高速线材产品质量控制技术概论(-)课件

高速线材产品质量控制技术 第一章第一章 控制轧制基础控制轧制基础一、控制轧制的概念 控制轧制是指在比常规轧制温度稍低的条件下，控制轧制是指在比常规轧制温度稍低的条件下，采用强化压下和控制冷却等工艺措施来提高热轧钢采用强化压下和控制冷却等工艺措施来提高热轧钢材的强度、韧性等综合性能的一种轧制方法。控制材的强度、韧性等综合性能的一种轧制方法。控制轧制钢的性能可以达到或者超过现有热处理钢材的轧制钢的性能可以达到或者超过现有热处理钢材的性能。性能。二、控制轧制的优点二、控制轧制的优点 控制轧制具有常规轧制方法所不具备的突出优控制轧制具有常规轧制方法所不具备的突出优点。归结起来大致有如下几点：点。归结起来大致有如下几点：（1 1）用控制轧制方法生产的钢材，其强度和韧性）用控制轧制方法生产的钢材，其强度和韧性等综合机械性能有很大的提高。等综合机械性能有很大的提高。n n（2）简化生产工艺过程。控制轧制可以取代常化等温处理。n n（3）由于钢材的强韧性等综合性能得以提高，自然地导致钢材使用范围的扩大和产品使用寿命的增长。从生产过程的整体来看，由于生产工艺过程的简化，产品质量的提高，在适宜的生产条件下，会使钢材的成本降低。n n（4）用控制轧制钢材制造的设备重量轻，有利于设备轻型化。n n三、控制轧制的种类n n控制轧制是以细化晶粒为主，用以提高钢的强度和韧性的方法。控制轧制后奥氏体再结晶的过程，对获得细小晶粒组织起决定性作用。根据n n奥氏体发生塑性变形的条件，控制轧制可分为三种类型。n n（一）再结晶型的控制轧制n n它是将钢加热到奥氏体化温度，然后进行塑性变形，在每道次的变形过程中或者在两道次之间发生动态或静态再结晶，并完成其再结晶过程。经过反复轧制和再结晶，使奥氏体晶粒细化，这为相变后生成细小的铁素体晶粒提供了先决条件。为了防止再结晶后奥氏体晶粒长大，要严格控制接近于终轧几道的压下量、轧制温度和轧制的间隙时间。终轧道次要在接近相变点的温度下进行。为防止相变前的奥氏体晶粒和相变后的铁素体晶粒长大，特别需要控制轧后冷却速度。n n（二）未再结晶型控制轧制n n它是钢加热到奥氏体化温度后，在奥氏体再结晶温度以下发生塑性变形，奥氏体变形后不发生再结晶（即不发生动态或静态再结晶）。因此，变形的奥氏体晶粒被拉长，晶粒内有大量变形带，相变过程中形核点多，相变后铁素体晶粒细化，对提高钢材的强度和韧性有重要作用。n n（三）两相区控制轧制n n它是加热到奥氏体化温度后，经过一定变形，然后冷却到奥氏体加铁素体两相区再继续进行塑性变形，并在Ar1温度以上结束轧制。在两相区的高温区，铁素体易发生再结晶；在两相区的低温区只发生回复。经轧制的奥氏体相转变成 细小的铁素体和珠光体。由于碳在两相区的奥氏体中富集，碳以细小的碳化物析出。因此，在两相区中只要温度、压下量选择适当，就可以得到细小的铁素体和珠光体混合物，从而提高钢材的强度和韧性。在实际轧制中，由于钢种、使用要求、设备能力等各不相同，各种控制轧制可以单独应用，也可以把两种或三种控制工艺配合在一起使用。n n第二章 控制冷却工艺要求n n第一节 控制冷却基本知识n n在轧钢生产中（热轧），其生产出来的产品都必须从热轧后的高温红热状态冷却到常温状态。这一阶段的冷却过程将对产品的质量有着极其重要的影响。因此，如何进行线材的轧后冷却，是整个线材生产过程中产品质量控制的关键环节之一。n n一、控制冷却的概念n n轧钢生产中的冷却方法有许多种，但归纳起来只有以下两大类。n n1、常规冷却n n常规冷却的含义是指从轧机出来的热轧产品在其后的剪切、收集、打捆包装等精整工序中不，加以任何控制手段，而让其在周围环境中自然冷却的一种方法，又称“自然冷却”。n n2、控制冷却n n控制冷却在轧钢领域内属于控制轧制的范畴，它是指人们对热轧产品的冷却过程有目的地进行人为控制的一种方法。确切地说，所谓控制 冷却，就是利用轧件热轧后的轧制余热，以一定的控制手段控制其冷却速度，从而获得所需要的组织和性能的冷却方法。n n二、线材控制冷却的目的和要求n n在一般的小型线材轧机上，由于轧制速度低，终轧温度不高（一般只有750850），且线卷盘重不大，所以轧后的盘卷通常只是采用钩式或链式运输机进行自然冷却。尽管这种自然冷却的冷却速度慢，但因盘卷小，温度低，故对整个线材盘卷的组织和性能影响不大。随着线材轧机的发展，线材的终轧速度和终轧温度都不断提高，盘重也不断增加。尤其是现代化的连续轧机，其终轧速度在)100m/s以上，终轧温度高于1000，盘重也由原来的几十公斤增至几百公斤甚至达23t。在这种情况下，再采用一般的堆积 和自然冷却的方法不仅使线材的冷却时间加长，厂房设备增大，而且会加剧盘卷内外温差，导致 冷却极不均匀，并将造成以下不良后果：n n（1）金相组织不理想。晶粒粗大而不均匀，由于大量的先共析组织出现，亚共析钢中的自由铁素体和过共析钢中的网状碳化物增多，再加上终轧温度高，冷却速度慢，使得晶粒十分粗大，这就导致了线材在以后的使用过程中和再加工过程中力学性能降低。n n（2）性能不均匀。盘卷的冷却不均匀使得线材断面和全长上的性能波动较大，有的抗拉强度波动达240MPa，断面收缩率波动达12%。n n（3）氧化铁皮过厚，且多为难以去除的Fe3O4和Fe2O3。这是因为在自然冷却条件下，盘卷越重盘卷厚度越大，冷却速度越慢，线材在高温下长时间停留而导致严重氧化。自然冷却的盘条氧化损失高达2%3%，降低了金属收得率。此外，严重的氧化铁皮造成线材表面极不光滑，给后道拉拔工序带来很大困难。n n（4）引起二次脱碳。由于线材成卷堆冷，冷却缓慢，对于含碳量较高的线材来说，容易引起二次脱碳。n n上述不良影响随着终轧温度的提高和盘重的增加而越加显著。若适当地控制线材冷却速度并使之冷却均匀，则能有效地消除这些影响。因此，对于连续式线材轧机，尤其是高速线材轧机，为了克服上述缺陷，提高产品质量，实现轧 制后的控制冷却是必不可少的。n n既然自然冷却中出现的线材质量问题主要是由于冷却速度太慢所致，所以工艺上对线材控制冷却提出的基本要求是能够严格控制轧件的冷却速度，使其既能保证产品质量符合要求，又能尽量地减少氧化损耗。n n三、控制冷却的金属学原理n n1、铁碳合金状态图简介n n钢是一种以铁为基体的合金。不同成分的铁碳合金在不同温度下有不同的组织状态。把在十分缓慢的冷却速度下得到的、反映铁碳合金结构状态和温度、成分之间关系的一种图解称为铁碳合金状态图或称铁碳相图。它以成分为横坐标，以温度为纵坐标，用曲线描述铁碳合金的结晶温度和同素异构转变温度随成分而变化的全部过程。n n通过合金状态图可以知道，碳钢加热到某一温度是什么状态，并能分析出钢在缓慢加热和缓慢冷却过程中的组织转变。因此，铁碳合金状态图是确定碳钢加热、轧制和冷却工艺的参考依据。n n2、钢的组织状态n n由铁碳合金状态图可知，钢在不同的温度下具有不同的组织状态。铁碳相图上反映的组织状态有奥氏体、铁素体、渗碳体和珠光体。它们分别具有如下性能和结构特点：n n（1）奥氏体。碳在面心立方晶格铁中的固溶体。它是钢加热到一定温度（723）以上所呈现的一种组织状态。奥氏体的强度不高，而塑性、韧性都很好。因此，热轧一般是在奥氏体状态下进行。n n（2）铁素体。碳在体心立方晶格铁中的固溶体。它的碳溶解度很小。随着温度的变化，在723时碳溶解量最大，但也只有0.025%。铁素体质软，强度低，延展性好。n n（3）渗碳体。3个铁原子和一个碳原子的化合物，其分子式为Fe3C。渗碳体中的碳溶解量为6.67%。其性质为硬而脆。n n（4）珠光体。铁素体和渗碳体在温度低于723时组成的机械混合物。它的机械性能介于铁素体和渗碳体之间。n n根据珠光体中铁素体和渗碳体相间间距的大小（又称珠光体粗细程度），将珠光体分为三种：三种：n n间距较粗大的称为珠光体或粗珠光体；间距较细小的称为索氏体；间距极细小的称为屈氏体。其中索氏体具有良好的综合机械性能。它既有较高的强度，又有一定的塑性和良好的冲击韧性，是拉拔工艺的一种较理想的组织。n n3、钢的组织转变n n钢在加热后的轧制过程中是处于奥氏体状态。轧后的冷却过程中，奥氏体将发生分解转变。奥氏体不同的分解温度（即不同的冷却速度）则可能得到不同的组织状态。n n控制冷却的实质就是控制奥氏体的分解温度。对于线材产品，绝大多数是要求得到具有良好拉拔性能的索氏体组织。而获得这种组织的传统方法 是对线材重新进行铅浴淬火处理。这就给后道再加工工序带来困难，使生产成本增加，工人劳动强度增大。采用控制冷却新工艺，不但能够避免热轧后自然冷却的一系列不良影响，而且还能收到近似铅浴淬火的效果，因而能够取代铅浴淬火。n n第二节 线材控制冷却的工艺要求n n线材轧后冷却的目的主要是得到产品所要求的组织与性能，使其性能均匀和减少二次氧化铁皮的生成量，为了减少二次氧化铁皮量，要求加大冷却速度。要得到所要求的组织和性能，则需根据不同品种，控制冷却工艺参数。一般线材轧后控制冷却过程可分为三个阶段，第一阶段的主要目的是为相变作组织准备及减少二次氧化铁皮生成量。一般采用快速冷却，冷却到相变前温度 ，此温度称为吐丝温度；第二阶段为相变过程，主要控制冷却速度；第三阶段相变结束，除有时考虑到固溶元素的析出采用慢冷外，一般采用空冷。n n按照控制冷却的原理与工艺要求，线材控制冷却的基本方法是：首先让轧制后的线材在导管（或水箱）内用高压水快速冷却，再由吐丝机把线材吐成环状，以散卷形式分布到运输辊道（链）上，使其按要求的冷却速度均匀风冷，最后以较快的冷却速度冷却到可集卷的温度进行集卷、运输和打捆等。因此，工艺上对线材控制冷却提出的基本要求是能够严格控制轧件冷却过程中各阶段的冷却速度和相变温度，使线材既能保证性能要求，又能尽量地减少氧化损耗。各钢种的成分 不同，它们的转变温度、转变时间和组织特征各不相同。即使同一钢种只要最终用途不同，所要求的组织和性能也不尽相同。n n因此，对它们的工艺要求取决于钢种、成分和最终用途。一般用途低碳钢丝和碳素焊条钢盘条一般用于拉拔加工。因此，要求有低的强度及较好的延伸性能。n n低碳钢线材硬化原因有两个，即铁素体晶粒小及铁素体中的碳过饱和。铁素体的形成是形核长大的过程，形核主要是在奥氏体晶界上。n n因此奥氏体晶粒大小直接影响铁素体晶粒大小，同时其他残余元素及第二相质点也影响铁素体晶粒形成。为了得到比较大的铁素体晶粒，就需要 有较高的吐丝温度以及缓慢的冷却速度，先得到较大的奥氏体晶粒，同时要求钢中杂质含量少。n n铁素体中过饱和的碳，可以以两种形式存在：一种是固溶在铁素体中起到固溶强化作用；另一种是从铁素体中析出起沉淀强化作用，两者都对钢的强化起作用。但对于低碳钢来说，沉淀强化对硬化的影响较小，因此必须使溶于铁素体中的过饱和碳沉淀出来。这个要求可以通过整个冷却过程的缓慢冷却得到实现。所以对这两类钢的工艺要求是高温吐丝，缓慢冷却，以便先共析铁素体充分析出，并有利于碳的脱溶。这样处理的线材组织为粗大的铁素体晶粒，接近单一的铁素体组织。它具有强度低、塑性高，延性大的特点，便于拉拔加工。n n第三章 控制冷却工艺方法n n自60年代世界第一条线材控制冷却线问世以来，各种新的线材控冷方法和工艺不断出现。迄今为止，世界上已经投入应用的各种线材控冷工艺装置至少有十多种，充分体现了世界各国20多年来为改善线材产品性能而作出的巨大努力及高速轧机线材生产中控冷工艺的演变和发展。从各种工艺的布置和设备特点来看，不外乎两种类型；一类是采用水冷加运输机散卷风冷（或空冷），这种类型中较典型的工艺有美国的斯太尔摩冷却工艺、英国的阿希洛冷却工艺、德国的施罗曼冷却工艺及意大利的达涅利冷却工艺等；另一类是水冷后不用散卷风（空）冷，而用其他介质或用其他布圈方式冷却。n n一、工艺特点及类型n n斯太尔摩控制冷却工艺是由加拿大斯太尔柯钢铁公司和美国摩根公司于1964年联合提出的，目前已成为应用最普遍、发展最成熟、使用最为稳妥可靠的一种控制冷却工艺。据统计，该冷却线在世界上已投产的约208条。该工艺是将热轧后的线材经两种不同冷却介质进行不同冷却速度的两次冷却，即一次水冷，一次风冷。斯太尔摩控冷工艺最大的特点是为了适应不同钢种的需要。n n二、工艺布置n n斯太尔摩控制冷却的工艺布置是：线材从精n n轧机组出来后，立即进入由多段水箱组成的水冷段强制水冷，然后由夹送辊送入吐丝机成圈，并呈散卷状布放在连续运行的斯太尔摩运输机上，运输机下方设有风机可鼓风冷却，最后进入集卷筒收集。线材的水冷是在水冷喷嘴和导管里进行的。每个水箱里有若干个（一般三个）水冷喷嘴和导管。n n实际生产中，水箱内的冷却水不是常开的，因为从精轧机出来的线材速度快、温度高、尺寸小，因而很软。如果让其头部从水中通过则很容易被堵住，所以要让线材头部到达夹送辊后才能通水冷却，即头部不水冷。考虑到走钢时前后两根钢之间的间隔时间很短（一般为510s），故在尾部未通过水冷箱之前就要对该水箱断水，即尾部不水冷，以保证下一根钢来到之前水箱内的水能随线材尾部的通过而流完。为了避免水箱水流对线材头部和尾部造成阻力，每根钢头尾都有一段不水冷，头尾断水长度的设定，主要取决于钢种、规格及水冷段的长度。一般对于小规格线材，要等到头部全部通过水冷箱并到达导向器（或夹送辊）时才通水冷却；在尾部尚未进入水冷箱时各水箱就要从前到后逐个断水。对于中等规格的软线，一般是轧件头部到达第二个水箱时第一个水箱才开始通水，而尾部则可以经受水冷。对于大规格线材，由于直径大，轧制速度慢，可让头部通过一个水箱后就对该水箱通水，但对尾部不能水冷，以免妨碍吐丝机成圈。n n夹送方式按对线材的夹持部位分，有头部夹 送、尾部夹送和全长夹送三种。各生产厂可根据自己生产的钢种、规格、轧制速度等实际情况，对夹送方式和夹送长度进行合理的选择。夹送辊的速度设定是由人工向计算机输入夹送辊辊径，再由计算机根据轧制速度和夹送辊超速系数算出夹送辊的速度计算值，该值即为夹送辊速度基准值。n n夹送不同规格的轧件，其尾部夹送速度有所不同。夹送小规格轧件对尾部降速夹送，这是为了克服小规格尾部出精轧机所发生的升速现象，以保证吐丝平稳。夹送大规格轧件，对尾部升速夹送，以推动线材尾部顺利成圈。为了防止夹送辊咬钢时引起的瞬时动态速降，夹送辊在线材头部咬入之前处于张开状态，头部一旦通过，夹送辊立刻闭合咬钢，闭合后夹送辊在速度上与精轧 机出口速度保持同步，但由于夹送辊的超速系数作用，故在精轧机与夹送辊之间存在一微小张力，此张力从夹送辊咬钢开始，到线材尾部出精轧机后消除。n n对夹送辊的技术要求是：n n（1）夹送辊辊缝设定范围为0.22mm，视不同规格和钢种进行调整；n n（2）夹送辊气缸工作压力为0.20.35MPa，视不同规格和钢种进行调节；n n（3）夹送辊导卫的安装对中较为严格。进口导卫要对准夹槽，推到位后再夹紧固定。出口导卫与夹送辊辊面保持微间隙并夹紧固定。n n吐丝机又叫成圈器。水冷后的线材经吐丝机形成一定直径的线圈布放在斯太尔摩运输机上风冷。n n三、斯太尔摩控制冷却法的效果及其优缺点n n斯太尔摩工艺的三种控制冷却型式基本可以适应所有大规模生产的钢种。控制冷却工艺可以收到控制金属组织、改善使用性能和减少氧化铁皮的综合效果。标准型斯太尔摩工艺在生产高碳钢线材中得到广泛应用，它可以使热轧线材得到类似铅浴淬火的组织，抗拉强度低于铅浴淬火的，但比空冷的高。n n斯太尔摩法分标准型、缓慢冷却型(慢冷型)及延迟冷却型等3种型式:n n(1)标准型斯太尔摩法。n n这种冷却工艺方法是：线材出精轧机后首先在导线管内通水快速冷却，根据钢种和用途的不同，冷却到750850，然后经成圈器散布在运输机上，在运输过程中，再由下方吹风冷却。用改变运输速度(即改变线圈的重叠密度)和改变风量来控制冷却速度。此法适用于高碳钢盘条，运输速度为02513ms，冷却速度为410s。n n(2)慢冷型斯太尔摩法。它与标准型的区别是在运输机的前部加了可移动式的炉罩，运输的速度也可调得更慢。因为用烧嘴加热和慢速运行，可使冷却速度非常慢。其运输速度为00513ms，冷却速度为02510s。它适用于低碳钢及低合金钢的盘条。慢冷型需要燃烧设备，设备投资大，能耗高，所以没有得到发展。n n(3)延迟冷却型斯太尔摩法。它是在运输机上装有保温罩，以实现延迟冷却。它比慢冷型经济便宜，并且完全可以达到慢冷型的效果。如将保温罩移开，即变成标准型，适应性广，工艺灵活，故20世纪70年代以后所建者均为延迟型的。n n三种型式斯太尔摩工艺处理后的线材的力学性能如下：n n（1）冷却速度可以人为控制，这就容易保证线材的质量；n n（2）与其他各种控制冷却工艺相比，斯太尔摩工艺较为稳妥可靠，三种类型的控制冷却方法适用的生产范围很大，基本上能满足当前现代化线材生产的需要；n n（3）设备不需要深的地基。n n斯太尔摩冷却工艺的缺点是：n n（4）投资费用较高，占地面积较大，n n（5）风冷区线材降温主要依靠风冷。因此，线材的质量受气温和湿度的影响大；n n（6）由于主要依靠风机降温，线材二次氧化较严重。n n四、控制冷却工艺参数的设定与控制四、控制冷却工艺参数的设定与控制n n线材控制冷却需要控制的工艺参数主要是终轧温度、吐线材控制冷却需要控制的工艺参数主要是终轧温度、吐丝温度、相变区冷却速度以及集卷温度。丝温度、相变区冷却速度以及集卷温度。这些参数是决这些参数是决定线材产品最终质量的关键，定线材产品最终质量的关键，它们的改变会使产品性能它们的改变会使产品性能产生很大的变化。产生很大的变化。n n因此，正确设定和控制冷却工艺参数，是整个线材生产因此，正确设定和控制冷却工艺参数，是整个线材生产工艺控制中一项极其重要的工作。随着控冷技术的深入工艺控制中一项极其重要的工作。随着控冷技术的深入研究，人们认识到终轧温度对线材最终组织形貌和性能研究，人们认识到终轧温度对线材最终组织形貌和性能的影响以及氧化脱碳的控制是个不可忽视的因素。的影响以及氧化脱碳的控制是个不可忽视的因素。n n最新的高速线材轧机在精轧机组前或机架间设有水冷装最新的高速线材轧机在精轧机组前或机架间设有水冷装置，以根据需要控制终轧温度。在控制轧制中，终轧温置，以根据需要控制终轧温度。在控制轧制中，终轧温度是决定奥氏体晶粒度的主要参数之一，它通过对奥氏度是决定奥氏体晶粒度的主要参数之一，它通过对奥氏体晶粒度的影响而影响到相变过程中的组织转变和转变体晶粒度的影响而影响到相变过程中的组织转变和转变产物的形貌。产物的形貌。n n因此，在其他轧制条件不变的情况下，通过控制终轧温因此，在其他轧制条件不变的情况下，通过控制终轧温度来控制奥氏体晶粒度有一定的意义。度来控制奥氏体晶粒度有一定的意义。终轧温度对奥氏体晶粒度的影响规律是：终轧温度高，晶粒粗大；终轧温度低，晶粒细小。n n所以可根据钢种、轧机设备能力和产品的性能要求来选择适合的终轧温度。一般对强度、韧性要求较严格的高碳钢、低合金高强度钢以及中碳冷镦钢之类的线材，由于它们的使用性能和再加工性能的需要，希望转变组织晶粒细小、脱碳层薄。n n吐丝温度是控制相变开始温度的关键参数。对于常见的各种线材，不可能存在合乎人们要求的、使产品具有最佳力学性能和冶金性能的唯一吐丝温度。n n从理论讲，高碳钢的线材直径越大吐丝温度应越高，但现场实践表明，线材尺寸的作用与吐 丝温度的作用相比，可忽略不计。因此，生产中在其他参数不变的前提下，碳钢可以通过改变吐丝温度得到不同的抗拉强度。n n然而，要想提高拉拔极限，就必须保证线材性能尽可能的均匀。对此除了要求钢质本身均匀之外，吐丝温度稳定是线材性能均匀的重要保证之一。相变区冷却速度决定着奥氏体的分解转变温度和时间，也决定着线材的最终组织形态，所以整个控冷工艺的核心问题就是如何控制相变区冷却速度。n n对具有散卷风冷运输和这一类型的冷却工艺来说，冷却速度的控制取决于运输机的速度、风机状态和风量大小以及保温罩盖的开闭。n n运输机速度是改变线圈在运输机上布放密度的一种工艺控制参数。通过改变运输机速度来改变线圈布放密度，从而控制线材的冷却速度，这是散卷冷却运输机的主要功能。n n一般说来，在轧制速度、吐丝温度以及冷却条件相同的情况下，运输机的速度越快，线圈布放得越稀，散热速度越快，因而冷却速度越快。但这种关系并非对全部速度范围都成立，当运输机的速度快到一定值时，冷却速度达到最大，即使再增大运输机速度，冷却速度也不再增加。这是因为运输机速度加快，增加了线圈间距，使线圈之间的相互热影响不断减小，直至消失，此时运输机速度增加，不能提高冷却效果。相反，运 输机速度加快缩短了盘卷的风冷时间，反而会降低冷却效果。运输机速度的确定除了与钢种、规格和性能要求有关之外，还与轧制速度有关。因为在运输机速度不变的情况下，轧制速度的变化使线圈间距有所改变，从而引起冷却速度变化，所以要求轧制速度保持相对稳定。n n根据冷却速度要求和冷却性质，标准型冷却的运输速度随线材规格的增大而减慢，而延迟型冷却的运输速度则随规格的增加而加快。对于可实现多段速度单独控制的辊式运输机，要求各段速度有一微量变化，以改变线圈之间的接触点。n n无台阶的多段速度控制运输机的各段速度设定有个原则，即后段速度必须大于或等于前段速度，否则易造成线圈相互穿插而乱线。散卷运输机下方一般有多台可分档控制风量的冷却风机，根据冷却的需要能进行多种状态的组合操作。n n总体上说，根据各种冷却工艺的设备特性，正确地选择各个工艺参数，应能得到所要求的冷却速度。n n第四章 产品缺陷及质量控制n n企业生产经营的最终目的是求得最佳社会效益，企业的生产经营活动不仅是为了本企业的经济效益，而且更主要的是为用户服务，使用户满意。用户都希望得到品种、规格对路、质量优良、价格便宜、服务周到的产品，其中除产品外形规格尺寸必须对路之外，内在质量是用户最关心的。n n第一节 线材使用的质量要求n n随着工业的发展，线材的应用领域越来越广，对线材品种质量的要求越来越严格，也越来越专门化。这促进了线材轧机的发展。线材产品不论是规格还是钢种都越来越多。线材产品的直径通常为513mm，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。因此，盘条直径在不断扩大，国外一些轧机已生产直径为36 mm的盘条，甚至生产直径大到60 mm的盘条，这些大直径盘条有的在小型轧机上生产，有的在线材轧机上生产，所以有些标准将线材的直径范围规定得很大。我国已把线材轧机产品的最大直径由13mm扩大到了25mm。n n常见的线材产品规格范围只有513mm。n n常见的盘条多为圆断面，异形断面（如方、椭圆、六角、半圆等）盘条生产量较少，盘条标准通常也只规定圆形材的技术条件。线材轧机也生产盘状交货的螺纹钢，其尺寸、性能要求也都按螺纹钢的标准执行。n n线材的钢种非常广泛，有碳素结构钢，优质碳素结构钢、弹簧钢、碳素工具钢、合金结构钢、轴承钢，合金工具钢、不锈钢、电热合金钢等，凡是需要加工成丝的钢种大都经过热轧线材轧机生产成盘条再拉拔成丝。因为钢种、钢号繁多，在线材生产中通常将线材分成以下四大类：n n（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Q195、Q215、Q235和优质碳素结构钢中所规定的10、15、20号钢等；n n（2）硬线，系指优质碳素结构钢类的盘条，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等；n n（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；n n（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。n n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。n n对线材质量要求更多的是必需满足后部工序的使用性能。一般线材交货技术条件规定的质量内容有：外形及尺寸精度；表面质量及氧化铁皮；截面质量及金相组织；截面是指垂直于线材中心线的断面；化学成分及力学性能（包括深加工的工艺性能）；盘重；包装及标志。n n线材用途不同其质量要求也各有侧重，如冷镦材除对力学性能有严格要求外，最主要的是要求冷镦不开裂，而要想保证不开裂就要严格控制夹杂及表面裂纹、折叠、划伤等会造成开裂的缺陷。焊条钢盘条的质量要求最主要的是对化学成分及偏析要严格控制。n n一、精度n n提高线材产品精度无疑会给各种使用部门带来好处。高精度线材作钢筋使用可以减少钢筋允许受力的离散差值从而节约钢材。高精度线材用于拉拔加工可以提高金属的拉拔性能，减少拉拔中的不均匀变形和由不均匀变形引起的模压差，从而减少断丝、改善钢丝表面质量。n n高速线材轧机产品的直径偏差达到0.15mm毫无困难，甚至可以精确到0.10mm、0.05mm，但是对热轧产品要求极高的精度是十分不经济的。极少量的高精度产品只能在轧机最良好的状态下生产，保证高精度需要常换槽孔。n n二、表面n n线材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。线材无论是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。用于冷镦的线材对划伤比较敏感，凸块则影响拉拔。n n线材的表面氧化铁皮愈少愈好，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，从易于去除和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（Fe2O3、Fe3O4）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。n n三、截面质量及金相组织n n通常标准中没有截面质量之称。但将缩孔、中心疏松、夹杂等缺陷完全归并于表面缺陷也并不十分科学，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准确的判定。而这类缺陷在评价线材质量中占重要地位。n n含碳量在0.3%以上的线材，应严格控制其表面脱碳层的深度，脱碳的表面层形成犬牙状铁素 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、冷镦的线材都要严格控制脱碳层的深度。n n缩孔、夹杂、分层、过烧等都是不允许存在的缺陷。n n过烧有可能是钢坯带来的，钢的加热温度过高（接近熔点），氧进入金属内部，氧化并部分地熔融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。n n过热是加热温度高或高温停留时间长、晶粒长得过大、晶粒结合减弱的一种现象，当加热不n n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，但都是线材所不允许有的缺陷。n n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。只强调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地正确地评价材料。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。n n钢中存在的非金属夹杂对拉丝的断头率、断面收缩率乃至拉拔速度都有影响，特别是在加工中不变形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。n n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。锰钢中如含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。n n 四、化学成分及力学性能n n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、连铸或开坯工序产品质量的四项内容。其中对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，其碳含量波动范围应尽可能小，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碳含量都相同，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，而延伸率降4%。所以通常要求同批线材碳含量波动不超过0.02%。n n对碳的要求如此，对其他Si、M、P、S 等元素，凡是影响钢材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。n n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P、S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。偏析是由上工序带来的，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。n n各类优质钢、合金钢对成分要求更为严格，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，以确保钢的洁净。n n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、同批或同盘的性能差越小越好。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。n n五、盘重n n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。n n六、包装及标志n n盘条包装是盘条质量的一项重要内容，许多老式轧机生产的盘条包装松散，经不起中途倒运，散乱的盘条比条形钢材更难重新整理，遇此情况常常不得不剪断。这不但降低了盘条质量，而且严重影响运输效率。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，或使盘卷失掉应有的弹性，在吊装时造成包装带的断裂。n n盘卷的标志应清楚，经得起风吹、日晒、雨淋和长时间放置。n n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。n n第二节 热轧盘条质量控制n n高速线材轧机生产的热轧盘条的质量，通常包含两个方面的内容：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。n n任何质量控制都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。n n一、外形尺寸n n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轧机的盘条精度。n n较高的尺寸精度是节约钢材的最有效的方法 之一，用高级钢种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，则第一道变形量得超过设计值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，将会给冷镦工序造成严重困难，产生大量废品并损坏模具。按过去标准允许的负偏差极限值轧制，同样也会给这些用户带来问题。n n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。n n轧件的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。轧件温度变化与轧机工艺设计、平面布置和控冷设备有关。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轧件出现头尾温度差的主要原因。高速线材轧机为了实现无张力轧制，设置于一些调节活套，这些活套不大不构成温度降。因此高速线材轧机轧件的温度变化主要是操作因素造成的，如加热不均，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。n n张力在热轧线材生产中是影响轧件尺寸精度的最主要因素。但在细小轧件的高速连轧中张力 又是不可避免的。粗轧中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，精轧机的消差能力也只有50%，所以控制张力在全轧线的每一个环节都不容忽略。n n孔型设计与轧件精度也有密切关系，一般讲椭圆立椭孔型系消差作用比较显著；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。n n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之内。安装导卫，调整设定孔槽都应该使用样棒。n n轧机刚度的重要性曾一度被一些人过分地强调。其实在线材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。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实惠更有效。调整精确，不松动，运行稳定对保证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主要设备注意维护、检测和改进。n n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参数，而控制参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）。凡是能造成轧机运转误差或波动的，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，也必然都影响轧件的精度。n n二、表面质量n n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。n n耳子盘条表面沿轧制方向的条状凸起称为耳子，主要是轧槽过充满造成的。轧槽导卫安装 不正及放偏过钢，均能使轧件产生耳子。轧制温度的波动或局部不均匀，影响轧件的宽展量，也可能形成耳子。此外，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，因此也是形成耳子的原因。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。n n折叠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度交角状的缺陷多为折叠，主要是由前道次的耳子，也可能是其他纵向凸起物折倒轧入本体所造成的，方坯上的缺陷处理不当留下的深沟，轧制时形成折叠。折叠的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。n n裂纹 盘条表面沿轧制方向有平直或弯曲、折曲的细线，这种缺陷多为裂纹。有的裂纹内有夹杂物，两侧也有脱碳现象。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。n n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。针孔是铸坯常见的重要缺陷之一，不显露时很难检查出来，应特别予以注意。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。n n结疤 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。前者由成品以前 道次轧件上的凸起物轧入本体形成的，后者则是已脱离轧件的金属碎屑轧在轧件表面上形成的。漏检锭上留有的结疤，钢锭表面未清除干净的翘皮、飞翅也可形成结疤。n n分层 盘条纵向分成两层或更多层的缺陷称之为分层，漏检的沸腾钢锭上部所轧出的钢坯生产的盘条，以及轧制钢坯切头不净，可使盘条产生分层。钢坯上的分层来自钢锭，当浇注钢锭时，上部形成气泡或大量的非金属夹杂物聚集，轧坯时不能焊合，化学成分严重偏析（如硫等），轧坯时造成金属不连续，也是造成分层的原因。n n夹杂 盘条表面所见夹杂（这里是指肉眼可见的非金属物质），多为铸钢时耐火材料附在钢 锭、钢坯表面，钢坯入炉加热时漏检所致。钢坯加热过程中，炉顶耐火材料或其他异物被轧在盘条表面，也可形成夹杂缺陷。n n凸起及压痕 凸起、压痕主要是轧槽损坏或磨损造成的，老式轧机生产的盘条，有时出现这类缺陷，高速线材轧机的产品甚少遇到，主要是因为高速轧机的轧辊材质坚硬，磨制光洁平滑。n n麻点是轧槽磨损严重或吐丝温度过高，冷却速度过慢，盘条表面受到严重氧化造成的，有时盘条轧成后长期贮存在潮湿及腐蚀气氛中，也形成麻点。n n划痕 划痕主要是成品通过有缺陷的设备，如水冷箱，夹送辊，吐丝机，散卷输送线，集卷器及打捆机等造成的。n n缩孔 盘条截面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。当模铸钢锭或连铸钢坯的钢液冷缩时，在锭坯中心部位出现空洞，正确的锭模设计及铸锭工艺操作使缩孔在钢锭头部形成，轧坯时将相应钢锭头部这一部分切除即可。钢坯切头不净，残留的缩孔将由半成品带入盘条。连铸方坯按“小钢锭理论”有时出现周期性的缩孔与钢锭缩孔相仿。缩孔与内裂（由内应力产生的锭、坯、材中心部位的裂纹）不同，缩孔伴有严重的非金属夹杂物，内裂是由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物聚集。也有人将锭、坯中心部位的夹杂物聚集称为缩孔。n n分层 盘条截面上的分层和表面上的分层一样，来自钢锭浇注所产生的上部气泡或非金属夹杂物的大量聚集，以及某些元素的大量偏析。n n夹杂 盘条截面上的夹杂和表面上的夹杂一样，是指肉眼可见的夹杂，这样的缺陷一般是铸钢时外来的非金属物质进入钢液，冷凝在钢锭上部，或粘附在钢锭或铸坯某个部位造成的。n n三、化学成分n n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:S 大于3:1）之外，还对盘条的各项性能有重要的影响。碳、锰、硅左右着钢的强度，韧性等基本性能。磷、硫一般被认为是有害 元素，其含量越低越好，往往根据磷硫含量评定钢的级别。磷固溶于铁素体，虽能增加强度，但使之脆化。硫则影响热工工艺，其化合物破坏基体的连续性。n n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，应注意控制氮含量不得高于0.008%。n n四、高倍低倍检验n n需要进行高倍低倍检验的项目有元素偏析、表面脱碳、夹杂、晶粒及微观组织等。偏析在盘条的断面上存在着元素不均匀的现象，称为偏析，常见的碳、硫、磷偏析最为严重。偏析现象，主要是钢液在冷却凝固过程中，元素在结晶与余液中分配不一致造成的。n n钢中的碳偏析和锰偏析，对高碳钢丝来说可能是最重要的问题。不同炼钢工艺所产生的偏析位置不同，连铸钢坯产生中心偏析的机理与钢锭产生的相同，但连铸坯存在偏析的位置与钢锭不同。对于上小下大的钢锭，上切头去除了一次缩孔和稠密的一次偏析，由于各种原因，上切头去掉后还有二次缩孔二次偏析区。二次缩孔及二次偏析在盘条厂很难检查。对于上大下小的钢锭其二次偏析较前者小。连铸钢坯的偏析问题，近年来已引起了更多地关注，特别是高碳钢，更要注 意偏析这个潜在因素。连铸钢坯好比连在一起的小钢锭，其偏析峰值与每个小钢锭的上部相似。目前采用铸造时的二次冷却来控制柱状晶生长，其目的是使钢坯横截面形成最大区域的等轴晶粒。同时在铸流冷却时使用了电磁搅拌，以试图扩散铸造时产生的富碳和富硫区，但成效有限。高碳钢连铸坯的主要问题是碳、硫和锰的偏析峰在控制冷却过程中与输送机边缘局部缓慢冷却部位重合而产生的晶界自由渗碳体和偶然粗大的珠光体晶粒，不能成功地直接拉拔成钢丝。特别是生产大直径线材时，拔丝更为困难。n n断裂与中心晶界两珠光体之间存在的脆性自由渗碳体薄膜有关。而低碳钢的渗碳体问题并不 严重，因为低碳钢在有较高的渗碳体偏析的情况下也不产生自由渗碳体。在中碳钢内有适度的碳和硫偏析是不成问题的，但是对于含碳量为0.7%0.85%的钢来说，碳和硫的偏析则是造成钢丝断裂的最主要原因，用经过铅淬火的线材拔丝尤其如此。n n斯太尔摩冷却技术已经允许在高碳钢线材中存在少量偏析，但偏析程度大时运转情况最好的斯太尔摩控制冷却线也还存在一些困难。对较大直径的线材，为了减少析出二次渗碳体，增加了冷却速度。n n通过使用较长的带有调整风量装置的控制冷却线，改进不同部位的风量（特别是运输机边缘部位）和变换线材圈与圈接触的位置，使线材得 到了更均匀的冷却。这不仅有消除粗大显微组织和减少网状渗碳体的作用，而且提高了每一圈和整卷盘条性能的均匀性。n n伴随着折叠或裂纹而产生的脱碳称为局部脱碳。在光学显微镜下，盘条表面显示碳含量减少，但其程度较轻，称为部分脱碳。与表面缺陷折叠及裂纹伴随的脱碳区，其总长度的测量方法外国标准中均有明确而详细的规定。n n非金属夹杂 非金属夹杂指高倍显微镜下检查到的非金属夹杂物，通常用夹杂物评级图作对比鉴定其级别。盘条中的非金属夹杂物来源于锭、坯浇注时外界进入脱氧脱硫反应生成的物质。它的存在破坏了金属基体的连续性，金属断裂之前，往往先在夹杂物内或夹杂物与基体金属结合 面产生断裂源。硫化物（硫化锰）、硅酸盐在加工时随基体变形，其危害性一般认为小于不能变形的氧化物，尤其是氧化铝，带棱角的氧化铝给拉丝提供应力集中的场所，造成钢丝断裂。所以就单独存在而言，在单独视场中，对氧化物的要求更严。n n金属表面晶界有脱溶的金属化合物，并且伴随着残余元素的聚集，使表面晶界脆弱，导致线材在拔丝过程中表面破裂。n n硫在降低铜的脱溶点方面也很有效。晶界富铜脱溶物的影响是使晶界变弱，其后果是使表面破裂，在拉拔过程中就发生断线事故。n n镍倾向于提高铜在铁中的溶解度。如果镍集中在氧化铁皮中，镍起有害的影响，由于金属基底和 氧化物的缠结，温度在1100以上会提高氧化铁的附着能力。这种缠结作用象骨头一样，因镍的存在骨质强度提高。n n线材在酸洗过程中铜也可能发生部分地沉积，必须控制酸洗液中铜和铁的浓度。对高碳钢来说，既要限制铜和镍富集，又要防止脱碳，一般在方坯的角上脱碳严重，脱碳与采用什么形式的加热炉有关，步进式加热炉有利于防止脱碳。n n变形奥氏体的晶粒大小决定着转变后的马氏体组织和铁素体、珠光体组织的粗细。形变奥氏体的位错密度越高，转变后的铁素体亚晶粒数量越多，钢的韧性就越好。生产中只有严格控制钢的加热、轧制和终轧温度的变形量，才能有效地控制奥氏体及铁素体的晶粒大小，才能使钢的性能稳定。n n五、力学性能n n力学性能包括抗拉强度、屈服点、断面收缩率及伸长率。供建筑直接使用的热轧盘条（用来作混凝土加强钢筋）对最低屈服点有明确要求，其力学性能必须明确规定，以满足用户进行深加工的需要，如作冷轧冷拔带肋钢筋用的低碳钢盘条，拔制非调质高强度紧固件用钢丝低碳微合金钢盘条等等，这些盘条经过规定的冷拔或冷轧产生加工硬化，从而使成品的力学性能在原料的基础上得到调整，达到所需要的力学性能指标。n n六、包装及标志n n国外有的厂家要求较严格，规定：每盘必须捆轧#道，捆轧牢固，盘卷平整，不松散，无歪n n扭线圈，不得挤压过紧，影响化学除鳞。此外，每盘必须拴扎金属标牌，印明制造厂家、规格尺寸，钢的浇注号，熔炼碳成分，轧制日期，钢种（钢的质量等级）及盘条的质量等级。n n第五章 产品质量检查、检验技术n n我国明文规定无扭控冷热轧盘条的质量检验规则是：“盘条的质量检查与验收由供方技术监督部门进行”，对于不同检验项目的取样数，取样方法及部位，以及其试验方法，也有明确规定。这些规则和方法与国际上发达国家著名企业供需间商约的规定比较各有特色。本章着重叙述国际上对重要用途盘条的常规检验与争议处理检验中 的一些要求。n n第一节 常规检验n n用高速轧机生产线材的厂家，为了及时发现废品和废品产生的原因，避免更大的损失，有的把盘条质量的常规检验放在车间内，甚至就在成品落卷和打捆旁设立的快速检验室内进行。成批生产的盘条，每盘的头部至少舍弃两圈，尾部至少舍弃#圈，之后拴上印有供货单位、浇注号、规格、熔炼碳含量、日期及顺序号的金属标牌，然后进行检查。检验内容有六项。n n（1）外形尺寸。n n（2）压扁试验。n n（3）含碳量比较。n n（4）快速碳分析。n n（5）力学性能试验；（6）高倍检验。n n根据产品技术要求，高倍检验项目包括：表面脱碳的深度及程度；表面轧制缺陷的长度及深度；缩孔；碳及硫的中心偏析；铁素体分布状态；珠光体分布状态；其他显微组织缺陷等；晶粒度；表面粗糙程度；夹杂物含量。n n第二节 各类产品生产特点和质量控制n n一、焊线钢n n焊线钢是专门供制造电弧焊、气焊、埋弧自动焊、电渣焊和气体保护焊焊条用的钢。钢的成分随所焊材质不同而不同，大致分为碳素结构钢、合金结构钢和不锈钢三大类。n n （一）焊线钢的生产特点n n焊线钢的质量要求主要是化学成分、表面质量和尺寸精度，对力学性能一般不作要求，因而对冶金质量要求较高，特别是S、P有害元素含量的控制。焊线钢的含碳量一般都低于0.15%，少量钢号的含碳量0.15%。n n碳素结构钢类的焊线钢，大部分属于低碳钢，因而对加热温度控制的要求不严格，可参照低碳钢的加热工艺。n n焊线钢的用途要求，重视钢坯表面质量的检查，对不合要求的表面缺陷，一般可用火焰清理，但对合金元素含量高的钢种不得采用火焰清理，以防止产生热裂纹，可以用其他机械修磨的方法清除缺陷。n n焊线钢的高温塑性一般都较好，变形抗力较小，热轧温度范围宽，一般可采用较大的变形量轧制。n n（二）焊线钢的质量控制n n焊线钢的应用范围十分广泛，经拔制后作不同用途和要求的焊丝用，常用于对金属结构件、机械零件、容器罐（板）、机器设备、船用钢板以及特殊用途