八钢公司轧钢厂棒线分厂
摘要：根据当代材料领域的共同认识，要想同时大幅度提高钢铁材料的强度和韧性，最好的方法是细化晶粒，该工艺可大幅度减少合金用量、降低坯料成本，提高钢筋强度、韧性和综合性能。
关键词：HRB400热轧带肋钢筋；问题；改进；拉伸试验
1.前言
目前，热轧带肋钢筋生产企业广泛采用多切分技术用以提升产量和降低成本。钢筋的生产对技术控制要求很高，也需要我们有效控制生产工艺，提供产品质量。
2.工艺优化及问题解决
2.1屈服强度低，且部分批次拉伸曲线出现屈服平台不明显现象
针对试轧过程性能较低、屈服平台不明显的问题。金相组织中出现了粒状贝氏体，而粒状贝氏体是由于风冷速度过快、终冷温度过低造成的。因此，要想避免粒状贝氏体产生，就必须提高终冷温度，让钢材在Bs温度以上，完成等温转变，产生屈氏体、索氏体等晶粒较细的组织。通过现场不断对风冷辊道速度与风机开口度大小的不断调整、试验，试样出现明显屈服平台。
2.2晶粒粗大
分析原因认为是轧后晶粒长大的结果，因为冷却速度影响着γ->α的相变过程及相变后铁素体晶粒长大过程。进行调整工艺，中轧后采用穿水冷却装置，使轧件进入精轧机的温度控制在临界相变点Ar3～Ar3之间，诱发了铁素体相变，使晶粒细化。精轧后采用穿水冷却装置，精确控制相变温度，阻止晶粒长大，确保转变组织为细晶粒铁素体+珠光体。经过调整后的试样金相组织显示晶粒较细小。因此试验结果表明轧后控冷工序是必需的，第一可以抑制晶粒的长大，保持细晶效果；第二可以降低奥氏体向铁素体的相变点，使相变驱动力增大，增加铁素体的形核数量，达到细化晶粒的作用[1]；第三可以保持一部分加工硬化状态，抑制恢复过程，从而提高强度。试样检验结果表明，在采用一系列控轧控冷措施以后，钢筋晶粒明显细化，力学性能得到明显提高。
2.3金相组织不均匀
分析原因认为是轧后控制冷却风量不均匀，通过不断总结调整风冷辊道速度、风机开启情况及佳灵装置参数，合理地控制钢筋在风冷辊道上的圈距大小、受冷却位置及相变转变温度，使得强度提高、组织均匀。
3.常见技术难点及改进措施
3.1弯头现象
弯头主要表现为切分架出口头部侧弯和轧件出K2后弯头。其原因为：1）精轧机轧机间距小，轧件机架间拉钢较大、头部尺寸过大且无缓冲，造成切分前头部侧弯。2）K1-K2间距小，造成扭转导卫间隙小，轧件出K2与扭转轮强烈接触造成弯头。尤其在轧制初期，K2出口弯头更为明显。解决措施：1）保证精轧各机架孔型充满度。2）适当减小K2椭圆度。3）合理调整切分辊缝和导卫导辊的间隙。4）开轧初期出现K2出口弯头，实时调整扭转导卫间隙和17#进口导轮间隙，能缓解弯头，该措施在试轧过程中得到验证。
3.2切分刀粘铁
切分刀粘铁表现在边线切分刀外侧粘铁，铁皮堆积过多易造成K3孔顶出口或带入下一道次造成K2孔不进等故障。为解决切分刀粘钢问题，5#活套器技改为跑槽，加大入口导槽宽度；调整进口中线导板角度，使之与分线轮对齐，无明显撞点。
3.3线差
线差产生的原因在于五线切分截面积不等，预切分、切分孔型设计不合理，各线面积配比不合适，从而造成上冷床后尾部长短不一。五线切分轧制工艺受孔型系统设计、轧槽加工精度、轧槽磨损、导卫安装、轧制线对中、张力调整等因素的影响，易造成轧件尺寸差，其中孔型设计是解决线差的关键。
解决措施：1）调整扭转导卫间隙及K1进口导轮间隙，要确保导卫对中和安装正确。2）保证轧槽加工精度和轧辊冷却效果。3）精细调整各架轧机速度，保证机列间张力在合理范围，减少料型头尾尺寸差异。4）优化K4、K3孔型。试验Ⅰ为原孔型设计条件下五线负差平均值。
在试验Ⅱ中，中轧来料尺寸宽度控制放大2mm，K4、K3东西两线槽底深度各增加0.2mm，从而确保精轧K4、K3架次孔型充满度。通过孔型优化，成品在冷床对齐后尾部五线线差＜150mm，轧制状态更加稳定。
3.4冷床对齐、收集困难
1）冷床对齐、收集困难表现为下裙板滑动过程中多线缠绕，滑出矫直板以及易堆床等情况。同时，钢在受冷床齿条冷却时弯曲造成对齐时5根钢相互缠绕。解决措施：①及时更换或修磨冷床输入辊道、制动挡板、辊道架耐磨板、裙板、对齐辊道受损严重的部分，保证齿条方向在同一条直线上[2]。
②速度补偿及时，防止料型头尾大、中间料型充满度不足、尾部起套等现象。
③严格控制精轧来料符合标准，防止出现负差和切分线差等不稳定现象、倍尺上冷床忽远忽近等现象影响收集。
2）冷床收集困难表现为精整收集区振动平托处易发生卡钢、别钢等状况，收集效率缓慢。解决措施：取消事故多、使用效果不明显的振动平托装置，改用双钩收集，并对台架设备进行强度升级。
4.钢筋拉伸能力验证试验
4.1试验样品
选择1根外观质量、尺寸合格的牌号为HRB400E、公称直径为16mm的热轧带肋钢筋，截取12根长度约400mm的试样。截取试样时，去除了端头部分并在切割试样时采用冷切割，将12根钢筋随机分为两组，并将其编号为2019GYBD-001～012，然后用标签进行标志，整个能力验证试验过程中保证标志流转连续。
4.2试验设备
热轧带肋钢筋拉伸试验使用钢筋标距仪进行原始标距标志，用精度为0.02mm游标卡尺测量断后标距，试样平行长度采用精度1mm钢直尺进行测量，试验过程用SHT4605G微机控制电液伺服万能试验机进行控制，试验机最大负荷为600kN，设备精度为1级。试验前，对所有仪器设备检校有效期、使用精度、使用性能进行核查。经核查，该次试验所用仪器设备均在检校有效期内，所用设备的使用精度、使用性能皆满足要求。
4.3试验过程及注意事项
（1）试验过程。①核查试验用热轧带肋钢筋试样，其外观无锈蚀、无损伤，标志清晰可见，待测试样外观质量满足要求；试验开始前1h提前开启试验室内空调，设定空调温度为23℃，核查并记录试验室环境温度，实测能力验证试验过程中环境温度为21.0～23.5℃，满足（23±5）℃的要求。②使用钢筋标距仪对待测热轧带肋钢筋样品平行长度段进行原始标距标记，标记间隔为10mm。标记完毕，对所有试样原始标距进行测量，其测量结果都满足要求，原始标距偏差在±0.1mm以内。将待测钢筋试样分成两组进行试验，其中试样编号001～006号样品用速率a进行试验，试样编号007～012号样品用速率b进行试验。③试验前应编辑试验控制方案，首先应将应变速率换算为更加直观的横梁分离位移速率，即将平行长度（即钳口间距离）乘以应变速率。试夹持一根钢筋试样，用钢直尺测量钳口间距。经测量，该次试验试样的平行长度约260mm。④经按以上两种试验速率，对待测钢筋样品分别进行拉伸试验，测得下屈服强度、抗拉强度、断后伸长率等试验结果数据并实时进行记录。
（2）试验过程其他注意事项。试验操作过程由同一试验人员完成。试验加载链装配完成后，钢筋试样两端被夹持前，应先设定力测量系统的零点；每根试样试验结束后，应同步记录试验结果数据并核查曲线上下屈服点的读取是否正确；在测试断后伸长率时，应将试样尽量保持平直，断裂位置应紧密接触。为避免试样断裂位置不符合标准规定的条件而报废试样，可采用移位法测定断后伸长率。
5.结束语
高强钢筋应用于实际工程中，需考虑其经济适用性，如大跨度，重荷载、超高层、（非）人防地下室等。采用高强钢筋减少钢筋用量，降低工程成本，提高建筑工程质量，资源合理化，节能减排。既有经济优势又有安全性优势，在实际工程中具有非常辽阔的应用前景。
参考文献：
[1]王子亮，等.螺纹钢生产工艺与技术[M].北京：冶金工业出版社，2018：70-78.
[2]李飞，范银平.400MPa级细晶钢筋盘条工业化生产实践.冶金丛刊.2018.4（2）：11.