SWRH82B頭尾脆斷原因分析及改進

林歡+黃開樂+甘超軍

摘 要：針對終端用戶使用我廠SWRH82B產品在開卷、機械剝殼過程，頭部、尾部頻繁發生斷裂，斷口呈斜劈狀，嚴重影響生產效率。文章分析脆斷形貌及特征，找出脆斷產生的原因，對此提出相應的改進措施，降低用戶使用斷絲率。

關鍵詞：脆斷；形貌；措施

中圖分類號：TG11 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）34-0095-02

1 概述

SWRH82B線材經拉拔、絞線制作預應力鋼絞線，廣泛應用于高層建筑、大跨度橋梁、鐵路、機場、電站、大壩等重大工程，因此對材料的質量提出了很高的要求。這就要求原始盤條應具有穩定的化學成分、純凈的鋼質、優良的力學性能，不能有顯著影響拉拔性能的內部和表面缺陷。用戶試用柳鋼直徑12.5mm SWRH82B盤條，在開卷過程，頭部、尾部發生脆斷，斷絲率高達百米5.0，嚴重影響了生產連續性和用戶對產品的認可度。為不斷提高產品質量，滿足用戶使用要求，本文對斷口形貌進行分析，提出減少頭尾脆斷的措施與方法，有效降低斷絲率。

2 生產工藝

我廠生產工藝流程：脫硫鐵水→150t轉爐→LF精煉→RH精煉→165mm×165mm方坯連鑄→堆冷→高速線材軋制直徑12.5mm盤條→斯太爾摩線控冷→成品檢驗。

終端用戶SWRH82B盤條生產高強度預應力鋼絞線過程為： 12.5mm熱軋盤條→酸洗→磷化→皂化→晾干→干式拉絲機9道次連續拉拔至 5.05mm→自然時效（3天）→捻繩（5.05×6+5.2×1= 15.2）→穩定處理（在線375℃高頻感應加熱回火+水冷）→矯直→預張力→盤卷→檢驗→打包入庫。

3 頭尾脆斷原因分析

3.1 生產工藝

核查該批次82B的生產工藝和設備狀況，此次生產未做任何工藝調整，冶煉過程穩定，成分、夾雜物、鑄坯質量等控制良好，生產設備狀況良好；軋制過程未見異常，軋制溫度、吐絲溫度等控制良好，盤條頭尾已剪除干凈（頭部剪6圈，尾部剪4圈），生產設備狀況良好。

3.2 開卷過程樣貌

盤條原料頭部、尾部脆斷主要發生在開卷工序和機械剝殼工序，斷口形貌（見圖1）。

3.3 盤條檢驗

3.3.1 斷口微觀特征

在同一爐對拉拔過程中頭尾脆斷的盤條跟拉拔正常的盤條進行取樣分析，做顯微組織觀察，對應的組織均發生明顯改變，與裂紋源微觀斷口（圖2）和正常邊部組織特征（圖3）均明顯不同，裂紋源微觀斷口特征均為脆性解理斷裂。

3.3.2 取回斷裂樣品并沿斷口處附近制樣，做電子顯微鏡和金相顯微鏡分析，檢測分析結果詳見表1。

試樣1：表面對應裂紋源有明顯的硬傷（圖a），對應表層組織冷變形流變特征（圖b）。

試樣2：表面對應硬傷缺陷放大特征，有橫裂紋（圖a），裂紋源表層異常M組織（圖b）。

3.4 頭尾脆斷影響因素

開卷、機械剝殼過程脆斷，從檢測結果可看出，盤條表面有硬損傷缺陷，斷口呈斜茬狀，無明顯頸縮，裂紋源均在邊部區域，裂紋源微觀斷口特征均為脆性解理斷裂，缺陷處出現馬氏體等不良組織，正常邊部和基體均未發現異常組織。

經分析，造成盤條頭部、尾部脆斷裂原因有：（1）斷口的斷裂源處發現橫向擦痕，擦傷缺陷，橫裂紋產生，在用戶使用現場查看盤條打包線位置也有擦傷痕跡，可能為盤條打包線劃傷所致。（2）目前柳鋼82B盤條的打包線和基體之間暫無防護措施，打包過程中打包線與盤條基體瞬間碰撞，此碰撞可產生較高溫度，造成盤條基體生成馬氏體。（3）盤條在吊運和運輸過程發生表面機械劃傷，盤條的表面缺陷加上盤條開卷時存在較大的扭轉應力，在開卷過程中就會發生瞬間斷裂。（4）打包機壓力過大，盤條壓的太緊，82B盤條內應力還沒有完全釋放。（5）用戶在使用時時效周期太短，還沒有到出廠建議時效周期就開始使用。（6）在裝車、運輸途中使用電磁點劃傷盤條表面。

4 頭尾脆斷現象問題的解決方法

針對分析出的原因，結合我廠生產工藝和設備狀況，為降低頭尾部脆斷斷絲率，本文提出以下解決方案：（1）由于打包線劃傷頭部、尾部盤條，經過不斷地摸索，最終選擇在打包線和盤條基體之間增加塑料墊進行表面防護，避免打包線對盤條表面的擦劃傷，防止碰撞產生較高溫度生成馬氏體。（2）盤條在廠內只能用吸盤進行調運，嚴禁用鋼絲繩或叉車調運，避免表面劃傷。（3）調整打包機壓力值，要求打包機壓力在28-30噸之間。（4）盤條入庫后，盡量減少盤條搬運，為避免打包線移位對盤條的劃傷，下一步將用鐵線對打包線進行固定。

5 效果

通過對用戶提出的頭尾脆斷原因進行分析，最終找到因素因素并進行改進，根據用戶使用反饋，效果較好，頭部、尾部脆斷大幅度降低，斷絲率低于百米3.0，滿足了用戶使用要求。

參考文獻：

[1]蔡開科.連鑄坯質量控制[M].北京：冶金工業出版社，2010：284.

[2]劉振成，侯基林，姜德剛.SWRH82B高碳盤條脆斷原因分析[J].鋼鐵，2013，4：49-52.endprint