高碳钢线材表面缺陷的控制

高碳钢线材表面缺陷的控制

大规格预应力钢绞线用高碳钢线材，经连续冷拉、捻股及稳定化加工后，主要用于大跨度桥梁、铁路、高层建筑、电视塔、核电站安全壳等现代化重要工程，对线材的表面质量有很高的要求。表面缺陷最大的危害就是降低线材的断面收缩率等塑性指标，从而影响冷拉加工性能，容易发生盘条拉拔脆断及捻股中的断丝等问题。

研究表明，表面缺陷对产品性能的影响与缺陷的深度有密切关系。随着缺陷深度的增加，线材平均面缩率及面缩率的合格率均逐步下降，0.20~0.37mm缺陷深度的面缩率合格率较0.11~0.19mm缺陷深度要下降17%。按照欧洲的质量标准，高等级Φ12.5mm规格的线材，允许最大不连续裂纹深度为0.20mm。

经对缺陷试样断口宏观特征及组织的检测分析，发现表面缺陷主要与轧制折叠、热划伤等有关，其次也与盘条在储运过程中的擦伤有关。其主要因素有以下几个：

轧制折叠。主要是前道次的耳子，也可能是其它纵向凸起物折倒轧入本体所造成。

热划伤。主要是成品通过有缺陷的设备，如水冷箱、夹送辊、吐丝机等所造成。

表面晶界弱化。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，这种脆性表面结构在钢坯加热过程中会发展。在这方面，铜有明显破坏作用。铜在钢和氧化物的界面上产生富集；锡、硫等元素则会明显降低铜的溶解极限，导致金属间化合物中的含铜量增加。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，在拉拔过程中就会发生断线事故。

储运过程中的擦伤。剧烈的摩擦会造成盘条表面升温然后急冷，导致表面形成类似淬火组织的硬化层，最终造成成品表面裂纹。

针对上述检测结果，可以采取以下技术措施来控制表面缺陷的发生。

轧钢方面为控制耳子、折叠的产生，需规范中轧及减定径机RSM的辊缝设定，并定期抽查；加强头尾剪切的标准化操作，保证时效试样的代表性。

为了避免热划伤引起的线状缺陷，应及时更换损坏的导卫；并对水冷箱、夹送辊、吐丝机等部位经常进行检查，做到及时维修。

为了减少铜的富集，应对高炉铁水及废钢中的残余元素提出要求，保证钢中铜的质量分数控制在0.10%以下，并尽可能降低钢中锡、硫的质量分数。

储运工序增加简易包装，减轻机械损伤，要求盘条装卸按标准操作，吊车用软绳，叉车叉头有保护等。

另外，为避免皮下气泡及非金属夹杂物的产生，炼钢方面的措施是采用弱冷制度、大的铸机弧形半径、保护渣浇注、合理的结晶器振动方式、结晶器电磁搅拌、精确的结晶器液位控制等方面的技术。

武钢采取了以上各项措施后，明显提高了产品的合格率。(一员)