HRB400E 棒材堆鋼原因及控制措施研究

劉 凱

（陽春新鋼鐵有限責任公司，廣東 陽江 529600）

HRB400E 棒材屬于三級鋼，是主要的鋼筋混凝土材料之一，被廣泛應用于各類建筑工程中。近年來隨著建筑工程規模的不斷增加，對棒材的需求量也在不斷增加，因此需要對生產線進行不斷的優化和完善，確保棒材的產量和質量。追堆鋼現象是HRB400E 棒材生產過程中最容易出現的故障，同時也生產線中出現工藝故障比例最多的軋制事故。為了確保HRB400E 棒材生產的效率和安全，需要加強對堆鋼現象的控制，本文主要針對HRB400E 棒材堆鋼出現的原因進行討論，并找到解決措施。

1 HRB400E棒材堆鋼現象

棒材出現堆鋼現象，主要有以下幾種類型，分別是頭部堆鋼，中部堆鋼和尾部堆鋼。三種堆鋼類型看起來極為相似，但是在不同的機組中會有不同的軋區，因此出現這三種類型的堆鋼現象，具體原因有所差距，不同原因導致的堆鋼問題解決辦法也不同，因此減少堆鋼事故的發生，是棒材生產過程中重點考慮的問題。

2 HRB400E棒材堆鋼分析

2.1 堆鋼棒材特征

選取堆鋼試樣，如果發現中間料頭部劈裂導致堆鋼事故，并且有向里延伸的趨勢，需要對其進行分析，出現這種情況通常是因為，鋼方坯經廠內運輸到棒材車間冷裝入通過加熱出爐后進行軋制，在軋制的過程中發生的問題，需要在開裂位置根部選擇金相試樣進行金相觀察[1]。

2.2 金相檢驗分析

將試樣進行機械研磨拋光，用4%硝酸酒精溶液侵蝕6s 左右，然后用乙醇溶液沖洗并吹干，可以發現裂紋兩側脫碳明顯，氧化物質點及裂紋根部分叉明顯，出現這種裂紋主要是因為在加熱過程中鋼材形成了氧化物質點和脫碳，在軋制過程中沒有出現焊合而導致出現劈裂[2]。

2.3 方坯低倍檢驗

這種檢驗方式主要是針對軋制過程中頭部劈裂缺陷源于方坯端面處的堆鋼試樣，通過進行低倍檢驗觀察鑄坯內部質量情況，如果發現鑄坯斷面處中間裂紋嚴重，并且坯料脫方嚴重，說明存在堆鋼問題。

2.4 方坯中間裂痕出現原因

這類棒材試樣，會出現中間裂紋的主要原因是鑄坯在二次冷卻區時冷卻不均勻，導致HRB400E 棒材溫度回升過大而發生熱應力作用，回溫會引起坯殼的膨脹，導致張應力超過高溫允許強度，因此發生開裂，這種時候由于棒材處于半凝固或凝固狀態，剛屬于無法進行及時的補充，因此會在鑄坯內部形成裂紋[3]。其次HRB400E 棒材主要使用的是Nb-V 復合微合金化工藝，在鑄坯凝固的過程中，N（C，N）會沿原奧氏體晶界析出，降低了界面結合能，應力下發生塑性變形時，微細的晶界析出物作為應力集中源，與晶界脫開形成微孔，在晶界滑移的作用下，微孔連接形成裂紋。另外二次冷卻區水量如果沒有進行及時的調整，二次冷卻的強度相對較大，對于水量的分配沒有進行調整，會導致鑄坯回溫大，從而導致鑄坯中間裂紋嚴重。最后出現裂紋的原因還跟過熱度有關，過熱度高于40℃出現中間裂紋的概率明顯高于過熱度低于30℃的爐次[4]。

3 堆鋼事故發生原因分析

3.1 料型原因

在HRB400E 棒材軋制過程中如果料型的控制不合理，不符合生產合格尺寸，在軋制的過程中會導致軋制料型尺寸變大而導致堆鋼。軋輥孔型使用不當或孔型磨損嚴重，不同的壓制規格對應著不同的孔型，如果規格孔型不相符，會及其容易導致對鋼事故的發生，同時孔型會隨著過鋼量的增加而出現不同程度的磨損，隨著時間的推移，磨損會增加，導致尺寸變寬或變大，不進行及時的調整會導致下料尺寸變大，出現堆鋼事故[5]。

3.2 導衛裝置

導衛裝置導輥間的開口尺寸沒有根據料型尺寸進行調整，導致開口過小或過大容易導致堆鋼問題的發生。進口導板內孔尺寸過小或有雜物導致軋件堆積，也會導致堆鋼[6]。導衛裝置的安裝要求入口，軋槽和出口的中心線保持在同一軸線上，否則會出現導衛與孔型不對稱引起軋件沖出導衛造成堆鋼。軋制一定的過鋼量后，導輥會因為磨損而使開口尺寸變大，如果沒有進行及時調整，會導致導衛裝置失去扶持軋件的作用，容易出現堆鋼事故。最后導衛裝置安裝質量差不牢，在使用的過程中會出現導滾斷裂等問題，從而造成堆鋼。

3.3 軋件頭部彎曲

坯料在加熱過程中，如果溫度不均勻會導致上下溫差較大，從而造成頭部彎曲，會在導衛中引起堆鋼。軋輥存在上下輥直徑差，會產生上壓力或下壓力，從而造成軋件的彎頭引起堆鋼。導衛裝置在安裝時，中心線與孔型中心線不一致會導致軋件再進入下一架軋機時出現彎頭引發堆鋼。軋機傳動部件間隙過大會引起上下輥轉速不同步現象，從而造成軋件彎頭引發對鋼[7]。

4 堆鋼問題控制措施

4.1 調整尺寸

HRB400E 棒材在進行生產之前，要按照規定和工藝技術預先調整孔型下料尺寸，在生產過程中如果出現坯料溫度或孔型磨損時，每隔10min 左右要對下料尺寸進行測量，并根據測量結果進行及時的調整，保證HRB400E棒材尺寸在規定的范圍之內，并且防止堆鋼問題的發生。

4.2 保證導衛裝置的安裝質量

導衛裝置是影響HRB400E 棒材堆鋼問題的重要因素，因此在導衛裝置安裝時，要確保導輥和導板的裝配在同一中心線上，導輥不得出現隨意的更改，確保導板內孔表面光滑沒有雜物，導輥的開口尺寸要比規定尺寸略大1mm。導衛裝置在安裝軋機時，導位底座與軋機底座卡槽要對應壓緊，并且確保導衛裝置的中心線和孔型中心線保持一致。在生產過程中要對導衛冷卻水路潤滑油路的通暢情況進行檢查，出現問題時要進行及時的處理，在維修導衛裝置時要及時更換導輥軸承[8]。

4.3 控制軋件彎頭

生產要嚴格按照加熱工藝進行操作，保證坯料受熱均勻控制坯料開軋溫度和終軋溫度在規定的范圍內，軋輥孔型加工時要確保成套的軋輥直徑相同，對傳動部件進行及時的測量和更換，減少傳動部件之間的間隙，在安裝或調整到位裝置時，要保證進出口和孔型的中心線一致[9]。

5 HRB400E棒材堆鋼具體原因及控制措施

5.1 軋件頭部在中間機架咬合時堆鋼

5.1.1 原因分析

主要是由于軋件尺寸過大，導致軋件進入下一道次，然后在入口導夾板上堆積，造成鋼材堆積。導板上有雜物。更換新孔型后，軋件頭部打滑，在軋制孔內堆積鋼材。導衛安裝不到位，或配套導衛磨損嚴重，特別是中粗軋機出口扭轉角發生變化，造成鋼材堆碼。由于鋼坯中的分層、夾雜或廢料而導致的軋件裂開。軋件的彎頭會導致頭部鋼堆。側彎主要是由于導軌中心線與縱向軋制線的差異造成的。上輥與下輥之間的不均勻磨損可能是由于上輥與下輥之間的不均勻磨損造成的。頭部鋼的溫度太低，導致咬合困難和頭部斷裂。

5.1.2 控制措施

適當調整軋機輥縫。清理和檢查孔型和各種導向裝置。新型換孔器采用砂輪拋光。及時調整或更換導衛。認真檢查鋼坯，嚴禁存在質量問的鋼坯在爐內加熱軋制。杜絕低溫鋼和黑頭鋼的使用。

5.2 軋件中部和尾部

5.2.1 原因分析

軋制速度和輥徑設置不正確。更換輥和孔后張力設定太小。電氣控制的原因。某軋鋼機由于電動機轉速的突然增減，破壞了原有的連軋關系，造成鋼材堆垛。前幾道次軋輥突然斷裂或導衛嚴重損壞，會引起軋件橫截面的變化，引起鋼材的堆積。軋件鋼溫波動大，或整個軋件溫度過低，導致電機跳閘、積鋼。坯料的脫層、嚴重氣泡等缺陷導致軋件在軋制過程中斷裂，導致鋼材堆積[10]。

5.2.2 處理措施

正確設定軋制速度、輥徑和張力。電器檢查。更換斷輥或更換損壞嚴重的導衛。加強鋼溫的調試或保溫待軋。加強對進爐坯料的監控，堅決避免有問題的鋼坯進入。

5.3 軋機組機架間

5.3.1 原因分析

材料形狀、尺寸不符合要求。輥徑和間隙值設置錯誤。在新換道次時，軋件容易打滑，特別是橢圓軋件進入圓孔型時。導向裝置安裝不正確，導向裝置堵塞或被沖走。粗軋、中軋張力過大，精軋時軋件堆積。

5.3.2 處理措施

控制軋件尺寸。正確設置輥徑和間隙值。在換輥和孔型軋制過程中，應正確調整各機架的轉速，做好孔型磨削。檢查、更換和調整導板的一半。正確調整各機架的堆拉關系。

5.4 飛剪

5.4.1 原因分析

切割頭和切割尾太長，卡在導槽內。剪刀和切換器磨損、變形或位置不正確。未剪斷，不切頭或切彎頭影響咬入。飛剪在中途切斷，切斷失去控制。

5.4.2 處理措施

重新設置2 號工作臺的切割頭、尾部長度和張力。檢查剪刀和飛剪的導槽。復位飛剪主導因素。飛剪相關檢查。

5.5 活套

5.5.1 原因分析

活套動作時間不正確。套量過大或速度設定不正確。活套起.套輥或軋件導向板磨損嚴重。活套掃描器故障或前面熱檢信號被擋。冷卻水過多或水霧過大影響檢測效果。

5.5.2 處理措施

重新設定活套動作參數。加強對活套輪的檢查及更換工作。檢查相關的檢測系統。

6 結語

綜上所述，堆鋼事故是HRB400E 棒材生產過程中最常見的問題，不僅會導致生產效率和質量受到影響，還容易引發安全事故，因此必須要對堆鋼事故進行分析，根據發生原因采取相應的控制措施，降低HRB400E 棒材堆鋼事故的發生，確保HRB400E棒材生產的順利進行。