要收集其他企业的资料）。

各种优质钢、合金钢对成分的要求更为严格，化学成分不符合要求绝对不能保证合金钢性能。

所以有些特殊钢规定必须真空精炼或电渣重熔提纯，以保证钢的洁净。

力学性能包括工艺性能，是线材使用的最直接的质量指标。

力学性能通常包括屈服点、抗拉强度、伸长率及面缩率，有些钢材要求冲击韧性、低温、高温性能等。

工艺性能主要指拉拔性能，即一次可达减面率或顶锻开裂敏感性等。

对性能的要求着重于均匀性，同钢号、同批或同盘的性能越差越好。

有些厂规定每盘同一圈等距离6点的抗拉强度差不得超过±

20MPa，同条差不得超过±

30MPa，同批差不得超过90MPa.

5盘重

增加盘重对热轧线材生产与线材深加工冷拔都有好处，盘重大可以提高热轧生产的作业率与成材率。

同样盘重大也可以减少冷拔生产的停机间歇时间及接头工作，特别是对于高速连续冷拉作业尤为突出。

所以大盘重同样可以提高冷拔工序的效率。

在低速拔丝机上，用500kg重盘条比50kg重的盘条的效率可以提高一倍。

但对于盘重超过1500kg的厂家在集卷工序应安装分卷设备。

6包装及标志

盘卷的包装是盘条质量的一项重要内容。

包装松散，不利于运输。

散乱的盘条比条形钢材更难重新整理，遇此情况不得不剪断。

这不但降低了盘条的质量，而且严重影响运输的效率。

为此有的用户不但损失金属达3%，还要增加大量运输整理费用，更甚者往往使钢种、钢号全混。

所以包装要求牢固但不要太紧，太紧往往又会卡伤盘条，或使盘卷失去应有的弹性，在吊装时造成包装带的断裂。

盘卷的标志应清楚，经得起风吹、日晒、雨淋和长时间放置。

标志的内容应包括：

钢号、规格、重量、生产批号、生产厂家等内容。

二、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（ZBH44001—88标准）

直径，mm

允许偏差，mm

A级精度

B级精度

C级精度

5.5~10.0

0.30

0.20

0.15

≤0.40

≤0.32

≤0.24

10.5~15.0

0.40

≤0.50

15.5~22.0

0.50

≤0.60

≤0.48

需要新的国标。

较高的尺寸精度是节约钢材最有效的方法之一，用高级钢种的盘条作为深加工原料，其尺寸精度尤为重要。

如按公称尺寸计算，设计拉丝工艺的第一道变形量，若按过去标准规定允许的直径正偏差极限交货，则第一道次变形量超过设计值1/3以上，对高碳钢来说，这将达到其断裂极限值。

对制造非调质高强度标准件来说，将会给冷墩工序造成严重困难，产生大量的废品并损坏模具。

按过去的标准允许的负差极限值轧制，同样也会给这些客户带来问题。

据此YB4027-91又规定制造标准件的原料必须以B、C级精度交货。

国际上有些著名厂家规定盘条的“当量圆”的直径偏差小于公称直径±

0.15mm，以限制横断面积的波动。

尺寸精度的另一个指标是不圆度即同一断面最大直径与最小直径之差，一般规定为直径允许的正负偏差值的绝对值之和的80%。

当不圆度超过一定限度时，对拉丝工序的危害很大。

在同一断面相互垂直方向上的变形量不同，将造成模压差，这不仅破坏润滑效果，还会引起模内直线段各向磨损不均匀，这对制品收得率及拉模寿命均有严重影响。

高速线材轧机产品精度达到±

0.15mm没有什么问题，一般认为软线精度达到±

0.25mm即完全可以满足要求。

虽然高速线材的产品可以达到±

0.1mm，但这是不经济的。

除常换辊外，还要在导卫、孔型、轧机、传动、电控等方面做许多工作，也只能使线材在一段时间内保持±

0.1mm的精度。

轧制工序是控制尺寸精度的主要环节。

而影响精度的主要因素有温度、张力、孔型设计、轧辊及工艺装备的加工精度，孔槽及导卫的磨损、导卫安装和轧机调整及轧机的机座刚度、调整精度、轧辊轴承的可靠性和电传控制水平和精度等。

轧件温度变化将影响变形抗力和宽展，从而造成轧件尺寸的波动。

轧件温度的变化与轧机工艺设计、平面布置和冷控设备有关。

高速线材轧机不像横列式轧机有数量众多的长活套，这些活套温降严重，是造成横列式线材轧机出现头尾温差的主要原因。

高速线材轧机为了实现无张力轧制，设置了一些调节活套，这些活套不大构成温度降。

因此高速线材轧机的温度变化主要是操作因素造成的，如加热不均匀，控冷变化，轧件的停顿等，所以高速线材轧机必须严格控制轧制温度，使同条、同批轧制温度尽可能一致。

张力在热轧线材生产中是影响轧件的尺寸精度的主要因素。

但在细小轧件的高速连轧中张力是不可避免的。

粗轧由于轧机间距不大也不可能堆起活套，实现无张力轧制。

在轧制线材中尽可能实现微张力或无张力轧制是连续式线材轧制的宗旨。

粗轧轧件尺寸的波动到成品一般只能消除4/5，精轧的消差能力也只有50%。

所以控制张力在全轧线的每一个环节都不容忽略。

一般一个连轧机组，如粗轧或轧制为一个设计单元，每一各单元的设计拉钢值不应大于1%，为了轧制顺利进行，拉钢又多置于本连轧机组的第一、二架之间。

孔型设计与轧件的精度也有很大的关系，一般讲椭圆—立椭孔型消差作用比较显著；

小辊径可以减少宽展量，其消差作用比大辊径好；

在精轧机组、中轧机组不采用大延伸可增加孔型系统的适应性从而增大消差作用。

孔型设计中应特别注意轧件尺寸变化后的孔型适应性，即变形的稳定性、不扭转不倒钢不改变变形方位。

轧辊加工及工艺装备的精度是实现正常生产的基本条件，也是保证轧件精度的基础条件。

高速线材轧机的工装精度应保证轧件尺寸波动在0.05mm以内。

安装导卫，调整设定孔槽都应该使用样棒。

轧机调整装置的调整都应该使用数字显示（安装传感器，可以显示数据，进行远距离调整）。

轧机刚度的重要性在线材轧机生产中由于轧制压力不大，轧机的总变形量不大，机架及辊系的弹性变形量在总变形量中并不占重要成分。

倒是机座的加工精度、轧辊的轴承质量更为重要。

就提高线材精度而言，提高机件加工精度，减少轧制力传递系统的间隙数量和缩小间隙比增加牌坊刚度、比缩短一点应力线更应实惠有效。

调整精度精确，不松动，运行稳定对保证轧机机座使用性能是非常重要的。

所以要控制轧件精度必须对这些设备注意维护、检测和改进。

在高速线材轧机生产中，另一个影响轧件精度的重要因素是自动检测和自动控制。

高速线材轧机的高速连续化生产要求合理控制工艺常数，而控制常数的许多环节不是靠人工干预，而是靠智能仪表的检测和调整。

因此仪表的失准、调整的失灵失误都不能保证生产工艺按要求进行。

如温度的显示、水量、水压的显示，轧辊的转速的显示等无一不直接影响控制程序，又无一不影响轧制中的轧件温度、张力设定等。

错误的显示可直接导致错误的程序发生。

所以首先要注意一次仪表的准确可靠，其次是控制执行的准确性，即控制质量（包括传动质量等等）。

凡是能造成轧机运转误差或被动，凡是能造成控轧、控温的诸多控制环节失准的因素都影响张力、温度等，也必须都影响轧件的精度。

（二）表面质量

高速线材轧机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中造成的。

表面质量的控制首先要严格控制坯料的质量，严格检查、正确判定、认真清理修磨。

对坯料的隐形缺陷应引起注意，如针状、潜伏的皮下气泡等，这些缺陷的检查应按铸造批次进行截面检查，并应对炼钢及浇注工序有严格的工艺限定，凡是炼钢及浇注未达到工序控制要求的坯料都应严格检查，不放过有潜伏缺陷的钢坯。

我国规定的表面质量要求又分为表面、截面及氧化铁皮三项。

YB4027-91和ZB44002、44004、44005-88对优质碳素钢、普通低碳钢、制绳钢丝用钢及碳素焊条钢四类的高速无扭轧制及控制冷却的热轧盘条表面质量有明确的规定：

“表面光滑，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（从实际尺寸算起）A级精度不得大于0.15mm，BC级精度不得大于0.10mm”。

盘条应当将头尾有害部分切除，其截面不得有缩孔、分层及夹杂。

国外有的标准规定麻点深度不得超过公称直径的1%。

YB4027-91和ZB44002、44004、44005-88标准规盘条表面氧化铁皮重量不大于10Kg/t。

国际上规定不超过8Kg/t。

过多的氧化铁皮严重影响深加工产品的成材率。

在控制冷却的情况下，当吐丝温度在750~800℃时，二次氧化铁皮生成量在0.3%；

当吐丝温度在1000℃时，二次氧化铁皮生成量在0.9%。

氧化铁皮中的Fe

的数量随温度的提高而增加，Fe

在酸洗中不容易溶解。

粘在钢表面少量的Fe

酸洗可以除掉。

用机械除鳞法不易除掉Fe

，可以比较容易地除掉较厚的FeO层。

要想得到较厚的FeO层，吐丝温度控制在900~950℃较好，这对于低碳钢线材和高碳钢线材是一样的。

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。

盘条的表面缺陷除对拉模及其他工模具具有损害外，重要的是严重影响其中间产品及最终产品的质量。

如裂纹在拉丝过程中将会逐步扩大，在退火过程中脱碳层扩大延伸，调质过程在尖端产生新的内应力，裂纹向前延伸。

更为严重的是造成设备故障或其他事故招致停车。

对直接用作建筑材料的盘条，其表面缺陷主要影响强度、疲劳极限，若有锈蚀，将延缺陷向盘条内部延伸。

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

用肉眼检查；

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。

危害：

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

用于深加工线材不允许有结疤缺陷存在。

3折叠

　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，轧制时形成折叠；

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90o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。

用肉眼检查，或通过镦粗、扭转或金相检查；

按相