红钢线材 HRB400E盘螺产品实物质量提升生产实践

王东宇 朱艳红 舒云胜 杨章令 李文举

摘 要: 针对当前红钢线材HRB400E盘螺产品实物质量存在的问题及用户访问反馈的主要问题，我们结合日常生产过程及用户反馈信息组织分析了相关的原因，并提出相应的控制措施及处理方法，从钢材产品外形质量提升、力学性能改善、产品质量监督抽查等多个方面入手，着力提升钢材产品实物质量。

关键词： HRB400E盘螺 力学性能提升 关键过程控制 工艺优化

1 前言

红钢高速线材生产线全线轧机共28架，粗轧、中轧和预精轧机组各6架，平立交替布置，精轧机组为10机架集体传动、顶交45悬臂式碳化钨辊环高速无扭轧机，生产中轧件为无扭转轧制，风冷线为传统的斯太尔摩控制冷却线。生产规模为年产40万t，生产钢种：碳素结构钢、优质碳素结构钢、焊条钢、低合金钢；产品规格：Æ5.5～16mm直径光面高速线材和螺纹盘卷,盘卷外径Æ1250mm；盘卷内径Æ850mm, 盘卷高度~1700mm（压紧后）, 盘卷重量：2020kg。根据市场情况，目前主要生产的Φ6mm、Φ8mm、Φ10mm三种规格的HRB400E热轧带肋盘卷产品及Φ6mm～Φ12mm的HPB300光圆钢筋盘卷。

自2018年11月1日起，新版国标GB/T 1499.2-2018下发实施后，对热轧带肋钢筋的外形尺寸、钢材重量允许偏差、金相组织等多个方面都进行了要求，同时，用户也对钢材的力学性能及包装质量也提出了相应的要求。为进一步稳定和提升产品质量，我们从钢材产品力学性能改善、外观质量提升、生产关键过程控制、产品质量监督等多个方面入手，对产品质量提升进行了攻关。

2 红钢线材HRB400E盘螺质量问题

2.1 力学性能

钢材力学性能的稳定性直接影响钢筋质量的好坏,在当下日新月异的发展速度下,市场对外观以及性能的要求已经达到了新的高度,对钢材的质量要求越来越高,尤其是对性能不合格采取零容忍，钢材会因其成分差异、组织缺陷、夹杂物、表面缺陷与不同的外观尺寸等原因而导致性能出现异常^[2]。红钢线材HRB400E盘螺由于受加热模式和水冷线装备水平的影响，力学主要靠风冷来控制，造成力学的主要质量问题为屈服强度偏低、钢材脆断和力学性能同圈差较大等。

2.2 钢材产品外观质量

在日常生产及用户反馈的问题中，HRB400E热轧带肋盘螺的钢材外观质量问题主要反馈为钢材外形及包装质量，影响钢材外观质量的主要因素是轧制过程控制、精整集卷、包装和吊运。其中红钢线材产品外形问题主要为尺寸超差、钢材表面折叠、耳子、划痕及防伪标识模糊不清、包装松散、卷形不好及钢材产品表面锈蚀等。

3、 影响红钢线材HRB400E盘螺质量问题的因素

3.1生产关键过程控制

连铸坯质量对高线表面质量和使用性能有重要的影响，提高连铸方坯质量是提高高线产品质量的有效方法^[3]。在轧制生产过程中，温度控制、料型控制及速度控制的控制效果会直接影响到钢材的综合质量。温度控制不当容易引起钢材产品金相组织结构缺陷，导致钢材力学性能不稳定，力学缺陷进一步影响到钢材的使用效果，料型控制及速度控制不当，容易出现产品外形尺寸过大或过小，重量允许偏差超标，严重时甚至因产品料型尺寸超差导致钢材产品直接判废。速度控制不当会造成堆钢、轧件拉断、生产备件损坏和产品质量事故。

3.2 产品质量监督

质量监督是保障钢材产品质量的重要因素，需要监督部门能够充分发挥自身作用，以科学的方法开展质量监督工作，为钢材产品的质量作出保障^[4]。由于部分职工在生产过程中对整个钢材生产工艺流程认识的不足，对质量控制的重要性认识和重视不足，在生产过程中就容易忽视自身岗位对质量管理的重要性而导致出现质量事故，造成问题钢材流入市场。

4 采取的控制措施

4.1 监控铸坯质量、优化铸坯成分控制及轧制工艺提升力学性能

1）高炉提高铁水质量，为炼钢稳定冶炼创造条件,炼钢以热平衡为基础细化转炉装入制度，提高转炉装准率，稳定冶炼过程，降低出钢量波动对成分控制的影响，过程中加强合金烘烤和脱氧合金化操作，稳定合金回收率，化学成分按控制目标值进行控制，减少化学成分波动，加强钢包吹氮（氩）工艺的监督工作，保证钢水成分均匀，通过做好连铸供水质量提升及铸坯二次冷却区比水量控制，提高连铸坯内部质量，避免连铸坯产生裂纹造成盘螺产品缺陷。

HRB400E盘螺的钢材力学性能与钢坯的化学成分有着密切的联系，其中碳、硅、锰的含量对力学性能的影响较大^[5]。根据炼钢工艺及轧钢工艺的生产实际情况，结合钢坯化学成分对产品力学性能的影响，为进一步保证好钢材力学性能稳定，减少因钢材力学性能波动引起的产品市场质量风险，我们对铸坯化学成分控制进行了调整，重点对硅、锰的控制范围进行了调整，铸坯化学成分控制范围调整前后见表1。

表1 调整前后、铸坯化学成分控制范围
牌 号	规格/mm	控制要求	化学成分/%					备注
			C	Si	Mn	S、P	Ceq
HRB400E	6～10	范围	0.19～0.25	0.32～0.52	1.20～1.45	≤0.045	0.42～0.52	调整前
	6～10	目标	0.22	0.42	1.32		0.45
	6～10	范围	0.19～0.25	0.32～0.65	1.25～1.45	≤0.045	0.42～0.53	调整后
	6～10	目标	0.22	0.51	1.35		0.45

2）针对HRB400E盘螺的钢材力学性能存在波动的原因进行了分析，对加热炉加热制度及开轧温度进一步优化，严格控制好开轧温度，将开轧温度由原来的控制上限1050℃下调为1030℃，其余各关键点温度控制范围见表2。

表2 线材关键点温度控制范围

牌号	规格/mm	加热炉均热段温度/℃	开轧温度/℃	进精轧温度/℃	吐丝温度/℃
HRB400E	6	850～1050	≦1030	≦940	≦960
	8～10	850～1050	≦1020	≦920	≦940

3）风机状态及风量控制：通过对风机开启数量来达到不同冷却速度的目的。由于建筑用盘螺要求屈服强度、抗拉强度越高越好，温降越快，晶粒越小，性能越高，在生产中我们及时调整线材斯太尔摩风冷线控制参数，适量调整风机风量及风冷辊道运行速度，以达到最优控制，保证力学性能在控制范围。

4.2控制生产过程改善钢材产品外观质量

1）在轧制生产过程中，认真检查轧机的调整、导卫及轧辊（辊环）的表面及其装配位置，及时更换轧辊、导卫、活套等易磨损机械部件，保证产品的表面质量及外形尺寸在控制范围内；在料型和速度调整过程中，加强现场生产信息沟通，避免因轧制速度不匹配或调整不当造成尺寸超差。在生产过程中红检工做好成品质量监督工作，定时取样检查表面质量及测量外形尺寸，并根据样品综合质量情况做出评判，发现存在质量问题及时采取有效措施，避免批量废次品产生。

2）结合常见的包装质量问题，对打包线化学成分及轧制工艺进行了调整，重点改善其力学塑性，降低屈服强度，提升其使用性能，有效减少打包线打包扭结及吊装、搬运过程中断线的几率，同时对打包机打包压力进行限定，避免打包后出现包装松散问题。对钢材入库和出库采取有效的管理措施，采取“先入先出”及外围场库“下垫上盖”等有效措施，避免钢材因长期库存或防护措施不当而引起钢材产品表面锈蚀。

4.3 做好产品质量监督

1）建立健全有效的质量监督管理制度，结合常见的产品实物质量存在的问题及用户访问过程反馈的主要问题，制定质量提升方案，并成立了车间级、厂级、公司级质量监督抽查小组，定期对钢材产品综合质量进行抽查，保证出厂产品质量。

2）全面加强质量管理，夯实高质量发展基础，做好质量管理及培训工作，营造出“人人关心质量、人人重视质量”的工作氛围，推进全工序产品质量提升。

5 取得的效果

5.1产品力学性能提升

1）攻关前随机采集60组6～10mm的HRB400E盘螺钢筋样品的坯料化学成分及产品力学性能统计见表3。

表3 攻关前坯料化学成分及产品力学性能统计

	化学成分/%							力学性能
	C	Si	Mn	S	P	Ceq		屈服强度 / MPa	抗拉强度/ MPa	断后伸长率/%
最大值	0.25	0.50	1.45	0.045	0.045	0.51		450	680		33
最小值	0.20	0.32	1.21	0.018	0.021	0.42		415	595		21
平均值	0.22	0.40	1.33	0.029	0.032	0.46		429.7	650.8		24.8

2）攻关后随机采集60组6～10mm的HRB400E盘螺钢筋样品的坯料化学成分及产品力学性能统计见表4。

表4 攻关后坯料化学成分及产品力学性能统计

	化学成分/%							力学性能
	C	Si	Mn	S	P	Ceq		屈服强度 / MPa	抗拉强度/ MPa	断后伸长率/%
最小值	0.25	0.60	1.44	0.040	0.044	0.50		470	690		26
最大值	0.19	0.39	1.25	0.016	0.022	0.42		415	615		21
平均值	0.22	0.50	1.35	0.026	0.032	0.46		437.3	656.3		23.5

从表3、表4对比可以看出，通过组织开展对连铸坯化学成分调整控制及轧制生产工艺优化工作，HRB400E盘螺产品力学性能提升效果明显，攻关后铸坯硅含量平均值比攻关前提高了0.10%，铸坯锰含量平均值比攻关前提高了0.02%，钢材产品屈服强度平均值比攻关前提高了7.6MPa，有效提高了线材HRB400E盘螺的产品力学性能，进一步保证了钢材力学性能稳定，减少了因钢材力学性能波动引起的产品市场质量风险。

5.2产品外观质量提升

我们通过做好炼钢、轧钢及物流等各工序的质量提升工作，前期盘螺产品实物质量存在的问题及用户访问过程反馈的主要问题得到进一步改善。通过加强过程质量监督抽查，对出厂钢材质量严格把关，有效减少了钢材重量允许偏差超标、打包线断线、包装松散、包装多头、卷形不好、乱卷及钢材产品表面锈蚀等现象，出厂的钢材表面质量、包装质量均得到了大幅提升，基本满足了当前用户对产品质量的要求。

6 结语

随着社会经济发展和工程质量追责制度的不断完善，人们的产品质量意识也在不断提升^[6]。我们从钢材产品外形质量提升、力学性能改善、生产关键过程控制、产品质量监督抽查等多个方面入手，查找和分析影响产品质量的主要因素，通过控制好生产流程的各个关键环节，采取有效措施开展产品综合质量提升攻关工作，实现了线材HRB400E盘螺产品实物质量的提升，取得了良好的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1] 刘金超，栾兆亮，赵蕾，亓杰. 热轧带肋钢筋（HRB400）力学性能指标低的原因分析[J]. 物理测试, 2010(3): 35-39

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[3] 彭锋，唐尚保. 连铸坯质量对高线质量影响的分析[J]. 江西建材, 2014(24): 300-301

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