SWRH82B头尾脆断原因分析及改进

林欢+黄开乐+甘超军

摘 要：针对终端用户使用我厂SWRH82B产品在开卷、机械剥壳过程，头部、尾部频繁发生断裂，断口呈斜劈状，严重影响生产效率。文章分析脆断形貌及特征，找出脆断产生的原因，对此提出相应的改进措施，降低用户使用断丝率。

关键词：脆断；形貌；措施

中图分类号：TG11 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）34-0095-02

1 概述

SWRH82B线材经拉拔、绞线制作预应力钢绞线，广泛应用于高层建筑、大跨度桥梁、铁路、机场、电站、大坝等重大工程，因此对材料的质量提出了很高的要求。这就要求原始盘条应具有稳定的化学成分、纯净的钢质、优良的力学性能，不能有显著影响拉拔性能的内部和表面缺陷。用户试用柳钢直径12.5mm SWRH82B盘条，在开卷过程，头部、尾部发生脆断，断丝率高达百米5.0，严重影响了生产连续性和用户对产品的认可度。为不断提高产品质量，满足用户使用要求，本文对断口形貌进行分析，提出减少头尾脆断的措施与方法，有效降低断丝率。

2 生产工艺

我厂生产工艺流程：脱硫铁水→150t转炉→LF精炼→RH精炼→165mm×165mm方坯连铸→堆冷→高速线材轧制直径12.5mm盘条→斯太尔摩线控冷→成品检验。

终端用户SWRH82B盘条生产高强度预应力钢绞线过程为： 12.5mm热轧盘条→酸洗→磷化→皂化→晾干→干式拉丝机9道次连续拉拔至 5.05mm→自然时效（3天）→捻绳（5.05×6+5.2×1= 15.2）→稳定处理（在线375℃高频感应加热回火+水冷）→矫直→预张力→盘卷→检验→打包入库。

3 头尾脆断原因分析

3.1 生产工艺

核查该批次82B的生产工艺和设备状况，此次生产未做任何工艺调整，冶炼过程稳定，成分、夹杂物、铸坯质量等控制良好，生产设备状况良好；轧制过程未见异常，轧制温度、吐丝温度等控制良好，盘条头尾已剪除干净（头部剪6圈，尾部剪4圈），生产设备状况良好。

3.2 开卷过程样貌

盘条原料头部、尾部脆断主要发生在开卷工序和机械剥壳工序，断口形貌（见图1）。

3.3 盘条检验

3.3.1 断口微观特征

在同一爐对拉拔过程中头尾脆断的盘条跟拉拔正常的盘条进行取样分析，做显微组织观察，对应的组织均发生明显改变，与裂纹源微观断口（图2）和正常边部组织特征（图3）均明显不同，裂纹源微观断口特征均为脆性解理断裂。

3.3.2 取回断裂样品并沿断口处附近制样，做电子显微镜和金相显微镜分析，检测分析结果详见表1。

试样1：表面对应裂纹源有明显的硬伤（图a），对应表层组织冷变形流变特征（图b）。

试样2：表面对应硬伤缺陷放大特征，有横裂纹（图a），裂纹源表层异常M组织（图b）。

3.4 头尾脆断影响因素

开卷、机械剥壳过程脆断，从检测结果可看出，盘条表面有硬损伤缺陷，断口呈斜茬状，无明显颈缩，裂纹源均在边部区域，裂纹源微观断口特征均为脆性解理断裂，缺陷处出现马氏体等不良组织，正常边部和基体均未发现异常组织。

经分析，造成盘条头部、尾部脆断裂原因有：（1）断口的断裂源处发现横向擦痕，擦伤缺陷，横裂纹产生，在用户使用现场查看盘条打包线位置也有擦伤痕迹，可能为盘条打包线划伤所致。（2）目前柳钢82B盘条的打包线和基体之间暂无防护措施，打包过程中打包线与盘条基体瞬间碰撞，此碰撞可产生较高温度，造成盘条基体生成马氏体。（3）盘条在吊运和运输过程发生表面机械划伤，盘条的表面缺陷加上盘条开卷时存在较大的扭转应力，在开卷过程中就会发生瞬间断裂。（4）打包机压力过大，盘条压的太紧，82B盘条内应力还没有完全释放。（5）用户在使用时时效周期太短，还没有到出厂建议时效周期就开始使用。（6）在装车、运输途中使用电磁点划伤盘条表面。

4 头尾脆断现象问题的解决方法

针对分析出的原因，结合我厂生产工艺和设备状况，为降低头尾部脆断断丝率，本文提出以下解决方案：（1）由于打包线划伤头部、尾部盘条，经过不断地摸索，最终选择在打包线和盘条基体之间增加塑料垫进行表面防护，避免打包线对盘条表面的擦划伤，防止碰撞产生较高温度生成马氏体。（2）盘条在厂内只能用吸盘进行调运，严禁用钢丝绳或叉车调运，避免表面划伤。（3）调整打包机压力值，要求打包机压力在28-30吨之间。（4）盘条入库后，尽量减少盘条搬运，为避免打包线移位对盘条的划伤，下一步将用铁线对打包线进行固定。

5 效果

通过对用户提出的头尾脆断原因进行分析，最终找到因素因素并进行改进，根据用户使用反馈，效果较好，头部、尾部脆断大幅度降低，断丝率低于百米3.0，满足了用户使用要求。

参考文献：

[1]蔡开科.连铸坯质量控制[M].北京：冶金工业出版社，2010：284.

[2]刘振成，侯基林，姜德刚.SWRH82B高碳盘条脆断原因分析[J].钢铁，2013，4：49-52.endprint