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摘要:随着我国工业技术和建筑行业的迅猛发展,钢材特别是螺纹钢在工业建筑领域所占的份额越来越大,而且使用螺纹钢可以较大程度的增强建筑的抗自然灾害能力,因而受到了很多的应用。为使螺纹钢的应用途径更广,提高螺纹钢的质量水平显得极为必要,可以更好的为社会进行服务。为了使得螺纹钢夹杂物的形态得以控制,通过对转炉工艺、方坯连铸工艺等进行控制来实现。同时,也可对夹杂物的种类及形态进行分析和检测,使得针对螺纹钢的质量提升更有效。
关键词:螺纹钢;问题分析;质量控制
螺纹钢的质量对各制造及建筑领域具有很重要的影响,在螺纹钢质量出现问题时,如发生脆断和弯曲时裂纹,以及夹杂等其他质量问题时,会对螺纹钢的质量形成极大的影响,并对生产厂家的市场名声也有较坏的影响,基于此,对螺纹钢的质量通过转炉、方坯连铸和吹氩等工艺进行必要的控制,以免出现其他质量问题。通过这些措施可以有效的提高螺纹钢的质量,使得生产厂家市场名声得以提升。
1热螺纹钢质量存在的问题
1.1强屈比有15%不达标
强屈比是螺纹钢质量分析的一个较为重要的指标。对螺纹钢的强屈比进行分析,发现其强屈比小于1.25的占比达到了15%,表面存在较为严重的质量问题,应该得以重视。
1.2延伸率和最大伸长率偏低
延伸率是对螺纹钢柔韧性进行分析的一个指标,最大伸长率也是分析指标之一。通过对不同规格的螺纹钢的延伸率进行检查分析,可知10~14之间时,延伸率为20%-24%之间;16~28时,延伸率为19%-22%之间。
1.3头部力学性能屈服高,延伸率和最大伸长率低
螺纹钢头部区的相关力学性能对螺纹钢整体具有较大的指导作用。例如12的屈服强度为580Mpa,伸长率为17.2%。
1.4头部横肋处金相组织出现回火马氏体
螺纹钢的头部进行金相分析时发现主要组织为回火马氏体。
1.5焊接性能差
螺纹钢质量出现问题的另一个标志即是其焊接性能较差,无法满足实际生产需要。
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图1 金相组织 图2 钢坯断面
2影响热轧螺纹钢质量的原因分析
2.1力学性能
2.1.1化学成分的影响。
(1)钢铁的组成成分主要包含有铁与碳,碳含量的多少决定着钢材的性能,碳含量较低时钢铁的柔韧性较高,当含碳量较高时,钢铁质硬而脆,随着含糖量的逐渐增高,螺纹钢内渗碳体含量也逐渐增高,使其总体强度也提高。
(2)硅含量的影响:硅作为少量元素存在于钢铁内,其可对钢铁起到固溶强化的效果,但随着硅含量的提升,钢铁的总体柔韧性也逐渐降低。
(3)锰含量的影响:锰含量的存在,可以增强钢材的强度及刚度,主要原因是锰具可较好的溶于铁元素,并对钢材形成固溶强化作用。含锰量较高,则钢铁中的珠光体含量也高,从而使得钢材强度提升。
(4)硫元素的影响:硫元素在钢材中的存在会导致钢材发生氢脆等缺陷,因而在实际螺纹钢的生成中应避免硫元素的过度集中。
(5)磷元素的影响:磷元素在钢材中存在含量较高,因其较高的固溶性,可较大程度的提高螺纹钢的刚度及强度,但也会导致钢材的柔韧性降低,也应引起必要的重视。
2.1.2金相组织的影响
钢材中因金相不同可分为铁素体、渗碳体、珠光体、马氏体及贝氏体等。铁素体是铁单质构成,其质软;渗碳体是由铁单质及碳元素构成的相体,其质较硬而脆;珠光体是由铁素体及渗碳体构成,渗碳体间隙分布于铁素体之中,对其起到强化作用,珠光体总体力学性能优良;马氏体具有较高的硬度及强度,分为高碳马氏体和低碳马氏体;贝氏体分为上贝氏体和下贝氏体。
2.2焊接性能
钢铁主要由铁元素及碳元素构成,因而含碳量的高低成为衡量钢铁性能的一项指标。对于钢铁的焊接性能而言,含碳量的高低也是其一项评价指标,钢铁的焊接性随着含碳量的升高而变差,含碳量越高,意味着其可焊接性越差,因而低碳钢的可焊接性较好。
3改进措施
3.1化学成分调整
通过一定的化学试验可以对钢铁中的化学成分进行调整。
3.2温度控制
(1)温度在钢材的加工制备过程中极为重要,如针对加热段,温度要在1100-1140℃之间,并保证钢铁温度均匀无热差。
(2)在对钢材温度进行调整时,使用水冷,并保证轧制温度在1050℃以下。
(3)钢材上冷床温度保证不小于900℃。
3.3穿水管改造
(1)针对穿水管的改造,在改造前进行穿水冷,两段穿水管之间没有反扑器连接,使得穿水管在水冷过程中时间变长,尤其是穿水管头部部分温度降低较多,造成穿水管的整体力学性能受到较大的影响。
(2)针对穿水管的改造,在改造后进行穿水冷时,在穿水管两端加上反扑器之后,可使的穿水管在水冷过程中,所需时间减少,头部温度降低较少,可更好的保证穿水管的整体力学性能不受较大影响。
3.4控制好中间包液面高度
螺纹钢在生产过程中,其中间包液面的存在,使得里面的大颗粒夹杂程度较高,严重影响了螺纹钢的质量及力学性能,因而保证其液面的相对稳定,是保证螺纹钢质量的一个关键步骤。
3.5提高一次冷却强度
在制备螺纹钢的过程中,对其冷却的过程中,第一次冷却时要提高其冷却强度。可通过将结晶器进水端的水流压力及流量增大来提高冷却强度,也可通过将进出口处水温差降低来使其实现。
3.6适当降低二次冷却强度
与提高第一次冷却强度不同的是,针对第二次冷却强度要进行降低。可将二次冷却的水流量进行降低来使得二次冷却强度降低,也可将铸坯的内部质量进行提升,从而使得螺纹钢的质量得以提升。
3.7改善保护渣的性能
在对螺纹钢进行铸造的过程中,保护渣的存在具有重要的作用,因而保证其质量极为必要。在实际生产过程中,发现保护渣存在一定的质量问题,如熔点较高,在正常炉温中,无法形成液渣层,来对螺纹钢起到保护作用,并造成卷渣及铜管磨损较为严重,针对此问题,应该进行必要的改进,以使得螺纹钢的制备质量更优。
3.8进一步提高过程控制水平
在对螺纹钢进行炼制的过程中,存在着操作不合流程,工艺过程不符规范的问题,尤其是在进行转炉生产过程时,因炉子数量较多,转炉时成分命中率较低,使得抢炉较为普遍,针对此问题,应该提高螺纹钢整体制造的远程控制水平,通过现代控制系统,使得操作问题大幅度减少。
4螺纹钢质量控制的改进措施
4.1对螺纹钢的生产和质检人员制定合理的考核制度
螺纹钢的生产是一项劳动密集型工作,因而针对操作及生产人员的管理和考核显得极为必要,科学的人员管理方式可以较大程度的提升螺纹钢生产的产量及质量。首先制定出科学的考核评价体系及指标,在考核过程中,针对员工的具体工作进行合理的打分,并对螺纹钢生产员工的权责利等进行必要的明确,以免发生责任冲突或无人负责的现象,从而使得员工的生产积极性得到较大程度的提升。
4.2提高对生产螺纹钢工艺过程的控制能力
螺纹钢在炼制及生产过程中,炉温是一项极为重要的指标,而在现行的控制体系中,针对炉温的控制是根据天气及气候调节控制的,如若出现突然的温度变化等情况,可能导致产品质量大幅下降,因而需对炉温进行全季节、全范围的智能控制,在这过程中,需要对钢材进出炉的温度进行精确控制。其中针对第一炉的炼制温度进行主要监控,也需对操作人员的考核中加入对温度的控制这一指标。在对螺纹钢炼制过程中,对设备的维护及保养也是极为必要的,在设备出现问题时进行必要的维修,可以使得螺纹钢的生产过程更为顺畅,质量更优,产量更高。
5结束语
本文通过采用化学控制、温度控制、穿水管冷却控制等措施对螺纹钢的生成中产生的问题进行分析接受,并对钢材的主要成分及含量进行了阐述。最后对螺纹钢的质量改进提出了一些措施。
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